1 Réaliser un circuit

Initiation à la réalisation d'un montage électronique

Ce manuel a pour but d'aider les amateurs débutants. Il comporte deux parties, la première donne un aperçu du monde de l'électronique et la seconde décrit les différentes étapes nécessaires pour obtenir un montage qui fonctionne à partir d'un schéma.

Alain MICHEL

Initiation à la réalisation d'un montage électronique page 2

page 2

Première partie Deuxième partie

Rubrique Page Rubrique Page

ll Notions d'électricité l Tension l Courant l Puissance l Energie

ll Composants électroniques Résistances l Résistances fixes l Potentiomètres l Résistances et ajustables

Condensateurs l Condensateurs ajustables l Condensateurs variables

Diodes

Transistors

Thyristors

Triacs

Circuits intégrés l Analogiques l Logiques l Numériques l Programmables

Optoélectronique

Tubes électroniques l Principe de fonctionnement

ll Composants électriques Interrupteurs

Commutateurs

Transformateurs

Relais

Connecteurs

ll Réaliser votre schéma l Rappel des fonctions principales de WinSchéma

Réaliser le dessin d'un circuit imprimé l Rappel des fonctions principales de WinCircuit l Quelques conseils pour dessiner votre circuit l Impression

ll Insolation l Réalisation d'une machine à insoler

ll Gravure du circuit l Principe l Plusieurs solutions existent

ll Perçage ll Finition l Argenture, étamage

ll Montage & soudure des composants l Matériel nécessaire l Conseils pour monter les composants courants

l Placer les résistances et straps l Code des couleurs des résistances l Placer les transistors l Placer les circuits intégrés l Placer les condensateurs l Placer les connecteurs

ll Essai de votre montage l Equipement de votre laboratoire

l Le minimum l Le confort l Essai l Conseils concernant votre sécurité

ll ANNEXE Brochage des transistors

Boîtiers courants utilisés pour les semi-conducteurs


page 3

Première partie

ll Notions d'électricité L'électricité dans un conducteur peut s'associer au déplacement des électrons libres dans le conducteur dans une même direction. Un potentiel positif manque d'électrons, un potentiel négatif à des électrons en excès. Si on relie ces deux potentiels par un conducteur, il y a une tendance au rééquilibre d'ou une circulation des électrons dans le conducteur. ll Tension La tension exprimée en volt (symbole V) représente la différence de potentiel qu'il existe aux bornes d'un circuit. Pour une tension continue, une borne est au potentiel positif et l'autre au potentiel négatif. Pour une tension alternative, les bornes sont tantôt positive, négative, tantôt négative, positive. La tension du secteur est alternative avec une variation sinusoïdale, la fréquence de ses variations est de 50 Hz ou Hertz. A un niveau hydraulique, on peut représenter la tension comme étant la hauteur d'une chute d'eau. ll Courant Le courant exprimé en ampère (symbole A) représente le débit des électrons dans le circuit. Le courant est dit continu quant il circule dans un sens, il est alternatif quand il circule dans les deux sens. Pour faire une analogie comme précédemment, c'est le débit de la chute d'eau. ll Puissance La puissance exprimée en watt (symbole W) représente la multiplication de la tension par le courant W=U*I. Cette puissance peut s'exprimer en travail mécanique (moteur), en chaleur (radiateur), etc.. ll Energie L'énergie exprimée en joules (symbole J) ou en wattheure (symbole Wh) représente la puissance multipliée par le temps E=W*t. 1 Wh=3600 joules. ll Composants électroniques

Résistances La fonction d'une résistance est de s'opposer au passage du courant qui circule dans un circuit selon la loi d'ohm U=R*I donc I=U/R et R=U/I, I étant le courant, U étant la tension aux bornes de la résistance et R la résistance exprimée en ohm (symbole oméga Ω). Toujours par rapport à l'hydraulique, c'est comme si on plaçait sur le trajet de l'eau un goulot d'étranglement. Exemple

Si on connecte une résistance de 1000 Ω aux bornes d'une pile de 9 V, le courant circulant dans le circuit sera de I=U/R soit I=9/1000 soit 0,00 9A soit 9 mA (milliampère).

