S'auto-former à la fraiseuse MDX50 pour réaliser une carte électronique pour ses composants
Avant le départ de Maxime pour Hambourg, on a organisé un temps de formation avec Colin un adhérent du FabLab pour prendre en main les logiciels permettant de créer une carte électronique au sein du FabLab.
Ce tutoriel doit permettre de comprendre les différentes étapes de la création du chéma électrique jusqu'au fraisage de la carte. Dans le cadre de ce tutoriel, nous allons réaliser une carte permettant d'allumer une led en appuyant sur un bouton. Michaël - Chargé de projet FabLab OpenFactory et réseau des espaces de fabrications numériques du 42.
KiCAD pour dessiner son schéma et concevoir sa carte électronique
KiCad est une suite logicielle libre de conception pour l'électronique pour le dessin de schémas électroniques et la conception de circuits imprimés.
Nous allons réaliser le schéma électronique de cette carte en intégrant les composants suivant :
Une diode
Une résistance
Un bouton poussoir
2 connecteurs (pour brancher une alimentation, par exemple un boitier de pile)
Démarrer un nouveau projet
Pour commencer un projet on va sélectionner dans le menu Fichier => Nouveau => Projet
On va commencer par la diode. Pour placer un composant il faut cliquer sur le bouton du menu de droite appelé "Placer symbole"Placer symbole et ensuite on cliquera dans la zone de dessin du schém électrique, ce qui ouvrira les composants intégrés à notre logiciel
Ce qui nous positionnera l'élément suivant sur notre schéma (attention j'ai zoomé sur mon élément, il peut etre beaucoup plus petit lorsque vous le ferez)
LED positionnée sur le schéma
On peut faire une rotation d'un élément en sélectionnant un élément (menu de droite) en sélectionnant l'élément et en appuyant sur la lettre R de votre clavier. Sélectionner un élément
On va répéter cette opération pour placer les éléments suivants :
Une résistance (la plus simple de la bibliothèque appelée "R")
Un bouton poussoir (appelé "SW-Push" dans la bibliothèque)
Un connecteur générique (appelé "Conn_01x02" dans la bibliothèque)
Lorsqu'on a des circuits électriques plus complexes on peut insérer des "Power Flag" Pour avoir des tensions et des masses en référence. Cela permet de mettre en décaler l'alimentation
Je clique ensuite sur un fil, une fenetre s'ouvre et je selectionne la tension choisie (ici la masse)
Sélectionner Power Flag GNDGND
Il faut reproduire la meme chose en installant un PWR FLAG (lorsqu'on n'a pas de composant alimentation, pour la masse comme pour le +5V )
Maintenant on va attribuer les noms de nos composants (enfin c'est plutot des numéros en électronique, par exemple D1, R1, R2...). Pour cela on va utiliserle menu en haut avec la fonction "Annotation des composant de la schématique"
Ensuite, nous allons verifier les erreurs que nous aurions pu faire dans notre schéma. En cliquant sur le bouton du menu du haut "Execute le test des erreurs électriques"
Une nouvelle fenềtre s'ouvre et je vais pouvoir aller chercher les éléments pour chacun de mes composants (en fonction des données constructeurs de mon composant ou des mesures effectuées sur celui-ci). Dans l'exemple on a une LED simple de 5mm. A gauche j'ai la bibliothèque de composants, au milieu les composants présents sur mon schéma et à droite les différents composants de la bibliothèque sélectionnées à droite
Une fois que j'ai trouvé le composant approprié dans la colonne de droite, je valide mon choix en double cliquant dessus (cela va mettre les informations dans ma partie centrale de la fenêtre)
Enfin, on va générer la netliste (enveloppe) => cela va définir les liens des composants sur le schéma et leurs placements sur la carte PCB
Générer la netliste
Une nouvelle fenêtre va s'ouvrir et on reste sur le reglage PCBNew avec le format par défaut.
Cela va nous créer un nouveau fichier en .net (Porte clé LED.net) fichier généré netliste
On va ensuite créer nos pistes et choisir la dimension de la taille de nos pistes
Dans notre exemple on créer un circuit avec des pistes sur une seule face, donc on va travailler sur la couche Bcu (en la sélectionnant dans le menu de droite). La couche Bcu est la couche de cuivre inférieure. Dans le cas d'un circuit en double couche on utiliserait aussi la couche Fcu qui correspond à la couche de cuivre supérieure. On va sélectionner des pistes qui auront une taille de 1mm (c'est le minimum, on peut les élargir un peu !)
