Logiciel entièrement développé, (Ou presque car pour la vitesse et le cap il sera toujours temps de modifier le programme ultérieurement.) le moment est venu de concrétiser l’appareil en développant un circuit imprimé pour assembler l’électronique et en réalisant un coffret pour en faire un instrument utilisable digne de ce nom. En ce qui me concerne, mon choix se porte sur l’Application n°4 qui fait usage d’un codeur incrémental et d’un afficheur OLED de 1,3 pouce de diagonale. Si vous optez pour l’une des autres versions, il faudra vous inspirer de mes études pour adapter le circuit imprimé. Les contraintes de conception sont les suivantes :
• Coffret aussi petit que possible.
• Possibilité de modifier le logiciel sans avoir à ouvrir le boitier. (La mini prise USB devra être facilement accessible, elle permettra éventuellement d’alimenter l’ensemble par le secteur.)
• Alimentation par un accumulateur 9v rechargeable directement par une mini prise USB intégrée dans son boitier et accessible de l’extérieur.
• RESET sur un bouton poussoir extérieur pour disponibilité permanente.
Le dessin du circuit imprimé.
Fidèle à une technique qui évite d’avoir des possibilités de gravure d’une plaque cuivrée et de la percer pour insérer chaque composant, j’utilise systématiquement des plaquette du commerce directement utilisable pour élaborer des prototypes. Il suffit de les tailler à la bonne dimension, éventuellement d’ajouter ou agrandir des trous
pour la traversée de la visserie et le module électronique est terminé. Par exemple, pour réaliser le circuit de la Fig.108 j’ai consommé entre cinq heures et six heures maximum. C’est une affaire d’habitude. La Fig.107 épurée présente l’implantation des composants et surtout précise le branchement des divers connecteurs HE14. Prendre garde à la position des mini ponts représentés en vert. Leurs positions correspondent aux broches de l’afficheur OLED utilisé dont la polarité est précisée dans l’encerclé vert. Si votre exemplaire est inversé, il suffit de déplacer les deux mini ponts sur l’autre position de chaque petit connecteur HE14. Comme précisé sur le schéma de la Fiche n°21 la résistance de limitation R pour chaque diode électroluminescente devra être adaptée à son rendement pour obtenir un éclairement correct. Il est évident que j’ai choisi des diamètres et des couleurs en fonction de mes critères esthétiques. Vous pouvez naturellement adapter à vos désirs. Le dessin de la Fig.108 présente le circuit imprimé vu coté composants, alors que sur la Fig.109 nous avons l’autre face vu coté cuivre. Cette plaquette est taillée dans un circuit plus grand facile à se procurer sur internet. À titre indicatif et sans en tirer un bénéfice personnel quelconque, pour ma part je les ai approvisionné ICI.
Réimplantation de deux broches.
Pour faciliter l’implantation des composants sur le circuit imprimé, on peut constater que maintenant la LED d’Arduino D13 pilote la LED bleue de 5mm de diamètre. Quand à l’ancienne sortie D12 devenue inutilisée, maintenant c’est D6 qui pilote une petite LED verte qui clignote « en boucle de base. Le schéma de la Fiche n°21 a été mis à jour. Du coup, le programme a été entièrement remanié pour tenir compte de ces changements et d’en améliorer certains détails opérationnels. C’est Application_GPS_6.ino qui sera le logiciel à téléverser dans Arduino pour bénéficier de la dernière version adaptée au circuit imprimé. Divers correctifs ont imposé de gagner un peu de place en mémoire de programme. Ces modifications sont consignées en tête du listage du programme. Du coup, comme il restait un peu de place le ‘D‘ de « Dh » a été remplacé par la lettre Delta montré dans l’encerclé rouge de la Fig.110 avec en prime l’accent sur le ‘é‘ de géoïde. Noter au passage que suite à des aléas expérimentaux, un moment je me suis fourvoyé. Le programme ne démarrait pas correctement sur le circuit imprimé. J’ai initialement pensé que ça résultait de la configuration de la platine expérimentale sur laquelle j’avais installé deux condensateurs de découplage sur l’alimentation. Je les ai donc ajoutés sur le circuit imprimé. (Un de 66nF et un de 4,7µF polarisé.) Et bien le problème venait en réalité du fait que j’avais mal branché le module GPS. Conclusion : Ces deux condensateurs ne sont pas du tout indispensable, vous pouvez ne pas les implanter sur votre exemplaire.