ll Technologies ll Résistances fixes Il existe différent type de résistance pour l'électronique : les principales sont les résistances au carbone, les résistances à couches métalliques, les résistances bobinées. Les résistances au carbone sont utilisées en usage général ou la précision n'est pas importante, la caractéristique particulière est leur diminution de la valeur quand leur température augmente. Les résistances à couches métalliques sont actuellement les plus utilisées, elles sont d'une bonne précision et de faible bruit. Les résistances bobinées résistent mieux à la température et sont utilisées pour des courants plus élevés. Les résistances existent sous des séries de valeurs, par exemple, la série E12 comportent les valeurs suivantes : 10, 12, 15, 18, 22, 27, 33, 39, 47, 56, 68 et 82 auxquelles il faut associer un facteur multiplicateur (1, 10, 100, 1000, etc..). Les résistances sont marquées non pas par leur valeur en chiffres mais par des bagues de couleurs. Les plus courantes sont d'une précision de 5% et comportent 4 bagues de couleur, la première pour le premier chiffre, la seconde pour le deuxième chiffre, la troisième pour le facteur multiplicateur et la quatrième pour la précision.


page 4

Résistances à couches métalliques

ll Potentiomètres Les potentiomètres sont contitués d'une piste résistante en carbone ou cermet et d'un curseur qui se déplace sur cette piste. Ils sont surtout utilisés comme éléments de commande avec un accès externe, exemple, les commandes de volume, tonalité sur un amplificateur. Ils dispose d'un axe sur lequel on fixe un bouton. Les potentiomètres disposent de trois bornes, les deux extrémités de la résistances et le curseur.

Potentiomètre à piste cermet potentiomètre à bouton intégré

ll Résistances ou potentiomètres ajustables Elles disposent d'une vis permettant de régler leur valeur. Ils en existent plusieurs types, exemple : monotour, multitours, verticales, horizontales etc..

Résistances ajustables multitours

Condensateurs

La fonction d'un condensateur est de se charger ou de se décharger en électricité. La quantité d'électricité exprimée en coulomb (symbole Q) emmagasinée est fonction du courant de charge exprimé en ampère et du temps en seconde : Q=It. Une fois chargé, si la tension à ses bornes ne varie pas, le courant passant dans le condensateur sera nul. Par contre, si la tension varie, par exemple si elle redescend à zéro, le courant augmentera jusqu'à une valeur maximum pour redescendre à zéro. L'unité est le Farad mais comme cette unité est très grande, on utilise couramment le microfarad ou µF, le nanofarad ou nF et le picofarad ou pF. ll Technologie ll Condensateurs fixes Le condensateur le plus simple est constitué de deux plaques métalliques parallèles avec un isolant entre les deux plaques, cet isolant peut être un gaz(de l'air), un solide ou un liquide. La capacité est fonction de la surface des plaques et de la distance entre les plaques. Ces plaques peuvent être fines et constituer deux rubans métalliques avec un ruban d'isolant entre les deux, le tout est enroulé et forme un cylindre. Les condensateurs les plus courants sont du type céramique, différents types de plastique, électrochimique et tantale. Leur marquage est généralement en clair.


page 5

Condensateurs électrochimique, tantale. ll Condensateurs ajustables Comme les résistances ajustables, ils disposent d'une vis pour régler leur valeur, ils sont généralement de faible valeur et isolé au mica.

Condensateur ajustable miniature

ll Condensateurs variables Ils étaient utilisés sur les postes de radio pour changer de station, ils disposaient aussi d 'un axe comme les potentiomètres sur lequel était monté un bouton. Ils étaient isolés au mica ou à l'air. Ils ne sont plus guère utilisés car le principe de la recherche de stations à changer sur la plupart des postes de radio actuels.

Diodes Une diode est constituée d'une jonction semi-conductrice au silicium. La propriété d'un semi-conducteur est de ne laisser passer le courant que dans un sens. Une des fonctions essentielle de la diode est de redresser le courant alternatif en courant continu. Elle comporte deux bornes, l'anode et la cathode.L'analogie avec l'hydraulique serait la soupape qui ne laisse passer le fluide que dans un sens. ll Technologie Plusieurs types existent : les diodes de redressement, les diodes zeners, les diodes tunnels en sont quelques uns.