On va pouvoir dessiner nos pistes (par dessus les traits de liaisons fournis par le fichier netliste) en étant vigilant à ne pas faire d'angle droit ni de liaison de masse
avant de les dessiner on va régler leur taille
Editer la taille des pistes (menu)
Cela nous ouvre une nouvelle fenêtre, dans la colonne largeur, on va cliquer sur le bouton + en bas de la colonne et on va lui donner une taille de 1,25mm.
On va utiliser une 3eme couche. La "Edge cut" pour définir les contours de la carte (en sélectionnant l'outil "rectangle" ou "addition de ligne graphique", en fonction de la version de KiCAD)
On va ensuite ajouter notre plan de masse. Pour cela on va se remettre sur la couche Bcu. Dans le menu de droite, on va se mettre sur le bouton "addition de zone remplie"
Ensuite je clique sur un des angles de mon contour et je vais régler les paramètres suivant dans la nouvelle fenêtre
sélectionner GND
isolation + longueur des freins thermique + largeur des freins thermique à 0.8mm
Paramètre du plan de masse
Et on valide
On sélectionne ensuite les 4 angles du contour de notre carte ce qui donnera le résultat suivant(Dans la version 6, il faut faire le menu edit => fill all zone pour remplir le plan de masse)
On va créer les perçages des trous avec la fonction Plot (ou en restant sur la dernière fenêtre). On clique sur le bouton "créer les fichiers de perçage" et on règle les parametres suivant :
unité de percage des trous : en millimetre
on coche trou metallisé ou non metalise en un seul fichier (pour la version 6 PTH ou NPTH...)
Et on valide en cliquant sur le bouton "créer un fichier de perçage" qui va généré un fichier en .drl (dans notre exemple Porte clé LED.drl)
Cliquer su le bouton du menu opengerber et selectionner nos 2 fichiers en .gbr qui ouvre nos tracé
Cliquer sur le bouton Open excellon pour mettre les trous de perçage en sélectionnant le fichier en .drl
Attention a la vue dans le logiciel on voit de dessus et on va graver la face de dessous (penser à faire un flip en y dans menu edit en sélectionnant tous les éléments)
on peut régler l'origine avec edit => set origine
sélectionner le fichier BCU .gbr et allant dans propriété et chois des outils (en se referant aux parametres fournis dans la page wiki mdx50)
sélectionner le fichier excellon en .drl pour parametrer les reglages wiki mdx50 pour les trous en 0.8mm ou en dessous
sauvegarder gcode pour les trous de 0.8mm
refaire pour les percages de trous de 10mm
finir par le découpage de la carte prendre le fichier ech cute propriété et cutoutools
recuperer le fichier cutout => propriete (wiki mdx50) => generer et enregistrer
Présentation de la MDX50
ALLUMER LA MACHINE et appuyer sur entrée
Panneau de controle et affichage
- Affichage machine G54 systeme de position de la machine
NCcode => elle va gérer du gcode
position X Y Z
vitesse de deplacement jobgrade
vitesse de rotation parametree (a 12000 avec spindle)
overhide laissé à 100%
bouton XYZ et A pour l'axe rotatif
Origin pour définir l'origine a chaque coordonnée X et Y et Z fait avec le capteur
Menu :
deplacement des positions
choisir l'outil
parametrer la lumière et la soufflerie
En ouverture de porte la fraise se déconnecte et descend (attention a ne pas ouvrir quand elle est sur le plateau risque d'endommager le matériel) -
Outils
1 fraise de 2 mm pour decoupe
2 fraise javelot pour la gravure
3 foret de 0.8mm
4 foret de 1 mm
5 autre
6 test de hauteur
fixer la plaque avec du double face
se placer au milieu de sa zone de travail pour brancher le capteur Z attention a mettre le cable bien de coté
on sélectionne l'outil 6
on fait le Z zero sense
on retire le capteur
on referme le capot + entree
Logiciel Vpanel
(installable uniquement sous windows)
gravure a faire en 1
on selectionne l'outil 2
on selectionne cut + on ajoute un fichier (le .nc)