36) 03/12/2017 : Finir le circuit imprimé principal (MJD 58090)

Logiquement, les développements qui vont suivre devraient se trouver dans le chapitre précédent. Vu que le nombre de pages qui le compose commence à devenir un peu trop important, il a été estimé plus raisonnable pour le personnel de prendre un peu de repos et de continuer MJD 58090. Rendons-nous en salle S12  réservée à l’assemblage des cartes électroniques et des tests en vraie grandeur. C’est du sérieux, car l’ordinateur de bord de JEKERT va être placé dans son environnement neuronal. Autant dire que S12 est aussi blanche que ses deux voisines S10 et S11.

Souder le micro-contacteur sur le circuit imprimé principal.

Contrairement à la chronologie qui a présidé durant le développement du prototype, il n’y a strictement aucune raison d’attendre pour souder sur le dessous de la plaque principale le micro-inverseur qui détectera le contact entre le bouclier et le sol martien. Initialement il était envisagé de disposer sur le bouclier une petite équerre métallique sur laquelle serait immobilisé le petit contacteur. Puis, lorsque les structures étaient pratiquement définies, le bouclier muni des sabots amortisseurs de chocs, le matériel dans sa configuration définitive a montré la possibilité de souder le composant directement sur le circuit imprimé coté pistes cuivrées. On y gagne l’économie de réalisation d’une équerre métallique spéciale, et la carte électronique forme un tout compact entièrement « autonome ».

 

Un chtipeu de chirurgie s’impose. En effet, la course en rotation R sur ce type de composant est assez limitée. Sur la Fig.167 la palette est représentée au repos. (ATTENTION : Sur la Fig.167 le circuit imprimé est retourné, pistes cuivrées vers le haut.) Suite à une course relativement faible, quand elle passe à l’horizontale, le basculement de l’inverseur se produit. (Épure rouge.) Observez avec attention le détail 1 sur la Fig.164 de la page 8. Il s’agit d’un petit anneau en caoutchouc qui est passé comme une bague autour de la palette mobile du contacteur. (Récupération !) Ce petit artifice assure deux fonctions. En premier, si on force exagérément sur la palette, il vient en contact avec le corps de l’inverseur et évite ainsi de le surcharger mécaniquement. (Épure coloriée en vert.) Il ajoute une petite épaisseur qui optimise la course du microcontact quand ce dernier est en place sur la machine.

Quand la sonde sera entièrement achevée et au repos, le bouclier ne touchera pas le sol car nous savons que les sabots surélèvent ce dernier d’environ 8mm. Le circuit imprimé pour son propre compte est encore plus haut puisque écarté par les entretoises de 4mm et les rondelles d’appui. La hauteur totale de l’inverseur non modifié soudé « en bout » par ses cosses de raccordement est trop importante. Pour les raccourcir elles sont pliées au milieu du coté indiqué sur la Fig.167 par P. Notez que la cosse centrale est volontairement plus courte pour ne pas toucher le circuit imprimé car le contact travail T ne doit pas interférer électriquement avec le reste du circuit. Du reste, pour assurer l’isolement, la piste cuivrée est coupée en dessous de ce contact interdit.

 

Considérons le dessin de la Fig.168 pour lequel la sonde n’est pas posée sur le sol, l’inverseur Mc n’est donc pas
sollicité. Quand la sonde passe en mode VEILLE elle se pose sur les sabots S du bouclier. En ajustant finement la position axiale des écrous E et E’ sur la vis V on optimise au montage la course C du micro-contacteur Mc. La plaque P du circuit imprimé principal dépasse vers l’arrière du bouclier B. Si l’on observe avec attention la Fig.169 on peut vérifier que Mc n’est pas soudé centré latéralement sur la piste cuivrée, mais Décalé vers l’extérieur comme symbolisé par la flèche bleue. Le but de ce petit décalage consiste à assurer un jeu J assez large entre Mc et B pour ne pas risquer d’interférence matérielle au montage, et faciliter au maximum l’assemblage final du circuit imprimé sur la structure.