Diode de redressement

Diode de puissance

Transistors Le transistor est constitué de deux jonctions semi-conductrices au silicium, il dispose de trois bornes, la base, l'émetteur et le collecteur. La fonction principale d'un transistor est l'amplification. Le courant qui circule entre l'émetteur et le collecteur est fonction du courant qui circule entre la base et l'émetteur multiplié par le gain du transistor. L'analogie avec l'hydraulique serait un robinet, la base étant la commande du robinet.


page 6

ll Technologie Plusieurs types existent : les transistors de signaux, de puissance, haute fréquence, NPN ou PNP, à effet de champs, unijonction, etc.. Suivant leurs caractéristiques, ils sont placés dans des boîtiers très petits à très gros par exemple pour les transistors de puissance. (photos)

Transistor de puissance

Thyristors Le thyristor est constitué d'une diode commandée. Une troisième borne, la gâchette est actionnée par une impulsion de courant et rend la diode active. Comme dans les autres diodes, le courant ne passe que dans un sens. S'il est alimenté par du courant alternatif, le thyristor sera utilisé comme redresseur commandé. ll Technologie Plusieurs types existent, de faible puissance jusqu'à de très grande puissance. La dimension de la jonction et du boîtier sont évidemment comme les transistors, fonction de leur puissance.

Thyristor de puissance

Triacs Le triac est un thyristor dont on a ajouté une diode en parallèle sur celle existante. Les deux diodes sont commandées par la même gâchette. Contrairement au thyristor, le courant pourra passer dans les deux sens. Il est notamment utilisé comme interrupteur de courant alternatif. ll Technologie Comme les thyristors, il en existe de faible puissance jusqu'à de très grande puissance. La dimension de la jonction et du boîtier sont comme les thyristors, fonction de leur puissance.

Triac classique


page 7

Circuits intégrés Les circuits intégrés sont constitués de transistors essentiellement. Ils sont reliés entre eux par une sorte de circuit imprimé et ils constituent une ou des fonctions. On peut classer les circuits intégrés en plusieurs familles, en voici les principales. ll Analogiques Les circuits analogiques traitent les valeurs à variations continues contrairement à la logique. Par exemple un amplificateur opérationnel peut faire une addition de deux tensions présentes sur ses entrées et fournir la somme sur sa sortie. ll Logiques Les circuits logiques traitent des valeurs à variations discontinues dites "tout ou rien" ou "0 ou 1" ou encore "binaire"; Ils sont constitués d'opérateurs logiques ET, OU, NON, NON ET, NON OU. Par exemple un opérateur ET présente 1 à sa sortie quand ses entrées sont toutes à 1, un opérateur NON présente 1 à sa sortie quand son entrée est à 0. On désigne aussi ces opérateurs par le nom de portes logiques. ll Numériques Les circuits intégrés numériques comportent un grand nombre de portes logiques et traitent plusieurs états logiques ou bit en même temps Un ensemble de 8 bits est nommé mot de 8 bits ou octet. Ces 8 états 0 ou 1 peuvent traités des chiffres de 0 à 255 puisque un octet représente 2^8 ou 256 combinaisons possibles. Un mot de 64 bits représente 2^64 combinaisons soit un chiffre de 0 à 1.844674407371 e+19. ll Programmables Une grande partie des circuits numériques est dite programmable, par exemple les microprocesseurs et les mémoires. Ce terme désigne pour un microprocesseur la modification par un code de la fonction a effectuer. Ces codes sont stocker dans une mémoire et envoyer séquentiellement au microprocesseur. ll Technologie Le nombre de transistors constituant un circuit intégré peut aller de quelques uns jusqu'à une dizaine de millions actuellement. On prévoit qu'en 2010, les microprocesseurs de haut de gamme compteront jusqu'à un milliard de transistors. Leur réalisation est faite par lithogravures successives de dépôt de métaux, d'oxyde sur des plaques circulaires de silicium que l'on appelle wafer. Ces tranches sont découpées dans un barreau cylindrique de silicium obtenu par cristallisation. Un wafer de 20 cm de diamètre peut contenir plusieurs centaines de circuits réalisés en même temps. Les puces sont testées puis découpées et placées dans des boîtiers en résine ou en céramique. Des broches métalliques assurent les connexions entre la puce et l'extérieur. Le nombre de broches peut aller de quelques unes à des centaines.

