Prototypage de PCB avec Verowire : 6 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:09

Il existe de nombreuses façons de prototyper une carte de circuit imprimé, la plus populaire étant la "planche à pain" traditionnelle sans soudure où les composants et les fils peuvent être branchés sur des bornes à ressort dans une base en plastique. Lorsqu'un circuit plus permanent est requis, il est courant d'utiliser une carte à ruban qui est un circuit imprimé simple ou double face avec des pistes perforées préinstallées. En pontant et en coupant les pistes, il est possible de créer des planches d'une certaine complexité. Cette carte est génériquement connue sous le nom de « carte Vero » du nom de l'auteur du système décrit dans cette instructable.

Une troisième forme de proto-carte à souder est la carte Perf, également connue sous le nom de carte à points, qui est similaire à la carte à bande mais les pastilles ne sont pas jointes et les circuits sont construits en soudant des fils individuels ou en pliant les fils des composants traversants aux bons endroits..

Au tout début de l'informatique, il était courant d'utiliser Wire-Wrap pour assembler des cartes d'ordinateur car il n'y avait pas de réelles limites au routage des conducteurs et les circuits imprimés multicouches n'étaient pas encore courants. Comme chaque fil est isolé individuellement, ils peuvent se trouver l'un contre l'autre avec peu de pénalité, ce qui permet un routage très libre.

La technique "Verowire" combine des aspects de l'enroulement de fil avec des techniques de proto-carte de soudure utilisant Perfboard comme substrat.

Étape 1: Équipement

Le système Verowire se compose d'un distributeur spécial pour fil de cuivre émaillé. Celui-ci est disponible auprès (entre autres sources) de RS Components, dont le numéro de pièce est 105-4626. Pour de nombreux projets, c'est tout ce qui est nécessaire, mais pour des configurations plus complexes, des peignes en plastique sont disponibles pour aider à organiser les fils et les détourner autour de la carte.

Le fil est du type « auto-fluxant », ce qui signifie que l'isolant peut être facilement soudé. Fil où ce n'est pas le cas rendrait le processus impossible.

Étape 2: Disposez la carte et les composants

Décidez où les composants iront sur la carte. L'image montre un bouclier Arduino en cours de construction, c'est pourquoi le jeu de broches supérieur a été retiré de son dispositif de retenue pour y plier un décalage. Il s'agit d'un morceau de panneau perforé recyclé, c'est pourquoi il manque des coussinets et des trous surdimensionnés. Les composants doivent être maintenus en place soit en pliant des broches, soit en soudant des broches qui ne seront pas utilisées. Il est difficile de souder des broches au Verowire, bien qu'il soit possible de les souder temporairement, de les dessouder avec une ventouse à souder puis de les câbler avec le fil émaillé.

Étape 3: Commencez à câbler les composants

Commencez par tirer environ un pouce de fil du distributeur. Tenez-le contre la planche (ou sur le bord de la planche) et enroulez-le fermement autour de la première broche à l'aide du distributeur. Le distributeur est doté d'un frein à friction coulissant qui peut être utilisé pour maintenir le fil lors de l'enroulement ou pour le relâcher lors du déplacement vers l'emplacement suivant. Il peut également être glissé vers l'arrière puis vers l'avant pour dégager un peu de mou, ce qui facilite souvent l'enroulement d'une épingle. Pressez le curseur pour serrer l'enveloppe autour de la goupille afin qu'elle reste en place.

Les peignes s'insèrent dans les trous de la planche. Ils peuvent être collés, mais ce n'est normalement pas nécessaire.

J'ai tendance à envelopper environ une demi-douzaine de terminaisons à la fois avant de les souder en lot. La longueur de fil supplémentaire peut être coupée avec des pinces coupantes avant ou après le soudage. Chaque fois que je fabrique une planche Verowire, je me promets d'acheter des pincettes coupantes, mais je ne l'ai jamais fait jusqu'à présent.

Il faut un certain temps à la soudure pour faire fondre l'isolant et pour que la pastille "fonctionne". Les coussinets ont également tendance à devenir un peu blobby. Pour autant que je sache, c'est comme ça, vous n'aurez qu'à abaisser temporairement vos normes.

Étape 4: Montage en surface

Ce processus n'est clairement pas vraiment destiné aux composants de montage en surface, mais ils peuvent être intégrés si nécessaire. L'astuce consiste à pré-étamer l'extrémité d'un fil et à le fourrer dans un trou, à poser le composant sur la pastille puis à souder. Cela fonctionne mieux à côté des broches des composants où une extrémité du SMT peut être soudée en premier au pin-pad.

Étape 5: Vérifiez le tableau

Cette méthode est sujette aux courts-circuits entre les plots adjacents si le fil n'est pas coupé assez court. Il est également relativement facile, si le fer avance trop vite, de couler un fil isolé dans la goutte de soudure et de ne pas avoir de continuité, de sorte que la carte doit être vérifiée à la fois pour les courts-circuits et les mauvais joints.

Étape 6: Résumé

Cette méthode ne convient pas à toutes les applications, mais elle est particulièrement utile lorsque de nombreuses pistes doivent contourner la planche et se croiser. La carte illustrée utilisait plus de 100 pads et un routage assez complexe, cela aurait été très difficile avec un strip-board et pas trivial avec un vrai PCB.

Le réacheminement est relativement facile, en général, les mauvaises traces peuvent simplement être coupées à un point pratique et laissées en place lorsqu'une nouvelle trace est câblée.

Je soupçonne que cette méthode aurait trop de diaphonie pour les applications à haute fréquence.

Je ne sais pas quelle est la tension sensible maximale pour une telle carte. Le fil a une tension d'épreuve de 600V et est évalué à 100mA. Dans cette carte qui a une ligne 90V, j'ai utilisé une longueur de fil conventionnelle pour cette piste.