Souder les dernières lignes de liaison et vérifier entièrement la carte.

Risquant une fois de plus de rabâcher, avant d’insérer Arduino NANO sur son support et de brancher l’alimentation il importe d’effectuer une vérification complète de la carte électronique. Assemblez provisoirement la carte pour tester la position des écrous et surtout varifier la course sur  Mc. Avec deux pointes de touche, une sur GND et l’autre reliée à un +5Vcc il est facile de simuler le microcontrôleur et d’allumer une à une les diverses LED, vérifier que le transistor du disjoncteur électronique fonctionne correctement etc. Il faut absolument superviser l’intégralité des branches du schéma de la Fiche n°17, ohmmètre en main. Vérifier qu’à strictement aucun endroit deux pistes voisines ne soient en contact alors qu’en théorie elles doivent être isolées. Ce n’est pas du temps perdu, et rien ne sera aussi valorisant que de voir prendre vie l’ensemble quand vous allez réunir la petite carte par sa minuscule prise USB au P.C. pour envoyer les premières consignes, et que tout va fonctionner du premier coup. (Ce fut en particulier le cas sur le prototype …) Rien ne serait plus frustrant de voir fumer un composant
parce qu’une minuscule bavure de soudure touche la piste voisine pile au mauvais endroit.   .
VOTRE CIRCUIT DOIT FONCTIONNER PARFAITEMENT et DU PREMIER COUP … C’EST UN ORDRE !

Ça va cartonner !

Validation confirmée du circuit principal, nous allons enfin pouvoir placer l’ordinateur de bord sur les deux lignes A et B du support HE14. Avant il faut impérativement façonner une petit protection en carton qui plaquera les fils souples qui sont dessous et qui ne demandent qu’à se faire pincer quand on va enchâsser les 32 picots de branchement. La photographie Image 22.JPG montre la protection mise en place, alors que sur Image 23.JPG l’ordinateur est enfin en position. À ce stade on doit commencer les premières manipulations de la campagne de tests, inutile pour le moment de connecter le multiplexeur. Par le dialogue avec le moniteur de l’IDE tester toutes les commandes qui n’impliquent pas les moteurs. Les LED pilotées par S12 à S15 resteront inertes naturellement. Si on enlève les « straps » à languette les diodes électroluminescentes doivent s’éteindre. Le mode SOMMEIL doit aussi aboutir au même résultat alors que les petits connecteurs valident à nouveau les éclairages. Branchez provisoirement un potentiomètre et testez sa présence. Bref, l’intégralité des fonctions seront passées en revue les unes après les autres. Puis la petite station météorologique est placée sur le connecteur et ses accusés de réception vérifiés sur l’écran de l’ordinateur. Ajouter le télémètre à ultrasons. Placer la main à proximité et enregistrez un panoramique. Ajoutez en provisoire une ligne pour brancher la centrale gyroscopique. La vie est belle, tout fonctionne et l’on on va pouvoir s’occuper des deux autres petits circuits imprimés. Pensez à achever cette campagne de vérifications avec « q* ».

Un accouchement délicat.

