Ensemble matériel et logiciel bien au point, on peut passer à la version définitive. Pour ma part, mis à part des projets « élémentaires », je procède en deux phases. La première consiste à définir avec précision le matériel et écrire les routines fondamentales du « Sketch ». Quand le total semble abouti et que l’électronique ne sera probablement plus modifiée, j’engage la version définitive, coffret compris. Ainsi, le développement du programme se fait dans un contexte matériel figé et permet de prendre en compte tous les risques potentiels d’interférences de proximité entre l’électronique d’exploitation et les diverses lignes de raccordement. En général, peu de « difficultés sournoises » sont à craindre, ceci dit, ce n’est jamais exclus. Enfin, c’est toujours la version « utilisateur » qui fait ressortir les manques de convivialité, les fausses « bonnes idées » etc. Voir à ce sujet le chapitre sur Les « loupés » proposé en fin du didacticiel.
La limande de raccordement définitive.
Sachant qu’elle sera soudée directement sur le circuit imprimé de complément, on peut à ce stade la préparer, opération qui consiste à supprimer le connecteur HE14. Pour ma part j’ai coupé les fils de façon à octroyer à la limande la longueur qui sera la sienne, plus une marge de quelques centimètres, on ne sait jamais ! Pour mieux cerner l’agencement définitif de la ligne de raccordement électrique au circuit imprimé complémentaire, anticipons un peu en consultant la Fig.36 ainsi que Image21.JPG qui présentent l’ensemble pratiquement terminé, mis part l’absence de deux connecteurs HE14. Notez en tout premier qu’en X les petits picots qui dépassent du connecteur DIL sont très fragiles. Laissez à peine tomber la ligne sur le plan de travail du mauvais coté, et deux ou trois contacts seront pliés. Commencez-donc en tout premier par protéger ce composant en le « piquant » sur un petit bloc de mousse. La Fig.36 sur laquelle la rehausse de la jupe du socle n’est pas encore réalisée,
donne une idée le la longueur des lignes électriques. On peut ainsi facilement écarter le circuit imprimé dans tous les sens pour intervenir sur ce dernier. Du coup, 
comme c’est le cas pour les ordinateurs, les liaisons filaires dans les boitiers tiennent une place aussi importante que les plaques électroniques que l’on miniaturise à loisir. Pour pouvoir loger facilement tous ces fils, et leur donner une souplesse suffisante, ils sont regroupés en torons. Pour atteindre ce but, on réuni divers conducteurs qui vont dans une zone fonctionnelle particulière du circuit imprimé, et on les assemble, comme bien visible sur la Fig.35 en torons à l’aide de bagues coupées dans de la gaine thermo-rétractable. Ce type de produit existe en diverses couleurs. Il saute aux yeux que sur la Fig.1 de la fiche Répartition géométrique des composants tous les contacts du DIL 40 broches ne sont pas utilisés. Nommés C.I. pour « Connexion Interdite », les fils sont conservés dans la ligne non utilisée baguée en rouge. (En développements futurs ils peuvent rendre service.) Les extrémités des fils « bagués » en bleu sont dénudées et étamées avec de la soudure. Ils seront raccourcis au dernier moment à la bonne longueur, avant d’être soudés sur le circuit imprimé de complément. La soudure les rend rigides et l’on peut alors tester facilement leur appartenance avec la sonnette électronique. Avant de souder ces extrémités sur le circuit imprimé, il faut bien entendu concrétiser ce dernier. Pour ce projet, j’ai été un peu obligé d’abandonner mes anciennes méthodes qui consistaient à choisir des plaques de circuit prépercées munies de pistes cuivrées linéaires que je coupais à loisir pour isoler les zones fonctionnelles. Ne trouvant plus en ligne ce type de produit, j’ai, un peu à reculons, commandé des plaques « actuelles ». Également percées au pas de 2,54mm qui sont munies de pastilles cuivrées circulaires, ces produit sont légion et disponibles à toutes les dimensions pouvant satisfaire nos désirs. J’avais imaginé que se voir obligé d’établir les lignes de connexion entre ces pastilles serait bien plus compliqué que 
de couper des pistes … et bien c’est l’inverse. L’expérience montre que c’est très facile. Pour créer une liaison entre plusieurs pastilles, le fil souple ou la queue d’un composant qui traverse une extrémité est pliée et sert de « piste conductrice ». Par exemple sur la Fig.37 toutes les liaisons 3 sont réalisées avec les extrémités des fils souples de la limande de raccordement. Certains en bas semblent bien gros, ce n’est qu’une illusion d’optique car cette vue est photographiée en « macro ». En 1 et en 2 ce sont des extrémités de fils rigides ou de composants qui sont soudés. Notez que pour faciliter les repérages de polarité et d’orientation lors des opérations de maintenance, certains ponts sont coloriés avec du feutre d’encre dite permanente. En 4 c’est la queue du condensateur de découplage qui établit le lien alors qu’en 5 le pont est obtenu avec un petit bout de fil rigide. Enfin, en 6 un fil rigide assure un pont en étant isolé sur toute sa longueur.
Réalisation du circuit imprimé de complément.
Soit vous avez approvisionné exactement le même produit disponible en ligne, soit vous avez taillé un équivalent à des dimensions similaires. (Notez au passage que je n’utilise pas les trous situés dans les angles, car à mon sens ils sont trop proches des bords et imposent de la visserie de 2mm. Disposant de place, on peut facilement opter pour des boulons classiques à ØM3.) Avant d’effectuer une quelconque soudure, on pratique les quatre trous de passage des vis d’immobilisation. Inutile de préciser qu’il vaut mieux au préalable avoir bien compris la structure du schéma électronique et que la fiche indispensable Circuit imprimé vu coté composants est bien en vue sur le plan de travail. La vue de dessous n’est pas fournie car inutile. En effet, comme par exemple en 1 sur la Fig.38 les liaisons qui sont situées sur le dessous sont représentées en mode filaire, alors que sur le dessus en 3 elles sont « pleines » et coloriées. Notez qu’en 2 ce sont les broches du condensateur de découplage qui sont pliées sur le dessous pour aller au support du circuit intégré 74ALS573. Outre ces conventions de représentation, vous pouvez observer que le haut et le bas représentent tous les deux le circuit vu coté composants. Toutefois, le haut en A est prévu pour situer les divers éléments ainsi que les ponts de câblage. (Voir la Fig.39) Sur le bas en B les pastilles sont plus discrètes car représentées en gris clair. C’est le repérage pour les lignes de la limande de raccordement qui est privilégié. Chaque toron est représenté par une couleur différente. Les fils élémentaires sont symbolisés par des flèches dont la pointe indique le n° de la broche sur le connecteur DIL. Globalement chaque toron comporte entre huit et dix fils. Tous ne sont pas représentés pour rendre plus clair le plan de câblage. Les diverses extrémités d’un même toron sont repérées par des disques de couleurs identiques au centre des pastilles concernées, mis à part GND et +Vcc qui sont coloriés respectivement en bleu et en rouge. Entre les dessins de la fiche Circuit imprimé vu coté composants et le schéma Fig.1 de Répartition géométrique des composants la réalisation de ce circuit ne devrait pas poser de problème, car vous disposez également d’Image22.JPG à Image27.JPG.
