★ À maîtriser
📌 La conception d’une puce repose sur des outils de conception assistée par ordinateur et exige des connaissances théoriques, de l’expérience et de la créativité, tandis que l’approche par connexion de broches sélectionne des circuits intégrés pour réaliser un produit et est plus courante.
Compléments
Les démarches utiles sont : se familiariser avec les circuits intégrés disponibles, étudier les circuits intégrés qui intéressent, obtenir leurs fiches techniques, suivre les nouvelles puces des fabricants, apprendre les langages de programmation courants, se perfectionner dans la programmation des microcontrôleurs
Une conception électronique combine des normes, des circuits, des pièces et des méthodes connus pour résoudre un problème ou créer un dispositif utile, ce qui augmente les chances de succès, réduit les coûts et fait gagner du temps.
Dans l’approche par connexion de broches, les difficultés comprennent la traduction de la conception sur une carte de circuit imprimé (PCB) et la programmation du logiciel ou du firmware du microcontrôleur.
Concevoir une puce exige une expertise théorique ; connecter des circuits intégrés vise un produit.
★ À maîtriser
La définition du produit comprend : nommer et décrire le produit et lister ses fonctionnalités, identifier les entrées et les sorties et comprendre le fonctionnement de l’appareil, dessiner un schéma de principe et décrire le boîtier, énumérer les spécifications, notamment les entrées, les sorties, la puissance et la plage de fréquences, envisager les tests et les exigences de certification, évaluer la production de masse et conserver les informations, vérifier si un produit similaire existe et, le cas échéant, procéder à son ingénierie inverse
🔄 La conception détaillée se déroule ainsi : choisir des circuits spécifiques pour remplir les blocs du schéma fonctionnel, dessiner le premier schéma, sélectionner les composants adaptés aux spécifications du circuit
La simulation consiste à importer le schéma dans un logiciel afin de vérifier si le circuit fonctionnera en pratique.
🔄 Le prototypage se déroule ainsi : assembler chaque circuit, vérifier le fonctionnement individuel de chaque circuit, connecter les circuits entre eux jusqu’à former le produit final
Compléments
La conception du boîtier adapte ses dimensions aux circuits et peut s’appuyer sur des outils de conception mécanique 3D pour repérer les conflits d’ajustement entre la carte et le boîtier.
Les composants envisageables comprennent :
La production en série nécessite de considérer :
Définir → concevoir → simuler → prototyper → concevoir le boîtier.
★ À maîtriser
Compléments
Les livres de référence aident à comprendre le comportement des composants, revoir la théorie et résoudre des problèmes.
Les distributeurs cités sont :
Les magazines spécialisés fournissent des projets, des idées, des circuits et des informations sur des produits susceptibles d’orienter la conception.
Les fabricants cités comprennent :
★ À maîtriser
La simulation d’un circuit consiste à construire un modèle mathématique sur ordinateur, généralement en introduisant son schéma dans un logiciel qui construit le modèle à partir des symboles des composants et de leurs connexions.
Une conception modulaire sur protoboard permet de tester séparément chaque circuit et de le réutiliser dans de futurs projets.
📌 L'orientation des composants doit être vérifiée à l'aide de leur fiche technique, car une insertion inversée peut les endommager ou empêcher le bon fonctionnement du circuit.
📌 Les protoboards conviennent aux circuits à courant continu et à basse fréquence, mais à environ 1 MHz ou plus les câbles peuvent introduire des effets inductifs importants et modifier la réponse du circuit.
📌 Sur un protoboard, les bus d’alimentation distribuent généralement les pôles positif et négatif, tandis que les nœuds de connexion accueillent les composants et leurs connexions.
Compléments
📌 Lors du câblage d'un protoboard, le pôle positif de l'alimentation est généralement relié au bus « + » et le pôle négatif au bus « - ».
Les instruments virtuels cités comprennent :
Les simulateurs cités sont :
Multisim de National Instruments est largement utilisé, mais son prix élevé limite son usage aux entreprises et aux universités qui le choisissent ; MultisimLive est une version gratuite aux fonctionnalités limitées destinée aux étudiants et aux inventeurs.
La réalisation physique peut utiliser :
Les bus supérieur et inférieur d’un protoboard peuvent être reliés entre leurs sections gauche et droite afin de former des lignes continues pour distribuer l’alimentation positive et négative.
La zone de connexion d’un protoboard comporte généralement dix rangées, nommées A à E et F à J, et soixante-quatre colonnes séparées en deux parties par un canal central.