Réaliser le petit circuit imprimé qui supporte le condensateur de 470µF servant de réservoir énergétique des servomoteurs n’a pas été immédiat car on se heurte à un réel problème de promiscuité. Agencer la solution définitive sur le prototype a imposé de nombreux montages et démontages pour aboutir à un résultat satisfaisant. Aussi, pour vous éviter ces complications, nous allons procéder progressivement et dans l’ordre logique qui maintenant peut être dégagé des alternoiments passés. Posons calmement le problème pour lister les contraintes qu’il faut satisfaire. L’Image 24.JPG a été photographiée lorsque la sonde était entièrement assemblée, donc en configuration définitive. Sur le dessus du châssis l’espace vital est réduit par la présence des moteurs et surtout par les Jambes dont les mouvements ne doivent surtout pas être entravés. Le circuit imprimé qui supporte le condensateur de 470µF a donc été limité à quatre pistes cuivrées de largeur. ATTENTION : Les macrophotographies sont vraiment trompeuses. Les gros boulons visibles par exemple sur Image 26.JPG ne font que ØM2 mm. On voit nettement que sur Image 24.JPG le petit circuit imprimé est placé presque à toucher celui du multiplexeur. On remarque également que le condensateur réservoir présente un diamètre plus important que la largeur du petit circuit imprimé, donc il déborde. Hors on doit pouvoir faire circuler des fils (Et des fils de forte section pour présenter une résistance électrique minimale.) entre les pistes cuivrées et le bornier vert.
– Ben … ya pas la place Totoche !
– Pas le choix, faut en trouver et si possible que l’assemblage soit pas trop galère.
Comme on ne peut pas écarter le circuit imprimé du multiplexeur, la solution consiste à ménager un passage pour les fils sur la petite plaque à trous. L’Image 25.JPG dévoile la technique utilisée. Le passage est suffisant pour laisser passer deux gros fils. Sur le prototype, cette échancrure à été pratiquée alors que le circuit était terminé. Gnac, gnac, deux coups de pince coupante ! Et impossible de passer une petite lime pour peaufiner. Aussi, vous aurez le pouvoir de préparer votre plaquette avant de faire les soudures, le dégagement sera bien plus esthétique.

Regardant la Fig.173 on ne peut que constater la grosseur des fils électriques soudés sur le petit circuit imprimé. Les deux liaisons 1 et 3 relient directement le condensateur de 470µF au petit bornier vert du multiplexeur. Vu la section de ces fils nous sommes certains que leur l’impédance sera faible. Initialement les deux autres fils 2 et 4 étaient prévus comme cordon ombilical pour alimenter les servomoteurs. Au final cette solution a été abandonnée car elle présentait de nombreux inconvénients. Quand on effectue les essais dynamiques pour la solution finale, on constate que ce n’est pas la résistance de la ligne d’alimentation en puissance qui provoque les chutes de tension lors des appels de courant. C’est la diode de protection insérée en série et l’effondrement de l’alimentation secteur. L’alimentation en autonome par accumulateur a été abandonnée nous verrons plus avant pourquoi. Du coup, la grosseur de ces fils devient un inconvénient car ils chargent inutilement l’arrière de la sonde et sont un peu trop rigides. Pour faciliter les assemblages, déposes et autres aléas de la vie d’un prototype, c’est un petit connecteur HE14 à huit broches qui sert actuellement à brancher la ligne d’alimentation. Le gros fil  2 à été coupé à quelques centimètres et plié sous le circuit imprimé. Il n’est plus utilisé. Quand au fil 4 , bien qu’un peu gros pour cet usage, il va au petit connecteur du circuit imprimé principal qui sert à mesurer la tension sur les moteurs.

Autre contrainte absolument incontournable : Ne pas créer d’interférence matérielle entre le palonnier de la Hanche, ni avec le petit circuit imprimé, ni avec le corps du condensateur. On peut vérifier sur l’Image 26.JPG que pour assurer ce critère, le petit circuit imprimé doit se trouver à la même hauteur que celui du multiplexeur. On comprend facilement qu’il n’y avait vraiment pas la place pour laisser passer les gros fils vers le petit bornier vert. Suite à diverses études géométriques, il est ressorti le fait que de l’autre coté, vers l’avant, on pouvait placer un circuit imprimé un peu plus large. Aussi, bien que le dessin de ce dernier n’avait pas encore été étudié, il a été décidé d’installer un circuit de cinq pistes de largeur, quitte à diminuer par la suite si l’étude imposait un amaigrissement. Ce circuit à été taillé et percé des deux trous de fixation. Ainsi on pouvait passer à la réalisation des trous de passage de tous les éléments sur la plaque du multiplexeur.

La suite est ici.

Laisser un commentaire

Votre adresse de messagerie ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *