Préparation du projet

Dans cette partie, nous allons voir comment rapidement prendre en main Eagle, et surtout, comment réaliser notre circuit. Une fois celui réalisé, on s'attachera à sa mise en oeuvre sous la forme d'un circuit imprimé!

Créer un nouveau projet

Avant toute chose, il convient de bien définir un répertoire de travail : vos projets y seront enregistrés. Etant donné qu'un projet est constitué de plusieurs fichiers, si on enregistre n'importe où, cela peut vite devenir le bazar sur votre pc!

Démarrer Eagle en cliquant sur l'icône correspondante du bureau.

Vous devriez avoir la fenêtre suivante qui s'affiche:

Accueil Eagle

Créer sur votre ordinateur, un dossier dans lequel tous vos projets seront enregistrés. Sur mon pc, il s'agira par exemple de: E:\Travail-CPGE\Projets-Eagle. Evitez, on ne sait jamais, les accents, espaces et caractères spéciaux!

Sous Eagle, aller dans Options puis Directories.

Une fenêtre comme celle-ci devrait s'afficher:

Création directorie

Positionner le curseur en cliquant à la fin du contenu de la case associée à "Projets", cliquer sur "Browse" et chercher le répertoire créé précédemment:

img_circuit_2

Cliquer sur ok

Nous allons maintenant créer notre projet. Sans grande originalité, il sera appelé "Decodeur"

Sous Eagle, dans le menu à gauche, développer l'onglet Projets-eagle (qui est apparu suite à la manipulation précédente), faites un clic droit sur Projets-eagle, sélectionner "New project". Nommez le décodeur:

img_circuit_3

Un nouveau dossier a été créé dans le répertoire des projets : tous nos fichiers seront enregistrés dedans!

Création du circuit (ou schéma)

Nous allons commencer à réaliser notre circuit.

Faites un clic droit sur "Decodeur", toujours dans le menu de gauche, aller sur "new" puis "schematic"

Une nouvelle fenêtre s'ouvre:

img_circuit_4

Il y a de très nombreuses fonctionnalités disponibles. Nous n'en découvrirons que quelques unes, au fur et à mesure de ce document.

Créer un nouveau projet

Le circuit principal, qui est le decodeur en lui même (LS7366R), n'est pas un composant aussi classique qu'une résistance ou un condensateur par exemple, et par conséquent n'est pas intégré par défaut dans la bibliothèque de composants du logiciel. Par chance, Eagle est très utilisé, et beaucoup de composants peuvent être importés depuis internet. D'ailleurs, Eagle offre également la possibilité de créer ses propres composants. Nous ne nous y intéresserons pas par la suite, mais il est bon de le savoir. Les fichiers composants possèdent l'extension ".lbr". Une recherche rapide nous permet de trouver des liens vers le composants recherché. Nous l'avons déjà téléchargé, il ne vous reste plus qu'à cliquer sur le lien pour le télécharger chez vous:

Cliquer sur ce lien et télécharger le fichier pour le déposer dans le répertoire des composants "lbr" de Eagle, par exemple : C:\EAGLE 8.5.0\lbr dans mon cas

Retourner sous Eagle, dans la fenêtre associée au circuit. Dans les onglets supérieurs, cliquer sur "Library" et "Open library manager". A l'ouverture de la fenêtre, cliquer sur l'onglet "Available", sélectionner L7366R, puis cliquer sur le bouton "Use", situé sur la droite. Le composant doit maintenant apparaître dans l'onglet "In use" de la fenêtre:

img_circuit_4

Fermer maintenant la fenêtre du "Library manager".

Nous allons maintenant pouvoir placer ce composant dans la fenêtre.

Cliquer sur l'icône d'ajout de composant, dans la barre de gauche:

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Une nouvelle fenêtre "Add" s'ouvre. On retrouve toutes les bibliothèques "In use".

Dans le champ associé à "search",taper exactement "LS7366R", puis entrée. Si tout se passe bien la librairie du même nom que son composant est affichée. Sélectionner le composant (le deuxième "LS7366R" en partant du haut), et cliquer sur le bouton "Ok".
Placer ensuite le composant sur la feuille blanche, en cliquant gauche. Faites ensuite deux fois Echap pour ne pas en replacer un nouveau dans la fenetre.