Réalisation pratique du circuit imprimé.
Rechercher un maximum de compacité pour l’appareil engendre un réel problème d’intégration des divers composants. Comme vous allez le constater sur les photographies, on aboutit à un tau d’imbrication peu courant. Il faut en outre que l’assemblage et le désassemblage dans le coffret ne soit pas trop galère. Des compromis sont délicats à concilier et imposent une étude préalable sérieuse. Sur IMAGE 08.JPG la plaquette expérimentale est percée des divers trous devant être 
traversés par de la visserie alors que sur IMAGE 09.JPG les composants les moins hauts sont en place. C’est sur IMAGE 10.JPG que les connecteurs les plus hauts ont été ajoutés. On remarque que le but de ces HE14 dont les broches sont relativement longues consiste à surélever l’écran OLED et à placer les LED pour qu’elles puissent traverser le dessus du coffret. On continue avec IMAGE 11.JPG à ajouter les fils de liaison qui remplacent les pistes cuivrées. Puis, on prépare la ligne qui relie le codeur incrémental Fig.111 ou IMAGE 12.JPG au connecteur HE14 mâle à cinq broches du circuit imprimé. Les deux extrémités de la ligne sont consolidées mécaniquement avec de la gaine thermorétractable qui si elle est en couleur permet de repérer le sens de branchement de la fiche. Même traitement en Fig.112 pour le bouton poussoir extérieur du RESET qui prend la forme d’un micro-Switch à galet. Ce type de composant présente l’avantage de pouvoir facilement être assemblé sur le circuit imprimé. Sur IMAGE 13.JPG on constate que le micro-Switch est placé entre les deux vis qui soutiennent l’afficheur OLED. Au préalable sa ligne a été préparée Fig.112 avec gaine thermorétractable sur le petit connecteur HE14. Après avoir vérifié, vérifié et encore vérifié le câblage du circuit imprimé, on met en place les deux petits ponts de polarisation de l’afficheur, on branche le module GPS et le codeur incrémental. On réunit provisoirement l’afficheur à son support mais il reste écarté du circuit imprimé pour accéder à l’ajustable de 10kΩ. On branche le petit accumulateur rechargeable sur le connecteur d’alimentation. Ouf, après une seconde d’initialisations l’écran affiche la page de caractéristiques des satellites. Tournant le codeur incrémental on vérifie que l’effet obtenu est bien dans le sens attendu. Si ce n’est pas le cas il faut croiser DT et CLK. Tourner le codeur pour faire afficher le résumé des options. Ajuster alors le petit potentiomètre d’IMAGE 14A.JPG pour calibrer la mesure de tension. Dans ce but un voltmètre mesure la tension actuelle de l’accumulateur. On ajuste alors l’affichage à cette valeur. ATTENTION : Ne pas brancher l’accumulateur 9v sur la carte Arduino si elle est déjà alimentée par sa prise mini-USB. On va alors pouvoir installer l’afficheur OLED sur le circuit imprimé qui sur IMAGE 14B.JPG est entièrement terminé. Mais avant il faut préparer le petit carton d’IMAGE 15.JPG que l’on immobilise sur le petit écran avec les deux vis ØM2 un peu longues (25mm sous tête) en intercalant deux petits manchons pour donner de la souplesse. (Voir IMAGE 16.JPG et IMAGE 17.JPG.) Si vous ne possédez pas ce genre d’accessoires une simple rondelle plate conviendra. Au final, sur d’innombrables essais avec les trois modèles de modules GPS présentés sur IMAGE 01.JPG je n’ai pas été en mesure de déterminer quel est le plus sensible, tous semblent équivalents. Du coup, j’ai opté pour celui en A car il présente une liaison plus longue que celui en B et une antenne plus large que celui en C. L’expérience montre que l’antenne placée à plat sous l’afficheur OLED fonctionne correctement. Plaçant ainsi le petit bloc de céramique, et le circuit imprimé verticalement à coté du circuit imprimé principal, on aboutit à la compacité désirée. Le petit carton d’IMAGE 15.JPG constitue une alvéole dans laquelle est simplement glissée l’antenne. Comme le montre IMAGE 18.JPG, IMAGE 19.JPG et IMAGE 20.JPG le volume au dessus du circuit imprimé est utilisé à outrance. L’électronique étant globalement terminée, le moment est venu dans le planning de passer à la réalisation du boitier.
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