L’opération s’avère facile si l’on procède par étapes en respectant une chronologie « logique ». C’est parti, le fer à souder est chaud. La photographie Image22.JPG constitue la première phase durant laquelle on soude les composants les moins hauts dont les queues sont pliées à la bonne longueur et passés à travers les pastilles de cuivre étamées. En retournant le circuit pour les souder, elles glissent dans les trous et s’écartent de la plaque imprimée. Pour minimiser cet inconvénient, on commence par les composants les moins hauts, et l’on termine par les plus proéminents. Du reste je ne soude qu’un coté. Puis retournant le circuit je les déforme avec douceur pour qu’elles soient relativement parallèles à la plaque, soignant ainsi l’esthétique du module électronique. Ensuite je soude l’autre coté et passe à un autre groupe de composants. On débute par les 
« composants horizontaux ». En premier sont assemblés les résistances et le pont filaire 8, qui relie l’ATmega328 au bruiteur via le connecteur HE14 situé en 9. Celles en 6 de 1kΩ forcent l’état « 1 » sur le connecteur HE14 placé en 4 qui va aux deux boutons poussoir K1 et K2. Quand à 5 il relie la broche RESET du microcontrôleur au bouton poussoir situé sur le flanc gauche du cube. Situées en 3 les deux résistances qui limitent le courant dans les diodes électroluminescentes 1 doivent être calibrées pour que vous obteniez la luminosité souhaitée. Sur le prototype les valeurs adoptées sont de 1kΩ pour la LED rouge et seulement 270Ω pour la verte, car ces deux composants n’ont pas du tout des rendements équivalents et surtout présentent à leurs bornes des différences de potentiel notablement différentes. On soude ensuite le condensateur de découplage en 2. Initialement le petit condensateur au tantale 7 de 10µF était en orientation verticale. Comme il se trouve entre les deux lignes du connecteur HE14 qui supporte la carte Arduino NANO, il est légèrement incliné au dessus de 7 pour diminuer son dépassement. Séparés de sept trous, ces deux lignes HE14 sont repérées par les encadrés blancs sur Image23.JPG dont la photographie a été effectuée durant l’opération de soudage. En préambule, pour ma part j’insère les deux lignes de contacts sur la carte Arduino. Puis, le tout étant en place (Dans les bons trous du circuit imprimé !) je soude les quatre picots des angles comme on peut le remarquer en A, B, C et D sur la photographie. Je retire alors le module NANO et termine les soudures sur les autres picots. Cette technique nous assure la parfaite orientation des lignes HE14 et par la suite la facilité 
d’insérer ou de déposer le circuit du microcontrôleur. La photographie de la Fig.41, saisie en gros plan lors de la soudure du support DIL du circuit intégré 74ALS573, démontre des soudures « bien mouillées » dont il faut contrôler la qualité au fur et à mesure de l’avancement des travaux. En particulier, avec une loupe à fort grossissement s’assurer que l’étain n’a pas réuni deux picots ou deux pistes voisines. Oui, je sais bien que ça a déjà été souligné, ceci dit je suis persuadé que si je n’insiste pas lourdement, vous serez trop tenté de « foncer la tête dans le guidon ». Un problème détecté le plus tôt possible sera infiniment plus facile à contourner. Par exemple, le risque est grand de souder les liaisons en se trompant de piste. La suite consiste à souder les composants les plus « hauts » tel que le BUZZER par exemple. L’Image24.JPG avec plus de recul situe les divers composants de base. Quand nous avons la certitude de l’assurance garantie que tout est validé, certifié et vérifié avec attention … on peut passer à la soudure de la ligne de raccordement. Toutefois, il me semble judicieux à ce stade d’effectuer les premières vérifications dynamiques. Avant d’engager ces manipulations, il faut que le microcontrôleur puisse commander l’octuple verrou, c’est à dire qu’il faut établir les dix liaisons avec D0 et D7 ainsi que celle avec A2 et celle reliant GND.
Les liaisons souples entre microcontrôleur et l’octuple verrou.
Schéma électronique Fig.1 de la fiche Répartition géométrique des composants et dessin B de la Fig.39 pourraient constituer le « suffisant » pour réaliser ces dix liaisons avec du fil souple. Toutefois, dans cette zone sont également soudés les fils de la limande de raccordement coloriés en orange. Pour vous faciliter au maximum l’opération, la Fig.42 focalise sur les actions à réaliser au cours de cette étape. Seuls sont représentés les ponts filaires à exécuter, et coloriés pour les mettre en évidence. Prendre garde au fait que les fils Y coté composants sont isolés par leur gaine grise, mais la partie cuivre de l’autre coté en X sert de liaison entre les pastilles. Donc, quand les extrémités des fils sont dénudées, prévoir une longueur suffisante pour assurer la liaison du dessous. Un dernier petit détail pratique : Lorsque l’on dénude à chaud l’extrémité du fil, comme explicité dans l’encadré rose en haut de la page 27, les brins en cuivre ont tendance à s’écarter les uns des autres. Aussi, une bonne pratique consiste à les torsader à la main et à étamer le bout facilitant grandement le passage à travers les pastilles. Ce conseil n’est pas négliger, car nous n’avons effectué que la moitié du travail. Quand on va ajouter les fils (Oranges sur le dessin B) de la limande de raccordement, il deviendra un soupçon délicat d’insérer les fils à travers les pastilles, car, comme on peut le voir sur Image26.JPG, il y a pas mal de monde qui encombre la zone.