A ce stade, vous devez avoir ce bout de circuit:

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Nous allons maintenant placer d'autre composants et les assembler ensuite. Notamment une resistance, et deux condensateurs. Comme nous sommes équipés de matériel de soudage pour CMS, nous allons choisir des composants CMS! ou SMD en anglais. Leur taille est normalisée, et on peut trouver des valeurs de même résistance par exemple, avec des tailles différentes. Le choix de la taille dépend du stock dans votre magasin de composant habituel, de leur prix, de leur caractéristiques, de l'encombrement dont vous disposez et surtout de votre capacité à souder ou non, de très petits composants. Un très bon site explique le décodage des composants cms, je vous conseille d'y jeter un coup d'oeil rapide (d'ailleurs je considère que c'est fait pour la suite !). A partir de la taille 805, on peut considérer que le soudage devient faisable pour un débutant.

Placer un nouveau composant, rechercher "resistor", choisir la bibliothèque "resistor", puis "R-EU_", et placer une résistance "R0805":

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Placer la résistance

Placer deux condensateurs :rechercher "capacitor", puis dans la bibliothèque "rcl" et dans "C-EU CAPACITOR european symbol", choisir "C0805".

Pour faire fonctionner notre composant,il faut un quartz. Si on alimente le système à 3,3V, la datasheet du LS7366R recommande un quartz à 20 MHz. Chez Farnell, le composant s'y rapprochant, qui soit à la fois en CMS, et à 20MHz est le suivant . A noter qu'à l'heure où vous suivez ces lignes, le composant n'est peut être plus fabriqué, à vous de trouver un composant similaire. Un composant s'en rapproche dans Eagle.

Recherche dans Eagle "quartz", puis dans la bibliothèque "crystal_geyer_V1_0", choisir le composant "Kx-K" et placer le sur le circuit.

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Enregistrer votre travail régulièrement! Le plantage n'arrive pas qu'aux autres! Aller dans file, save, et nommer votre circuit : par exemple circuit.sch!

Nous avons de quoi commencer notre circuit. Pour cela, nous allons devoir déplacer nos composants, mis jusque là, aléatoirement sur la feuille.

Pour déplacer un composant, cliquer gauche dessus avec le curseur qui doit être en forme de croix, maintenez le clic gauche et déplacer le composant à la souris.

Pour changer l'orientation du composant, choisir l'icône "rotate" dans le menu de gauche :img_circuit_10. Cliquer ensuite gauche plusieurs fois sur le composant. Pour revenir au mode de déplacement, appuyer sur "Echap" ou cliquer sur img_circuit_11.

Disposer les composants approximativement pour obtenir un circuit qui représente celui-ci:

img_circuit_12

Il faut maintenant relier les composants entre eux.

Pour relier des composants entre eux, utiliser l'icône "Net:img_circuit_13. Rapprochez vous de l'extrémité du composant jusqu'à voir apparaître un cercle vert, cliquer gauche, puis rapprochez vous de l'autre composant, toujours jusqu'à voir le cercle vert, et recliquer gauche : votre connexion est faite. Vous pouvez toujours remodifier la connexion en cliquant dessus. Vous pouvez aussi la supprimer en cliquant dessus et en appuyant sur "suppr".

Relier les composants entre eux pour obtenir ce circuit: (les points de jonction se font simplement en rapprochant la connexion en cours d'une connection existante et en cliquant gauche. Les angles dans les connexion se font en cliquant gauche au cours du tracé.)

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Il nous faut maintenant placer la masse (gnd)

Ajouter un composant, rechercher "GND", aller dans "supply1", et placer deux symboles. Inserer les de la manière suivante: (cliquer ok si un message apparait)

img_circuit_15

Ajouter un composant, rechercher "+3v3", aller dans "supply1", et placer un symbole. Inserer le de la manière suivante: (cliquer ok si un message apparait). Ce sera l'alimentation de notre circuit.

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Faisons un petit point: pour le moment, nous avons alimenté le composant, mise en place le quartz indispensable à son fonctionnement. Il nous reste à connecter les phases a et b du codeur, et à prevoir l'alimentation de ce dernier. Enfin, la communication se fera via le protocole SPI, qui utilise les broches SS, SCK, MISO, MOSI. Pour information, nous ne nous interesserons pas à ce protocole ici, ce n'est pas l'objectif de ce document. Les personnes intéressées trouverons toutes sortes d'informations sur le net à ce sujet. Nous allons placer des connecteurs pour faire le lien entre notre circuit et les périphériques extérieurs.

