Bonjour a tous, j'ai récemment prototypé un de mes projets, je voudrais a présent le passer de mes plaques d'essai a un beau PCB tout propre.
pour faire simple, une commande de relais via GSM sur batterie.
j'ai déjà dessiné et (fait) réalisé des PCBs assez simples. le soucis c'est que ce projet est un peu plus complexe, je comptais dessiner et faire réaliser un PCB 4 couches intégrant des petits modules et relais: 4 relais 5V, un module Audio, un module GSM, un module GPS, un module de gestion de la batterie (powerboost 1000C) et 2 microcontrolleurs.
c'est la première fois que j'utilise un module GSM et un module audio en même temps et je souhaiterais savoir si il y a des choses a savoir ou des règles a respecter pour créer ce PCB.
Circuit imprimé 4 couches c'est encore cher pour l'amateur. Je pense qu'il ne faut passer aux 4 couches que si l'on ne peut pas faire autrement.
Le 4 couches est utilisé en haute fréquence pour ses propriétés:
découplage des alim en faisant des plans de masse et d'alim,
faire des pistes adaptées 50 ohms de largeur acceptable (0,4 mm en 4 couches au lieu de 5mm en 2 couches) mais il faut bien connaitre les paramètres exacts des laminés et prépreg utilisés.
L'architecture "haute fréquence" est la suivante :
1er laminé :
couche externe : boîtier composants et pistes stratégiques, dont les pistes 50 ohms.
couche interne : plan de masse
Prépreg
2eme laminé
couche interne : plan de Vcc
couche externe : pistes non stratégiques
Un écueil dans lequel il ne faut pas tomber : placer trop de via.
Les vias borgnes sont déjà évités en professionnel alors n'en parlons pas en amateur.
Avec des vias classiques les pastilles de via vont se retrouver sur toutes les couches.
Deux inconvénients : les via vont bouffer de la place sur les plans ou ils ne sont pas utiles et ils vont transformer les plans d'alim et de masse en gruyère.
Franchement pour réaliser des modules tip top, mouais pour les 4 couches, mais pour assembler des modules déjà réalisés, a priori, je pense qu'on doit pouvoir s'en passer.
c'est la première fois que j'utilise un module GSM et un module audio en même temps et je souhaiterais savoir si il y a des choses a savoir ou des règles a respecter pour créer ce PCB.
Bien découpler séparément les alim.
Dans l'absolu :
Un condensateur seul ne filtre pas il faut toujours un élément en série : soit les éléments parasites inévitables déjà présents (mauvais filtrage), soit une résistance soit une inductance.
La résistance apporte une chute de tension. Avec les circuits numériques qui ne sont pas à consommation constante cette chute de tension sera variable avec la consommation ce qui peut-être gênant.
L'inductance n'apporte pas de chute de tension. Si les inductances ne sont pas blindées dans une ferrite et trop proches les unes des autres elles peuvent se coupler et former un mauvais transformateur très gênant.
Avec les inductances CMS la solution est de les positionner à 90 ° pour annuler le couplage qui dépend du cosinus de l'angle des deux inductances..
Dans la pratique il n'y a pas deux cas semblables.........
La masse parfaite est une vue de l'esprit, éviter de faire transiter des signaux numériques dans les zones de masse analogique.
robotdelta:
...
j'ai déjà dessiné et (fait) réalisé des PCBs assez simples. le soucis c'est que ce projet est un peu plus complexe, je comptais dessiner et faire réaliser un PCB 4 couches
bonsoir
+1 avec l'exposé de 68tjs
te diriger d'emblée sur du 4 couches pour un simple projet DIY "pas trop contraignant en routage" est peut etre "prendre un marteau pilon pour écraser une mouche !
si tu a de la "xHF" éventuellement perturbante , il est surement plus simple d'isoler déjà préalablement les ... étages 8)
j'ai quand même "beaucoup" de composants a implanter, une dizaine de capas, une cinquantaine de résistances et une vingtaines de transistors du coup j'ai l'impression qu'il ne va pas rester beaucoup de place pour le routage d'ou l’intérêt de faire "disparaître" les pistes d'alim et de masses, enfin c'est comme ça que j'imagine la chose
ensuite pour ce qui est de la haute fréquence, seuls les modules génèrent leurs "haute fréquence" (je pense aux antennes surtout)
mais sur le PCB il n'y aura que des signaux audio (microphone et haut-parleur), un signal 500Hz et les signaux de communication entre les Atmegas(9600 bauds) et leurs oscillateurs.
faut-il que je prenne des précautions avec ces signaux? proximité avec les modules HF ?
ne va-t-il pas y avoir d’interférence avec les modules?
j'imagine qu'il est préférable de ne pas faire passer de piste sous ces modules et que la couche interne la plus "proche" sois la couche de plan de masse, non?
pour l'alimentation des modules, en fait le module GSM est directement relié a la batterie du powerboost et c'est le powerboost qui alimente les autres composants et modules, a savoir que le module GSM génère un pic de courant de 2A très court toutes les quelques dizaines de ms.
des conseils sur l'espacement des différentes pistes ou leurs largeurs? sachant que seules les sorties des relais transitent de possibles forts courants (1A à 4A) le reste étant de faibles courants (sauf alim du module GSM) de quelques mA a quelques dizaines de mA?
Si tu part du principe que la superficie de la carte doit être aussi grande pour placer pour chaque module tu te trompe, cela va te coûter très chère à fabriquer.
Essaye d'abord en double face classique et si vraiment tu as trop de composants tente le double face avec composants sur les deux faces et garde en tête ce que j'ai dis au sujet des vias quand il y en trop.
Pour éviter les vias il est possible d'insérer des résistances cms 0 ohms et de faire passer la piste entre les plages de report du cms.
Privilégie les cms 0603 ou à défaut 0805, évite les 1206 dans la mesure du possible (capa de fortes valeur).
Si vraiment cela ne passe pas envisage les 4 couches.
Pour la largeur des pistes en fonction du courant Kicad a un calculateur.
Ah un point que j'oubliais : en 4 couches les couches internes ne font souvent que 17µm d'épaisseur.
-Standby: en fait c'est la superficie maximum de ma carte, elle correspond a la taille maximum qui rentre dans mon boitier, plus petite elle est mieux c'est, évidement.
68tjs: d'accord je vais tenter ça, je pense que le simple face classique ne sera pas envisageable, je vais essayer directement avec les composants des 2 cotés .
je garde aussi en mémoire tes conseils pour les CMS aussi