Chargement du logiciel dans l’ATmega328.
Ipossible d’effectuer la validation de l’ensemble électronique sans la présence du microcontrôleur lui même sous les directives d’un programme d’exploitation. Pour téléverser le programme d’exploitation et inscrire les données en mémoire non volatile EEPROM, la minuscule carte Arduino NANO est suffisante. Inutile pour le moment de l’insérer sur les lignes HE14 du circuit imprimé de complément. On se contente de relier sa mini-prise à une prise USB standard du P.C. avec le cordon fourni à l’achat. Conformément aux instructions qui accompagnent le « Driver » fourni dans le dossier <DRIVER USB2> vous activez l’exécutable ch341ser.exe. Vous invoquez l’IDE soit en ouvrant un programme, soit en activant arduino.exe. Comme « Sketch » on commence par téléverser Ecrire_les_Empreintes_en_EEPROM.ino qui va inscrire dans l’EEPROM les polices de caractères pour les textes et surtout les images 2D et les divers thèmes visuels 3D. Notez qu’en invoquant le Moniteur série en cliquant sur l’idéogramme 
vous obtenez un listage du contenu actuel de l’EEPROM. Le listage ne sera correct que si vous imposez à la ligne de dialogue un débit de 115200 bauds. Vous devez obtenir le contenu montré sur la Fig.43 extrait d’une copie d’écran. Pour le moment ces données ne sont pas utilisées, car nous allons téléverser provisoirement l’utilitaire Test_materiel.ino prévu pour acquérir les validations de base. Pour le moment, c’est suffisant pour procéder aux vérifications initiales. Le programme d’exploitation « définitif » Cube_3D.ino sera téléversé directement sur site quand le cube sera totalement opérationnel. Débrancher la ligne USB de l’ordinateur. Placez la carte Arduino sur son support HE14, brancher l’alimentation +5Vcc par sa ligne de programmation sur un module secteur USB quelconque et vérifiez immédiatement que la LED rouge POW s’illumine correctement. Les deux LEDs TX et RX sont éteintes. Vérifiez également que sur le support du 74ALS573 le +5Vcc est bien présent sur la lyre 20 par rapport à GND sur la broche 10. Sur les sorties de multiplexage D0 à D7 de l’ATmega328, on doit constater la présence de l’état électrique « 1 » puisque le programme de vérification commence par allumer toutes les LEDs en mode statique. (Pratiquement +5V.) Par contre, sur A0 et A1 ainsi que sur D8 à D13 c’est un état « 0 » qui doit être présent. Couper l’alimentation, puis placez le 74ALS573 sur son support en vérifiant bien son orientation. Remettre sous tension. Sur ses huit sorties, une tension statique de l’ordre de +3Vcc doit être présente. Avec une pointe de touche quelconque « cliquez » un court instant entre A6 et GND. Immédiatement les deux LEDs TX et RX s’illuminent. La sortie D6 par exemple se met à changer d’état entre environ 0,5V et 1,6V. (Pour obtenir ces changements d’état « cadencés » sur D6 il faut certainement cliquer plusieurs fois pour obtenir le mode concerné.) Enfin, mesurer sur A3 qui est à « 0 ». Tant que l’on maintien A7 à « 0 », cette sortie « monte » à l’état « 1 ». Comportement analogue pour A4 quand A7 est forcée à « 0 », sauf qu’il faut un « clic long ». Si, comme on peut le voir sur Image25.JPG un « strap » à languette ponte le connecteur du bruiteur, chaque fin de clic s’accompagne d’un petit son attestant de la prise en compte de la touche concernée. C’est tout bon, le processeur prend vie, il s’occupe normalement du clavier à deux touches K1 et K2, nous allons pouvoir passer au raccordement de la limande de liaison 40 fils qui se branche sur l’électronique du cube lumineux.
