La réalisation de prototype en mode « câblage volant » permet de tester une idée et de vérifier sa faisabilité (POC = Proof of concept = Preuve de concept). Cependant pour assurer un fonctionnement fiable et une présentation plus « professionnelle », il faut en passer par la réalisation d’un circuit imprimé dédié. J’ai déjà eu l’occasion de vous présenter des fabricants sur le blog. Cette fois j’ai choisi de faire réaliser le circuit par PCBgogo. Voici les étapes de cette réalisation.

Réalisation d’un circuit imprimé PCB pour les LED bondissantes sur PCBgogo

Les LED bondissantes première version

Je vous ai proposé la réalisation de ces « LED bondissantes » créées par KenKen dans une série de deux articles :

Faites rebondir les LED avec le Raspberry Pi Pico

Faites rebondir les LED avec le Raspberry Pi Pico (Episode 2)

Comme vous le voyez, j’avais intégré le montage dans une boîte imprimée en 3D. Bonne idée… Sauf que lors de Nantes Maker Campus 2021 nous avons eu une « bonne » averse et le stand était en bordure de la Halle des Machines de l’Ile. L’eau a dégouliné sur le barnum et a dégouliné dans la boîte 😀 J’ai vu des LED blanches apparaitre sur le bandeau de LED. Je me suis dit « C’est bizarre, je n’ai pas programmé de blanc … » et… tout s’est éteint ! c’est seulement après que j’ai vu l’eau dans la boîte.

J’ai donc décidé de refaire proprement le montage, et de protéger la prochaine version. Le circuit est assez simple mais ça faisait un bail que je n’avais pas utilisé de logiciel de création de PCB. La dernière fois c’était Eagle et ça devait être vers le début de ce siècle. J’ai donc sollicité l’aide de Dominique (Mc Hobby) qui utilise couramment KiCAD. Il a tout de suite accepté et nous avons échangé pour aboutir à ce nouveau circuit.

Le circuit imprimé PCB de Dominique

Dominique a eu la bonne idée d’ouvrir une page Github, ce qui fait que vous avez accès à tous les fichiers de ce projet.

Suite à nos discussions, le régulateur de tension que j’avais mis en place pour garantir une alimentation 5v stable au Raspberry Pi PICO a été supprimé. Je craignais les pics renvoyés par la commutation des LED… Un condensateur de 1000µF en entrée de l’alimentation est chargé de lisser la tension de l’alimentation 5v. Pour mémoire, vu la consommation du ruban de LED j’utilise une alimentation 5V/10A.

Une diode shottky amène le 5v sur la patte Vsys du PICO.

Certains rubans de LED n’apprécient pas le 3,3v des signaux fournis par le PICO. Dominique a donc prévu un circuit intégré optionnel 74AHCT125 qui est un quadruple buffer dont seul le buffer A1 est utilisé. Si ce circuit n’est pas utile (le ruban fonctionne bien en 3,3v) il suffit de mettre un point de soudure sur les pastilles de JP1 pour laisser passer le signal directement vers le ruban de LED. Dans ce cas vous ne monterez pas le circuit intégré 74AHCT125. Au pire vous pouvez revenir en arrière en éliminant le court-circuit de JP1 et en montant le circuit et la résistance de 220Ω.

L’implantation aboutit à une carte de 57x58mm.

Et le circuit créé par Kicad.

Avec ces vues en 3D du circuit on se rend compte de ce que sera le montage final. Pour le premier prototype je ne souderai pas directement le PICO sur la carte, j’utiliserai quand même deux rangées de connecteurs pour pouvoir enlever le PICO si besoin. Merci Dominique pour cette aide précieuse ! Si vous ne connaissez pas Mc Hobby, je vous invite à visiter

• La boutique
• Le blog
• Le wiki

vous y ferez sans doute des découvertes intéressantes.

La commande de PCB chez PCBgogo

Avec le circuit créé par Dominique j’ai choisi de faire fabriquer le circuit imprimé PCB par PCBgogo. La démarche de commande est relativement simple, je vous la donne en images ci-dessous.

Rendez vous sur la page d’accueil de PCBgogo : https://www.pcbgogo.com/

Si vous n’avez pas de compte chez PCBgogo créez en (Register en haut à droite de la page) un ou connectez vous avec vos identifiants. Vous devriez recevoir un code sur votre email, qui servira à vérifier votre adresse mail.

Cliquez sur Order PCB now pour commencer la commande.

La page qui s’ouvre va vous permettre de donner les informations nécessaires à la fabrication de votre PCB.

Dans un premier temps on va vérifier que le PCB a été correctement dessiné. Ouvrez le visualiseur de fichiers Gerber (Online Gerber viewer).

Allez sélectionner votre fichier Gerber, en général il se présente comme un fichier ZIP.

Comme le montrent les images ci-dessus, le visualiseur est assez classique. Il permet d’afficher (ou pas) certaines couches, de voir le dessus ou le dessous de la carte… Profitez en pour vérifier une nouvelle fois que tout semble conforme. Quand vous avez vérifié le PCB, quittez le visualiseur et revenez à la page qui permet de chiffrer la fabrication du PCB.

Renseignez les dimensions de la carte et la quantité souhaitée, puis entrez les autres informations (nombre de couches, épaisseur de la plaque, matériaux…)

 

 

Vous obtenez un chiffrage pour la fabrication et l’envoi de vos circuits. Il existe plusieurs modes de livraison que vous pouvez chiffrer :

Vous opterez pour le mode de livraison qui vous convient, en fonction de l’urgence et de vos moyens financiers.