Structure interne d'un circuit intégré en boîtier plastique DIL (Dual In Line)

Amplificateur opérationnel


page 8

Optoélectronique On désigne par optoélectronique les composants qui émettent de la lumière à partir d'une jonction semi-conductrice et les cristaux liquides qui eux n'émettent pas de lumière mais sont soit transparents ou opaques à celle-ci. ll Technologie La jonction utilisée pour émettre de la lumière n'est pas à base de silicium mais d'arséniure de gallium. Les différents type de composants optoélectroniques sont les diodes LED (light emitting diode), les afficheurs à segments (affichage alphanumérique), les diodes laser et les afficheurs à cristaux liquides. Ces derniers vont de l'affichage alphanumérique aux écrans plats couleur des PC portables.

Diode laser

Diodes LED

Tubes électroniques Avant l'invention du transistor, tout appareil électronique était réalisé avec des tubes électroniques. Le tube le plus simple est la triode. Elle comporte trois électrodes et un filament placés dans une ampoule de verre dans laquelle on a fait le vide. ll Principe de fonctionnement Un filament, porté à haute température, chauffe une électrode appelée cathode et provoque une émission d'électrons de celle-ci. Une plaque métallique, l'anode, portée à un potentiel positif, attire ces électrons. Une troisième électrode, la grille, est placée entre l'anode et la cathode. Si un potentiel variable est appliqué à la grille, le débit d'électrons entre l'anode et la cathode sera lui aussi variable. Le signal recueilli à l'anode sera plus puissant que celui appliqué à la grille d'ou le rôle amplificateur de la triode. ll Remarque Les tubes électroniques avaient pratiquement disparus à part les écrans vidéos mais sont à nouveau utilisés dans les amplificateurs HI-FI ou ils reviennent en force.

Différents tubes électroniques


page 9

ll Composants électriques Interrupteurs La fonction d'un interrupteur est de couper un circuit. Ils sont caractérisés par leur pouvoir de coupure, c'est à dire la tension et le courant qu'ils peuvent interrompre et par leur résistance de contact. ll Technologie Ils en existent plusieurs types, les principaux sont les interrupteurs miniatures, à bascule, à glissière, secteur etc..

Interrupteurs à glissière

Interrupteurs à bascule

Commutateurs La fonction d'un commutateur est de couper un circuit et de le relier vers un autre. Ils sont caractérisés comme les interrupteurs par leur pouvoir de coupure et leur résistance de contact. ll Technologie Ils en existent plusieurs types, les principaux sont les commutateurs à bascule, à glissière, linéaire, rotatif, etc.. Ils peuvent être complexes et commuter des circuits indépendant en même temps.

Commutateur rotatif

Commutateur à roue codeuse

Transformateurs Les transformateurs sont utilisés pour augmenter ou abaisser une tension ou encore fournir plusieurs tensions à partir d'une seule. Dans le cas du secteur, il a aussi un rôle d'isolement. Ils sont constitués d'un circuit magnétique et d'enroulement de fil de cuivre. Le premier enroulement est le primaire et les autres le secondaire. Le rapport de tension entre le primaire et le secondaire est proportionnel au nombre de spires de ceux-ci. Par exemple, si on applique 100V au primaire comportant 100 spires, un secondaire de 10 spires fournira une tension de 10V. ll Technologie Les principaux types sont les transformateurs à circuit magnétique en double C, les transformateurs toriques, blindés, tropicalisés, etc..


page 10

Transformateurs toriques

Transformateurs surmoulés

Relais Les relais sont des interrupteurs ou commutateurs électromécaniques. Un électro-aimant agit sur des contacts en les ouvrant ou en les fermant. Ils sont caractérisés par leur pouvoir de coupure, par leur résistance de contact et par la tension d'alimentation de la bobine de l'électro-aimant. ll Technologie Un grand nombre de type différent existent de par leur dimensions, leurs nombre de contacts, leur fonctions (monostable, bistable), miniature, à monter sur circuit imprimé, etc..

