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Design a universal autonomous PCB

by: May 24,2021 466 Views 0 Comments Posted in PCB Design Tutorial

PCB Design Tutorial easyEDA

Summary:       Dans ce tutoriel, nous allons voir comment créer simplement un PCB pour fabriquer toutes sortes de systèmes autonomes.

Pour commencer, le cœur de ce design sera un Arduino nano. C'est un microcontrôleur assez petit, puissant, et avec une consommation assez basse, ce qui est important pour un système alimenté par batterie. Il est aussi très peu cher. Il sera entouré par un maximum de 4 périphériques connectés en I2C, d'un lecteur de carte micro-SD, et sera alimenté par une pile 9v. Le design a été créé sur EasyEDA.


Le lecteur de carte SD servira à enregistrer les données collectée sur les 4 capteurs.


Ce circuit imprimé pourra servir à toute sorte de projets autonomes, grâce a ses ports I2C qui s'adapteront à tous les modules voulus ( capteur de pression BMP280, accéléromètre GY-521, écran OLED, etc. )


Nous allons commencer par la partie schématique. Nous plaçons donc l'Arduino nano, les pins pour les 4 périphériques I2C, ainsi que l'emplacement pour le lecteur de carte SD et le terminal à vis pour la pile.

Puis, nous connectons les différents pins pour les connections voulues :

SCL vers A4

SDA vers A5


CS vers D10

MOSI vers D11

MISO vers D12

CLK vers D13




Ensuite, une fois que la partie schématique est finie, nous pouvons commencer l'édition du PCB. Faites attention à vérifier l'orientation de vos composants afin qu'ils ne se bloquent pas entre eux lors de la soudure.


Nous commençons donc par placer l'Arduino Nano, puis les 4 ports I2C autour.



Pour la taille du PCB, nous nous adapteront afin de minimiser l'espace, une fois que tous les composants seront placés.

Nous pouvons maintenant placer le lecteur de carte SD, ainsi que le connecteur de batterie.



Une fois que tous les composants sont en place, nous pouvons commencer à optimiser l'espace pour réduire la taille du PCB.

Pour cela, rapprochez au maximum les composants en vous aidant de leurs contours, et faisant attention de garder un léger espace pour palier aux problèmes de mesures. Par la même occasion, vous pouvez déplacer les noms des pins pour qu'ils n'interfèrent pas avec les pins.



C'est le moment de tracer les connections ( celles que nous avons établies à l'étape schématique ). Actuellement, ces connections ne sont représentées que par des lignes entre les composants, mais nous allons utiliser l'AutoRouter intégré à EasyEDA, qui va tracer et optimiser automatiquement les connections. Nous arrivons donc avec un design sur 2 couches.



Ensuite, nous allons demander au logiciel de rajouter une zone GND entre, et autour de chaque route de cuivre, pour faciliter le routage, et éviter de créer une connexion supplémentaire pour le GND ( il sera donc accessible partout ).



Nous avons donc fini. Nous pouvons utiliser l'outil 3D afin de visualiser notre PCB et remarquer, éventuellement, les erreurs sur notre circuit.




Ce design à été pensé pour tenir dans un sac, dans une boîte, ou encore dans n'importe quel petit compartiment. La présence des 4 ports I2C rend ses utilisations illimités, automobile, jardinage, aéromodélisme, smart-home, etc. Ils peuvent accueillir des capteurs en touts genre : tension, courant, pression, luminosité, accéléromètre, humidité, température…

Le design peut aussi être adapté pour accueillir un microcontrôleur connecté tel qu'unESP8266, un WEMOS D1 MINI, un ESP01, pour créer des systèmes autonomes connectés et l'intégrer dans un écosystème complet.

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