Conception de cartes Electroniques

1. Conception de cartes Electroniques Module ES106, SPE3 mars. 2005 Jean-Yves CADOREL (PAST)

2. Conception d’un minuteur pour camions frigorifiques • Contraintes mécaniques et thermiques (encombrement, résistance au choc, gamme température, humidité…) • Respect des performances(choix convertisseurs, amplis, µcontrôleur, DSP, FPGA…) • Respect des coûts de fabrication(Le choix composant idéal peut être beaucoup trop cher!!!, attention aux quantités…) • Technologies mises en œuvre(Types de composants, type de circuits imprimés…) • Normes à respecter(CEM, basse tension, ATEX, Radio…) JY CADOREL

3. Etude et développement depuis la STB jusqu’au produit industriel • VALIDER la STB et le CdC*)!!! • Déterminer les contraintes dimensionnant le système(Consommation, autonomie, poids, performance, tenue en température…) • Diviser le système en sous blocs indépendants(boîtier, alimentation, affichage, module d’acquisition…) *) STB: Spécification Technique de Besoin CdC: Cahier des Charges C. ALAYRAC, Conception de cartes JY CADOREL

4. Conception d’un minuteur pour camions frigorifiques • Synoptique fonctionnel Commutation puissance temporisation Alimentation Commande organe de puissance IHM JY CADOREL

5. Conception d’un minuteur pour camions frigorifiques • Cahier des charges minimal • Alimentation sur batterie 12V à 48V, • Sur activation d’un entrée de type Tout Ou Rien, commuter la puissance pendant une durée de 30 à 90 secondes (réglable en usine) • Puissance commutée à la charge : 30W à 50W suivant tension batterie. • Prix de revient(carte équipée et testée) de 7€ unitaire par quantités de 100. • Autres : SDU………………………………. JY CADOREL

6. Conception d’un minuteur pour camions frigorifiques • Quelles solutions pour réaliser la fonction de temporisation ? Temporisation ?? • Sur activation d’un entrée de type Tout Ou Rien, commuter la puissance pendant une durée de 30 à 90 secondes (réglable en usine) JY CADOREL

7. Conception d’un minuteur pour camions frigorifiques • 2 types de solutions : temporisation analogique ou numérique. Temporisation ?? JY CADOREL

8. Conception d’un minuteur pour camions frigorifiques • Exemple de temporisation analogique : le 555 ( Timer apparu en 1971) l'équivalent de 20 transistors, 15 résistances, et 2 diodes. multivibrateur monostable t= 1.1x RC. JY CADOREL

9. Conception d’un minuteur pour camions frigorifiques • Exemple de temporisation numérique : PIC10F JY CADOREL

10. Conception d’un minuteur pour camions frigorifiques • Quels critères pour faire le choix ? • Le prix • L’encombrement • La fiabilité • La pérennité • Les contraintes de mises en œuvre • etc.. JY CADOREL

11. Conception d’un minuteur pour camions frigorifiques JY CADOREL

12. Avantage NE 555 ? Il faut tenir compte de tous les composants nécessaire à la temporisation ! • Aucun pour le PIC (oscillateur interne) • Un circuit RC pour le NE555 JY CADOREL

13. NE555: sélection R et C • Pour 10 à 100s on est à la limite du raisonnable avec 1 seul 555. • R ~ 10 – 47 MW • C ~ 47 – 100 µF JY CADOREL

14. Les Différents types de résistances (Rappels) JY CADOREL

15. Résistance fixe à couche métallique Résistance fixe à couche carbone Résistances pour montage en surface Les résistances CMS représentent + de 70% des unités vendues JY CADOREL

16. Quels critères pour faire le choix ? Résistances standard: CMS (en métal vitrifié) Puissance : CMS jusqu’à 3W, à piquer au delà. Précision : CMS (film métal ) 0.1% 25ppm/°C, et résistance bobinée à piquer pour la puissance Mise au même potentiel : éviter les résistances CMS (tension de claquage dans l ’air 1KV/mm). Les choix logiques JY CADOREL

17. Paramètres constructeurs : exemple fin de gamme 10M à … Prix farnell pour résistances 0805~0.04$ Pour celles-ci le prix unitaire (par 100 chez farnell) ~0.4$ !! JY CADOREL

18. => céramiques ou tantales ( cf recueils de fiabilité) CONDENSATEUR céramique 47UF 6.3V CMS 47UF 6.3V; Capacité:47µF; Conforme RoHS: Tension CC:6.3V dc; ; Diélectrique:X5R; T CONDENSATEUR tantale prix : 0.4$ en 4v le double en 10V… Capacité:47µF; Conforme RoHS Tension CC:4V; Choix des condensateurs 0.8$ JY CADOREL

19. Conception d’un minuteur pour camions frigorifiques JY CADOREL

20. bipolaire sot23 MMUN2213LT1 Conforme RoHS Transistor type:Small Signal Digital; Polarité transistor:NPN Tension, Vceo:50V Ptot:0.2W Courant, Ic (hfe):5mA Ic maxi permanent a:100mA; prix : 0;05$ Mosfet : BSS138N -> 0.1$ Conforme RoHS Polarité transistor:Canal N Tension Vds maxi:60V; Courant, Id cont.:0.23A; Courant, Idm impul.:0.92A; Power, Pd:0.36W; Résistance, Rds on:3.5Ohm; Etage de commande de la puissance. JY CADOREL

21. RELAIS CI SPCO 6VCC; Conforme RoHS:AC; Configuration contact:1RT; Tension, bobine CC, nom:6V; Courant, Commutation maxi:10A; Tension, contact c.c. maxi:100V; Courant, contact, DC maxi:10A; Puissance, bobine DC:360mW; Résistance, bobine:100Ohm; Température de fonctionnement mini:-40°C COMMUTATION PUISSANCE: Les RELAIS 0,72 € JY CADOREL

22. MOSFET: Conforme RoHS:NON; Tension Vds maxi:60V; Courant, Id cont.:1.2A; courant, Idm impul.:4.8A; Power, Pd:0.8W; Rds on:0.3Ohm; boîtier: SOT-223; COMMUTATION PUISSANCE: Transistors BIPOLAIRES et MOSFETS ~1$ BIPOLAIRE Conforme RoHS:NON Tension, Vceo:60V; Ptot:3W; hfe, mini:100; Vcbo:150V; Courant, Ic (hfe):2A; JY CADOREL

23. La connectique ? Le temps de pose ? Les normes ( RoHS ?) Et la fiabilité ? JY CADOREL

24. Description : BORNIER CI 3P; Conforme RoHS:NON; Nombre de pôles:3; Nombre de voies:3; Tension CA:250V; Courant:13A; Taille de fil, mm2 maxi:1.5mm²; Pas:5mm; Approbation:UL, CSA, SEV; Couleur:Gris Clair; Diamètre, broche:0.9mm; Diamètre, trou du circuit imprimé:1.3mm; 0,5$ 0,25$ Description : CONTACT MALE PQ25; Conforme RoHS:AC; Taille de fil, mm2 mini:0.2mm²; Taille de fil, mm2 maxi:0.51mm²; Numéro AWG mini:24AWG; Numéro AWG maxi:20AWG; Courant, DC maxi:5A; Diamètre, câble, mini:0.5mm; Diamètre, câble, maxi:0.8mm; Approbation:UL94V-0; Inflammabilité:UL94V-0; Matière, contact:Cuivre au cadmium; Revêtement, contact:Nickel plaqué or JY CADOREL