Vous allez retrouver votre commande dans le panier (Shopping cart) il reste à téléverser (uploader) votre fichier Gerber pour accompagner la commande. Le fait d’avoir visualisé le Gerber tout à l’heure n’a pas lié le fichier à votre commande, en effet en cas d’erreur vous allez modifier vos fichiers… Ce n’est qu’ici que vous chargerez le fichier définitif pour la production des PCB.

Il n’est pas encore possible de payer car le circuit doit être visé par les équipes de PCBgogo, ce qui assure une bonne réalisation des commandes et leur permet d’éliminer les erreurs. Le lendemain (il y a 6 heures de décalage avec la Chine) j’ai reçu la confirmation que mon PCB était valide

J’ai alors procédé au paiement.

Le chiffrage de l’opération est arrivé rapidement pour confirmer la commande. Les circuits sont arrivés quelques jours plus tard. l’ensemble des opérations a pris une semaine (commande le 2, colis reçu le 10).

J’ai eu plusieurs contacts avec les équipes de PCBgogo et je dois dire que tout s’est bien passé dans un esprit très convivial. Merci à Tina et à Shining pour ces échanges constructifs !

Les circuits imprimés PCB reçus de PCBgogo

Les circuits sont arrivés bien protégés dans une boîte de carton fort.

A l’intérieur une feuille de mousse enveloppe les circuits

Qui sont eux mêmes protégés par du plastique à bulles.

On peut dire qu’il y a peu de chances pour que les PCB subissent une détérioration pendant le transport 🙂

La qualité est au rendez vous comme vous pouvez le voir sur ces photos recto-verso. Les tous sont parfaitement centrés dans les pastilles, la sérigraphie est superbe.

Un examen au microscope (le DM3 que je vous avais présenté) montre que les pastilles et leur perçage sont vraiment de belle qualité.

En possession de ces superbes PCB, je vais pouvoir passer au câblage du projet.

Câblage d’un circuit

Si vous avez déjà soudé, le montage de ce circuit ne devrait pas présenter de difficulté particulière. Il faut bien respecter la valeur et le sens des composants. Au besoin vous trouverez sur la page des ebooks du blog, un tutoriel que j’ai écrit pour les débutants en soudure (c’est gratuit 😉  )

J’ai choisi de monter l’adaptateur de niveau 74AHCT125. La résistance fait 240Ω (je n’avais pas de 220Ω mais ça ne change pas grand chose…).

La prise de sortie accepte directement le connecteur femelle des rubans de LED :

Il n’y a pas de détrompeur, il faut bien veiller à mettre le connecteur dans le bons sens si vous ne voulez pas acheter un nouveau ruban de LED…

Franchement, ça a un peu plus de gueule que le prototype, non ?

Il reste à connecter l’alimentation 5V/10A pour faire les tests.

Tests

Pour la mise en place des programmes, reportez vous aux articles précédents. Vous pourrez télécharger la bibliothèque ws2812b.py et le programme main.py en cliquant sur ce lien. Il restera à transférer les programmes sur le Raspberry Pi PICO et au prochain démarrage les LED vont se mettre à rebondir.

Les 4 switchs ont chacun un rôle :

1. Mode démo (si ON)
2. Sens de déplacement (vers le haut ou le bas)
3. Luminosité (forte – faible)
4. Taille des blocs (8 ou 12 LED)

Le bouton poussoir RESET permet de redémarrer le programme en cas de besoin, ou pour prendre en compte une modification que vous auriez faite sur les switchs. Ils ne sont lus qu’au démarrage.

Vidéo

Conclusion

Après la réalisation d’un prototype de LED bondissantes inspiré par un projet de KenKen, j’ai voulu finaliser la réalisation en la montant sur un « vrai » circuit imprimé. C’est Dominique de McHobby qui a dessiné le circuit après quelques aller-retours et ajustements. PCBgogo a assuré une fabrication de belle qualité comme vous l’avez vu sur les images de l’article. Je vous décris le processus de commande qui est relativement simple et rapide. La qualité est assurée également par une vérification du circuit avant sa validation et son paiement.

PCBgogo propose également des circuits imprimés souples, le montage des composants  (complet ou partiel) le montage de câbles et l’intégration en boîtier.

Le montage sur le circuit n’a posé aucun problème particulier et le fonctionnement est parfait 🙂

Il me reste des circuits et quelques composants, si vous êtes intéressé(e) contactez moi en message privé (adresse de contact en bas de cette page).

Bonus

La carte a été réalisée par PCBGOGO qui a repris l’info dans ses réseaux sociaux :

Sur Twitter :

Great project show🤩
thank @framboise314 for sharing
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Réalisation d'un circuit imprimé PCB pour les LED bondissantes sur PCBgogo
👉https://t.co/26qkhqrAxH
———-#pcb #pcbgogo #smt #smd #pcbprototype #pcbmanufacturing #electronics pic.twitter.com/XhEn68Luw4

— PCBGOGO (@PCBGOGOofficial) March 22, 2022

Sur Facebook :

https://www.facebook.com/PCBGOGOofficial/posts/3161272444131066

 

Sources

https://www.pcbgogo.com

https://www.pcbgogo.com/pcb-assembly.html

https://github.com/mchobby/kicad-public-projects/tree/main/PICO-BOUNCING-LED