Installer la bibliothèque "SparkFun Connectors", disponible dans le "library manager", onglet available. Une connection internet est nécessaire, mais si vous êtes ici, vous en avez une!

Plaçons le connecteur pour l'alimentation de la carte : dans la bibliothèque "SparkFun Connectors", dans la catégorie "CONN_02", placer un "CONN_02" (premier composant de la catégorie). Dupliquer un +3,3V et un gnd en cliquant sur l'icône img_circuit_17 Une fois l'icone sélectionnée (copie), cliquer sur une masse. Elle est copiée, en attente d'être déposée : déposer la donc à un endroit quelconque. Faites de même avec l'alimentation +3,3V. N'oubliez de faire "Echap" pour désactiver la copie : le curseur correspond alors à sa fonction par défaut. Vous pouvez maintenant complèter le circuit de la manière suivante:

img_circuit_18

Nous allons maintenant réaliser le connecteur pour le codeur. Généralement un codeur possède 5 broches : l'alimentation (Vcc et Gnd); la voie a, la voie b, et la voie index, qui représente un top/tour. Nous n'utiliserons pas ce dernier. Insérons donc un connecteur 4 broches!

Placer un connecteur 4 broches "CONN_04".

Nous pourrions alors imaginer faire quelque chose qui ressemble à cela:

img_circuit_19

Notre circuit est simple, certes, mais nous voyons tout de suite qu'il peut vite devenir lourd à déchiffrer. Gardons à l'esprit qu'il se peut que quelqu'un d'autre soit amené à le lire, parce qu'il est intéressé par votre travail, ou que vous le partagez sur le net par exemple. Dans ce cas, nous pouvons utiliser des "label", ou des noms. Cela consiste à représenter les connectiques par des noms communs en début et fin de connection.

Supprimons donc ces connections. Rajoutons simplement une alimentation et une masse et connectons les comme suit:

img_circuit_20

Créer une connection partant de la voie "A" du LS7366R sur une petite distance et double cliquer gauche pour terminer la connection un peu plus loin:

img_circuit_21

Cliquer ensuite sur l'icône "label" img_circuit_22 du ruban à gauche. Le ruban en haut a changé, cliquer sur "Xref on" img_circuit_23, enfin cliquer sur l'extremité du fil précédemment tracé et recliquer pour déposer le label. Dans mon cas, cela ressemble à la figure suivante:

img_circuit_24

Dans notre exemple, "N$3" est le nom donné à la connection.

Toutes les connections portant le même nom seront reliées entre elles lorsque nous réaliserons le pcb!

C'est ce qu'il se passe déjà avec "GND" par exemple : les masses sont nommées par défaut identiquement : il faut imaginer des connections les reliant! On gagne grandement en lisibilité au niveau du circuit! Seulement, "N$3" n'est guère explicite : appelons notre connectique "A"

Dans le ruban de gauche, choisir l'icône "name" img_circuit_25, double cliquer gauche sur le label. Changer le nom en "A":

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Refaire exactement la même manipulation en créant un label "A" sur la broche 4 de votre connecteur. Ensuite, faire de même pour la voie "B" et la broche 3 du connecteur. Validez bien "ok" si une demande de confirmation est demandée lors du changement de nom. Vous devriez obtenir cela:

img_circuit_27

Il ne nous reste plus qu'à nous occupé de la communication SPI!

Introduire à nouveau un "CONN_04", et reproduire la même démarche que précédemment pour obtenir le circuit de la figure ci dessous. Pensez à bien enregistrer. N'oubliez pas en cas d'erreur : "Ctrl+Z" fonctionne très bien pour revenir en arrière.

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Reste à définir les valeurs utiles pour les composants. Cliquer sur l'icône "value" img_circuit_29 du ruban de gauche, puis sur la résistance. Taper "1M". Même chose pour les condensateurs : "18pf" et pour le quartz "20MHz"

Bilan

Notre circuit est maintenant terminé. Comme indiqué plus haut, seules les fonctions très rudimentaires ont été présentées. Vous pouvez aussi ne pas recréer le même circuit : adapter la démarche présentée au votre! La prochaine partie s'intéresse à la conception du pcb, ou carte.

Enregistrer bien votre travail avant de passer à la suite!