ïï Type de relais à monter sur circuit imprimé

Relais classiqueðð

Connecteurs Les connecteurs sont constitués de contacts permettant de relier des circuits entre eux. Pour assurer une bonne tenue mécanique et des bons contacts, ils sont associés par deux, un connecteur mâle et un connecteur femelle. Ils sont utilisés pour relier des appareils, par exemple un cordon d'imprimante dispose de connecteurs à ses extrémités, une carte mère de PC dispose de connecteurs pour recevoir des cartes filles (vidéo, son) ll Technologie Les plus courant sont les connecteurs SUB-D utilisés sur les cordons informatiques, les connecteurs pour circuits imprimés soit à broches ou encartable, etc..

Connecteurs SUB-D mâle et femelle


page 11

Deuxième partie

Réaliser votre schéma

La conception d'un système électronique demande une connaissance très importante du monde de l'électronique, l'ingénieur chargé de la réalisation du schéma d'un prototype complexe doit non seulement connaître l'essentiel des composants qui existent sur le marché mais aussi savoir associer ces différents éléments entre eux afin de réaliser un système qui fonctionne. L'amateur passionné a souvent lui aussi un bonne connaissance des composants électroniques, son problème est plus centré sur la réalisation d'un schéma. La première solution est de trouver son schéma dans un magazine spécialisé. Si c'est un gradateur de lumière, il le trouvera facilement, mais pour un montage plus élaboré, cela devient plus difficile. La deuxième solution consiste à récupérer les notes d'applications fournies par le fabricant du composant principal. Le schéma de départ n'est pas toujours parfaitement adapté à ses besoins et il faut faire des modifications. C'est à ce moment qu'il est intéressant de disposer d'un outil comme WinSchéma qui vous permettra de dessiner très rapidement votre schéma. l Rappel des fonctions principales de WinSchéma

l tracé de ligne, rectangle, cercle ou ellipse, polygone, texte dans les quatre directions et symboles, l création de planches de symboles utilisateurs, l édition de zone ( déplacement, copie, effacement, enregistrement, ajout), l édition graphique d'un élément, l copie dans le presse papier de Windows l zoom, etc..

Réaliser le dessin d'un circuit imprimé

Il y a quelques années, l'amateur ne disposait que de matériel sommaire, il utilisait des bandes et des pastilles adhésives qu'il collait directement sur le cuivre de la carte époxy ou sur un support transparent . Actuellement, il existe des logiciels spécialisés, c'est le cas de WinCircuit qui vous permettra de dessiner simplement votre circuit imprimé. l Rappel des fonctions principales de WinCircuit

l tracé de Pastille, piste, DIL (circuit intégré Dual In Line), surface rectangulaire, surface triangulaire, ligne, rectangle, cercle, texte dans les quatre directions, l Tracé en double faces, l édition de zone ( déplacement, copie, effacement, enregistrement, ajout), l édition d'un élément, l copie dans le presse papier de Windows l zoom, etc..

WinCircuit ne dispose pas de fonction de routage automatique (tracé automatique des pistes entre deux pastilles) pour plusieurs raisons. Mettre en œuvre les fonctions de routage est très compliquée, une liaison doit exister entre le schéma et le circuit imprimé, en effet, un routeur doit connaître les connexions à réaliser entre les différents composants. Pour cela, il est nécessaire de créer des empreintes physiques de chaque composant au niveau du schéma. Tout cela pour vous faire comprendre que l'utilisation d'un logiciel de routage automatique demande une formation au départ et ensuite beaucoup plus de temps pour dessiner un circuit. De plus les routeurs ne réalisent pas les connexions à 100%, surtout si le circuit est simple face.


page 12

l Quelques conseils pour dessiner votre circuit

En priorité, il s'agit de définir les dimensions de votre carte en fonction de paramètres divers : coffret contenant votre montage, si plusieurs cartes existent, les contraintes de dimensions que cela implique, etc..

L'emplacement des composants sur le circuit doit être fait en sorte que les connexions entre les éléments soient les plus courtes possible tout en laissant un espace nécessaire au composant.