Les circuits intégrés sont généralement insérés au-dessus du canal central d’un protoboard, de sorte que chaque broche dispose de quatre trous libres.
Dans les nœuds de connexion d’un protoboard, les connexions internes sont disposées verticalement et chaque nœud comporte cinq trous pour connecter les composants.
★ À maîtriser
📌 Les montages précédents concernent les composants en boîtier DIP (Dual In-line Package), tandis que le boîtier SMD (Surface-Mounted Device) est aujourd'hui plus répandu dans les nouveaux appareils électroniques.
Compléments
L'outillage à main comprend : une pince à bec fin, une pince coupante, un cutter, une pince à dénuder, un couteau pointu, des tournevis plats et cruciformes de différentes tailles
L'outillage de soudage et d'inspection comprend : un petit fer à souder d'environ 15 à 30 W avec des pointes normales et fines pour les composants SMD sur PCB, du cuivre à dessouder en rouleau, un fer à dessouder, une loupe, un support pour maintenir la carte pendant la soudure
★ À maîtriser
Pour mesurer une tension, on connecte le multimètre en parallèle à la source, avec la sonde rouge sur « + » et la noire sur « - »; si la valeur est négative, la tension est correcte en valeur absolue mais les sondes sont inversées.
Pour mesurer un courant, on connecte le multimètre en série, on place généralement la sonde rouge sur l'entrée « A » ou « 10 A » et la noire sur « COM », puis on sélectionne une plage adaptée; une valeur négative indique que les sondes doivent être interchangées.
Pour mesurer une résistance, on place la sonde rouge sur l'entrée « V » ou Ω et on connecte les sondes aux bornes de la résistance, qui ne doit être reliée à aucun circuit ni soumise à une tension.
Compléments
Pour vérifier la continuité d'un câble, on relie une sonde à chaque extrémité et on choisit la plus petite plage de mesure; une résistance nulle ou proche de zéro indique généralement que le câble est continu, et certains multimètres signalent la continuité par un bip.
Lorsque les sondes d'un multimètre ne sont pas connectées, il mesure un circuit ouvert correspondant à une résistance infinie.
Les multimètres numériques mesurent la tension continue et alternative, le courant et la résistance; certains mesurent également la capacité ou la fréquence.
Tension en parallèle, courant en série
★ À maîtriser
Une alimentation continue couvrant 1,5 à 24 V convient à la plupart des circuits et inclut des tensions courantes comme 3,3 V, 5 V, 9 V et 12 V.
Un oscilloscope à double canal permet d'afficher simultanément deux signaux, et une bande passante environ cinq fois supérieure à la fréquence maximale du projet est recommandée.
Les générateurs de fonctions produisent des signaux sinusoïdaux, carrés ou triangulaires, généralement dans une plage de fréquence allant de 1 Hz à 3 MHz ou davantage.
Compléments
Un instrument virtuel numérise le signal d'entrée avec un convertisseur analogique-numérique, stocke les données binaires en mémoire, puis les transmet au processeur et au logiciel qui les interprètent pour produire une sortie à l'écran.
Le myDAQ de National Instruments réunit un multimètre numérique, une alimentation, un générateur de fonctions et un oscilloscope.
Une alimentation fournissant des tensions positives et négatives est souhaitable, car certains circuits intégrés, comme les amplificateurs opérationnels, en ont besoin.
Un oscilloscope peut aussi proposer un diagramme de Bode et un analyseur de spectre.
Teste tes connaissances sur Conception électronique avec 23 questions à choix multiples et corrections détaillées.
1. Une équipe choisit une alimentation continue pour un montage fonctionnant sous 12 V. Quelle plage de sortie convient à la plupart des circuits et couvre cette tension ?
2. Une équipe assemble d’abord chaque circuit séparément et en vérifie le fonctionnement, puis relie les circuits pour obtenir l’appareil complet. Quelle étape décrit cette démarche ?
Mémorisez les concepts clés de Conception électronique avec 58 flashcards interactives.
Qu’est-ce que la conception électronique ?
Le développement d’un produit, d’un circuit ou d’un appareil électronique dans un but utile.
De quoi dépend la conception d’une puce et quelles qualités exige-t-elle ?
Elle dépend d’outils de conception assistée par ordinateur et exige des connaissances théoriques, de l’expérience et de la créativité.
Comment l’approche par connexion de broches réalise-t-elle un produit et quelle est sa fréquence d’usage ?
Elle sélectionne des circuits intégrés et constitue l’approche la plus courante.
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