Souder les autres lignes fonctionnelles de la limande de raccordement.
Étape ultime de la concrétisation des circuit électroniques, elle sera complétée par l’ajout de la rehausse de la jupe qui constitue le socle du cube décoratif. L’aboutissement présenté sur la Fig.44 laisse entrevoir trois lignes distinctes assurant à la limande complète une souplesse apte à la loger aisément dans le faible volume qui sera disponible. Notez au passage que la visserie ØM3 visible en 5 utilise des rondelles isolantes en nylon. Rien à voir avec des propriétés électriques de ce matériau. C’est leur disponibilité en nombre qui a engendré ce choix. En 4 est repérable le « strap » à languette qui durant les essais remplace le futur inverseur qui sera situe sur le coté gauche de la jupe du socle. Le toron 1 constitué de neuf fils amène le +5Vcc sur la broche 20 du 74ALS573 et relie les huit sorties aux huit entrées du
circuit ULN2803 situé sur le circuit imprimé du KIT. Il sera facile par lecture de la Fig.1 disponible sur la fiche Répartition géométrique des composants, d’établir le plan de câblage à respecter. La ligne 3 pour sa part, (Ligne comportant huit fils élémentaires.) contrairement au symboles des flèches marrons du dessin B de la fiche Circuit 
imprimé vu coté composants, ne sont pas à l’extérieur, mais comme les cinq autres, passent entre les deux lignes de HE14 qui supportent la carte Arduino NANO. Également aisés à repérer sur la Fig.1 de Répartition géométrique des composants, elle ne présente pas de difficulté particulière d’interprétation ou au soudage. C’est le toron 2 repéré en orange sur le dessin B qui mérite quelques compléments d’information. Sans que ce soit très compliqué, les onze fils qu’il rassemble se séparent. Deux passent sous la carte Arduino les neuf autres viennent compléter la zone de la Fig.42 et imposent du soin. En effet, il faut faire traverser leurs extrémités dans les pastilles plus ou moins recouvertes par les autres ponts déjà en place. De ce fait, quand on soude la pastille, prendre garde à écarter les conducteurs présents pour ne pas risquer de faire fondre leur isolant. Reprenant la Fig.42 de la zone concernée, la Fig.45 ne montre que ce qu’il faut ajouter à l’existant pour assembler le toron 2. Contrairement à l’artifice de simplification employé sur le dessin B, les onze fils du toron y sont tous représentés. L’extrémité de chaque symbole est complétée par le numéro de la broche du connecteur DIL terminant la limande de raccordement. Notez que les liaisons sur le dessous telles que L ne vont pas jusqu’au circuit intégré mais sont limitées à la pastille voisine, qui elle est en liaison avec le HE14 par les lignes filaires déjà en place. Mises à part les lignes qui iront aux inverseurs et boutons poussoir, l’électronique est achevée.
Les essais de validation et passage au programme d’exploitation.
Valider intégralement l’électronique fait toujours appel au petit utilitaire Test_materiel.ino actuellement chargé dans la mémoire de programme de l’ATmega328. La limande de raccordement est branchée sur le support DIL à quarante broches. Éventuellement on a déporté en façade sur le plan de travail les deux boutons poussoir par utilisation du connecteur HE14 prévu à cet effet sur le circuit imprimé du KIT. L’alimentation de l’ensemble peut se faire indifféremment par la mini prise USB de la carte NANO ou par la prise Jack du circuit imprimé du KIT. Dès la mise sous tension, toutes les LED s’illuminent au maximum en régime statique. Ensuite, chaque appui sur l’un des deux B.P. active une séquence qui allume les LEDs d’un plan particulier dans l’espace, et permet ainsi de vérifier l’indépendance de pilotage de chaque LED individuelle.
La suite est ici.