Réaliser votre dessin à l'aide des symboles de résistance, condensateur et DIP permettant de définir l'encombrement de ces composants. Ces symboles sont réglables en longueur et hauteur ce qui évite des bibliothèques de composants et du temps perdu pour trouver le bon composant dans la bibliothèque. l Impression L'impression est une partie délicate, il faut la réaliser sur un support transparent aux UV et par contre utiliser une encre opaque a ces mêmes UV. Pour un prix relativement faible, il existent des imprimantes à jet d'encre d'une excellente résolution (jusqu'à 1440 dpi) qui donnent de bons résultats sur du film transparent spécial jet d'encre du même fabricant. L'idéal est de tirer un plan film contact avec le support imprimé. Si vous avez accès à une photocopieuse, vous pouvez imprimer sur du papier blanc et réalisez une photocopie en augmentant au maximum le contraste sur du film transparent spécial photocopieuse (il doit supporter la température élevée).

Insolation

Il faut maintenant copier votre transparent contenant le dessin du circuit sur votre plaque époxy présensibilisée. L'insolation consiste a modifier les caractéristiques de la résine photosensible déposée sur votre plaque cuivrée, la partie qui sera exposée aux rayons ultraviolets sera dissoute par un révélateur. Pour réaliser cette opération, vous devez disposer d'une machine à insoler. Si l'achat d'une telle machine peut être d'un coût trop important et que personne autour de vous n'en possède (école, ami, club), vous pouvez en réaliser une à peu de frais.

La qualité de l'insolation est surtout fonction du bon contact entre le coté cuivre à insoler et le transparent, c'est pour cette raison qu'il existe des machines à insoler dont le vide est réalisé au niveau du transparent par une petite pompe à vide. Le cuivre doit être en contact avec l'encre du transparent, sinon dans le cas contraire, l'épaisseur du film plastique entre l'encre et le cuivre provoque une diffraction de la lumière qui rendra votre circuit flou.

Le temps d'insolation est aussi très important, en général, une exposition doit durer entre 2 et 3 mn, la meilleure solution consiste à tester des temps différents sur des petits morceaux d'époxy.

Une fois insolé, la carte époxy présensibilisée doit être révélée en plaçant le circuit dans une cuvette contenant du révélateur (à base de soude caustique diluée). La cuvette doit être légèrement remuée et au bout de quelques minutes, la résine inutile aura disparue. La carte doit ensuite être rincée à l'eau et séchée. l Réalisation d'une machine à insoler

Liste du matériel.

4 tubes à UV pour machine à insoler, 2 Ballasts, 2 starters

Contre plaqué découpé + tasseaux + charnières + colle à

bois + pointes pour la réalisation d'un coffret.

Vitre de 4mm Fils de 12/10

Minuterie 0 à 10mn pouvant couper le secteur


page 13

Gravure du circuit

Exemple de matériel La machine à insoler, la machine à graver et les produits pour circuit imprimé.

l Principe Le cuivre qui n'est pas protégé par la résine est dissout en plaçant la carte dans un bain de perchlorure de fer. l Plusieurs solutions existent La plus simple consiste à mettre le circuit dans une cuvette coté cuivre vers le haut et verser le perchlorure sur environ 1cm de hauteur. Agiter légèrement le liquide en remuant la cuvette. Au bout de quelques dizaines de minutes, le cuivre non protégé doit avoir disparu. Si vous réalisez des circuits imprimés assez souvent, il est alors rentable de faire l'acquisition d'une machine à graver. Il en existe qui fonctionne très bien pour un coût d'environ 250 F. La gravure ainsi réalisée sera plus rapide et plus précise. La gravure terminée, laver votre carte abondamment à l'eau afin qu'il ne reste aucune trace de perchlorure. Perçage

Petite perceuse de haut de gamme.

L'idéal est d'avoir accès à une petite perceuse sur colonne avec un mandrin qui accepte un diamètre de foret égal à un millimètre. Une autre solution consiste à utiliser une petite perceuse pour modèle réduit que l'on trouve dans les magasins de bricolage. Utiliser des forets classiques et non des fraises qui cassent très facilement. Dans la plupart des cas, des trous de 1 mm conviennent mais une gamme de forets de 0,8 à 3mm est nécessaire.


page 14

Finition

Enlever la résine restante à l'aide d'un tampon Jex par exemple. Le cuivre à nu risque de s'oxyder rapidement s'il n'est pas protégé, il est donc nécessaire de le recouvrir d'une couche de protection. Différentes méthodes sont utilisables : l Argenture, étamage

Un produit liquide contenant des sels d'argent ou d'étain permet de recouvrir la surface cuivrée d'une fine couche de protection.

l Vernis un vernis spécial circuit imprimé existe sous forme de bombe, il faut alors appliquer une couche uniforme sur toute la surface; Ce vernis reste soudable, c'est à dire qu'il s'évaporera au contact d'un fer à souder.

