Réaliser ses circuits avec KiCAD

Concevoir les montages électroniques adaptés à notre hobby est une activité stimulante et créative. Le passage à la phase de réalisation nous a souvent montré que rien n’est automatique et qu’il est indispensable d’apporter beaucoup de soin pour avoir des montages fiables, reproductibles et économiques. La méthode des pastilles et des bandes sur calque est désormais bien dépassée, l’offre de logiciels de CAO pour l’électronique (pro et amateur) est complète et accessible aux amateurs.
Un outil CAO intéressant, KiCAD, nous a été présenté par Laurent Haas club radio F6KRK (https://blog.f6krk.org) lors de leur conférence organisée le Vendredi 17 Mai.

Les radios de F6KRK

Avant de se lancer dans la CAO :


Le prototypage est une étape indispensable avant de se lancer dans la CAO. Nous sommes toujours persuadés d’avoir un bon schéma et qu’il doit fonctionner sans problème… Hélas, le prototype nous montre souvent qu’il y a des contraintes auxquelles nous n’avions pas pensé. Faites l’essai de confier votre prototype à un ami qui ne connait pas le montage et demandez-lui de le tester (en précisant les conditions et limites). Vous allez découvrir de bonnes raisons de modifier votre schéma (ajouter des protections, composants plus robustes, …).
Le prototype est souvent réalisé avec des cartes à trous et cela nous convient très bien car c’est simple et économique. Pour le passage à une petite série (ex : les cartes de cantonnement) il faut passer à une autre méthode.

Comment réaliser les circuits :


La réalisation des circuits imprimés par la méthode conventionnelle (insoler la plaque photosensible avec le typon, passage dans le révélateur, gravure dans un bain de perchlorure de fer pour dissoudre le cuivre sur les zones non protégées par la résine) est toujours possible mais cela nécessite un peu de place et une installation fixe adaptée (ventilée et récupération du perchlorure de fer). Nous avons renoncé à ce procédé.


 Exemple de typon et de circuit imprimé double face

Une autre solution consiste à donner à fabriquer ces circuits imprimés après avoir fait le schéma et le typon (avec Winschema et Wintypon). C’est ce que nous avons fait pendant de nombreuses années pour le cantonnement et toutes les cartes pour le pilotage des train (voir TCO Ultime https://www.bootentrain.fr). Pas de problème pour des circuits simple face ou double face. Le prix était fixé au décimètre carré avec le perçage en option. La qualité des circuits était assez variable et nous avons passé de nombreuses heures de perçage… Il est devenu plus difficile de faire réaliser ses circuits, sur le territoire national, à des tarifs intéressants pour les amateurs.
La CNC pourrait devenir une solution intéressante. Nous nous sommes plongé dans ce sujet en étudiant la faisabilité avec la CNC NINOS (http://iprocam.com/accueil/index.htm). Cela est faisable mais nous ne sommes pas au point sur ce sujet. Des essais sont à prévoir.
La fabrication peut être aussi confiée à des entreprises spécialisées, certes en Chine, comme https://jlcpcb.com qui sont capables de délivrer à des particuliers des circuits de qualité professionnelle et à un prix imbattable. Cette filière offre beaucoup d’avantages mais il faut faire la conception avec un outil CAO adapté.

Exemples de circuits faits par jlcpcb

L’environnement CAO permet de faire un travail propre et surtout reproductible. Le format des fichiers de sortie est standard et ceci est indispensable pour la fabrication.

Un exemple concret :


Lors de la présentation, Laurent Haas (F6KRK) a développé les points suivants :
  • Qu’est-ce que les Circuits imprimés ?
  • Histoire de KiCad
  • Les bibliothèques, symboles, empreintes, modèles 3D
  • Comment faire le schéma
  • Comment faire le circuit imprimé
  • Visualisation en 3D
  • Format interface GERBER
Nous avons suivi toutes les étapes du projet blinky (clignotant tout simple) du schéma, jusqu’à la génération du fichier GERBER et la préparation de la commande sur le site jlcpcb.

Retrouvez tous les supports de la conférence et le fichier projet blinky sur le site de F6KRK :

Nous remercions F6KRK pour sa conférence Laurent Haas, son accueil et les échanges très intéressants avec Michel Mahe. Il ne nous reste plus qu’à faire un petit projet pour valider ces nouvelles connaissances. Nous ne manquerons pas de vous tenir au courant dans un prochain article.






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