Montage et soudure des composants

l Matériel nécessaire

l Fer à souder : celui ci est important, il doit disposer d'une pointe fine, d'un support, d'une petite éponge humide pour nettoyer la pane (pointe) de temps en temps. L'idéal sera régulé en température soit par des panes magnétiques( le choix de la pane défini la température, soit par un régulateur électronique situé dans un boîtier externe.

Fer à souder thermostaté basse tension avec support et éponge.

l Pince coupante : utiliser une petite pince coupante de qualité et surtout n'utiliser pas de paires de ciseaux (cause des vibrations pouvant décoller les pastilles) ou de grosse pince coupante.


page 15

Pince coupante pour

l'électronique

l Quelques conseils pour monter les composants les plus courants Vous êtes maintenant prêt à monter les composants sur votre circuit imprimé et à les souder. Il est préférable de le faire avec méthode, par exemple, si vous avez placé un strap sous un circuit intégré, ne pas oublié de placé avant. l Placer les résistances et straps Courber les pattes des résistances à la bonne dimension, placer la résistance de sorte qu'elle soit en contact avec le circuit imprimé, souder là, couper les pattes et passer à la résistance suivante. Les straps qui sont des morceaux de fil rigide nu sont utilisés en cas de circuit simple face pour réaliser un pont au dessus de pistes du circuit imprimé. Il existe des résistances 0 Ω pour les remplacer.

Montage d'une résistance

Soudure

l Code des couleurs des résistances La plupart des résistances comportent des bagues de couleurs qui représente la valeur de la résistance et sa précision. Pour lire les résistance, il est donc nécessaire de connaître le code des bagues de couleurs.

4eme bague tolérance : Or = 5% Argent = 10%

1ere bague 1er chiffre

2eme bague 2eme chiffre

3eme bague multiplicateur

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

X 1

X 10

X 100

X 1000

X 10000

X 100 000

X 1000 000

l Placer les transistors Les transistors seront montés avec 3 à 5 mm de distance entre le boîtier du transistor et la carte. Il existe des petites entretoises en plastique ou en céramique qui se montent sur les pattes des transistors. Après avoir placé un transistor en respectant son orientation, souder le en évitant de surchauffer les broches, couper les pattes et passer au suivant. En annexe, une planche des principaux boîtiers utilisés avec leur brochage est représentée.


page 16

l Placer les circuits intégrés Les circuits intégrés seront montés de préférence sur support, dans le cas d'un montage d'amateur, cela présente plusieurs avantages : récupération des circuits au cas ou la carte devient obsolète, test de quelques fonctions telles que les alimentations sans monter les circuits sur leur support. Plusieurs type de support existent, la meilleur qualité est le type à tulipes.

Support à tulipes

l Placer les condensateurs Les condensateurs existent sous différentes formes suivant leur technologie : céramique, papier, plastique, électrochimique, tantale, etc.. Courber les pattes des condensateurs à sorties axiales avec un jeu de 1 à 2mm entre la patte et le boîtier. Placer les condensateurs de sorte qu'ils soient en contact avec le circuit imprimé. Comme pour les autres composants, il est préférable de souder chaque condensateur après son placement.

l Placer les connecteurs Si votre circuit comporte un grand nombre d'entrées/sorties, il est judicieux d'utiliser des connecteurs. Ceux-ci peuvent être équipés d'un système de détrompage, attention donc à l'orientation lors du placement de ces connecteurs. Essai de votre montage

l Equipement de votre laboratoire Le minimum l un multimètre comprenant les fonctions de mesure de résistance et de tension continue. Le coût de ces appareils est devenu très accessible,

Tout une gamme de multimètre

l une alimentation continue variable entre 5V et 12V avec un courant de 500mA. Cela peut être dans le cas le moins coûteux d'un alimentation type prise de courant ajustable que l'on trouve dans les supers marché, l un fer à souder à pointe fine, une bobine de soudure à 60% d'étain. l une petite pince coupante, l un jeu de petits tournevis.


page 17

Le confort l un multimètre à affichage numérique comprenant les fonctions de mesure de résistance, condensateur, tension et courant continus, alternatifs,

Multimètre de haut de gamme avec affichage graphique

l un oscilloscope deux voies avec une bande passante minimum de 20 MHz,

Oscilloscope deux voies

l une alimentation double réglable de 0 à 20V et de 0 à 2A avec affichage.

Un exemple d'alimentation réglable

l un fer à souder thermostaté avec pane interchangeable, une bobine de soudure à 60% d'étain. l une pompe à dessouder, l différentes petites pinces (plate, coupantes) l jeu de petites limes (plate, ronde, triangulaire) l un petit étau, l une armoire de rangement avec tiroirs en plastique transparent contenant des résistances classées par valeurs, des condensateurs de différentes valeurs classés par types et valeurs, des supports de circuits intégrés, de la visserie de 2 et 3mm. l une petite pièce indépendante, une table solide et un siège de bureau.


page 18

Essai Vérifier si vous n'avez pas fait d'erreur dans les valeurs de composants et leur sens si ce sont des condensateurs, des diodes, des circuits intégrés. Regarder à la loupe si nécessaire s'i l n'existe pas de mauvaise soudure ou de pont de soudure entre deux pastilles ou pistes. Eviter de monter les circuits intégrés sur leur support avant d'avoir vérifier leur alimentation. Alimenter votre carte en respectant bien les polarités plus et moins. Une astuce pour éviter cette fâcheuse erreur est de placer une diode sur la ligne plus du circuit imprimé. Si les alimentations sont correctes, placer les circuits intégrés sur leur support (hors tension). Remettre sous tension. Si votre montage ne fonctionne pas, vérifier à l'aide d'un voltmètre ou mieux avec un oscilloscope les différents étages de votre montage dans l'ordre de l'entrée jusqu'à la sortie. Conseils concernant votre sécurité

Attention, pour votre sécurité, si des parties sous tension élevée (>24V) sont à nu, porter des gants isolants. S'il il y a risque de court circuit entre des parties sous tension avec un courant élevé, porter des lunettes de protection. Les produits chimiques peuvent eux aussi être dangereux et provoquer des brûlures graves. Dans tous les cas, laver abondamment à l'eau, c'est le cas par exemple de la soude caustique. Les liquides d'argenture, étamage, dorure peuvent contenir des cyanures qui sont des poisons. Le perchlorure de fer n'est pas très dangereux pour les mains, il est quand même préférable d'utiliser des gants en caoutchouc. Par contre, c'est un produit qui tache énormément, attention aux vêtements et à la salle de bains, mieux vaut se tenir au garage.

Annexes

Boîtiers courants utilisés pour les semiconducteurs


page 19

Brochage des transistors

Boîtier Brochage Boîtier Brochage 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 ISOTOP(a) E B C nc TO-92(a) B C E SOT-23 B C E TO-92(b) C B E SOT-37 B C E TO-92(c) B E C SOT-93 B C E TO-92(d) E B C SOT-103 G2 G1 S D TO-92(e) C B E TO-3(TO204) B E C TO-92(f) E B C TO-5 C B E TO-92(g) B E C TO-18(a) C B E TO-92(h) B C E TO-18(b) G D S TO-92(j) C E B TO-39 C B E TO-92(k) S G D TO-66 B E C TO-92(m) G S D TO-71(a) E1 E2 G2 B2 B1 C1 TO-92(n) G D S TO-71(b) S1 D1 G1 S2 D2 G2 TO-92(p) D G S TO-72(a) B E C boîtier TO-92(r) D S G TO-72(b) E B C boîtier TO-126 E C B TO-72(c) D G B S TO-202 E C B TO-72(d) D G2 G1 S+ boîtier TO-3P B C E TO-72(e) S D G boîtier TO-220 B C E TO-78(a) S1 G1 D1 C D2 G2 S2 TO-78(b) S1 D1 G1 C S2 D2 G2

Documents

1 Réaliser un circuit