Circuit clavier et support capteurs.

La Fig.19 présente l’ensemble coté Inverseur à bascule. Les repères sont identiques à ceux répartis sur la Fig.18 pour pouvoir comparer plus aisément. Avant de placer 8 sur le connecteur 7 il faut mettre en place les deux petits straps qui orientent l’ALIMentation sur 10. Cette vue montre clairement que la hauteur de passage pour les deux torons sous le circuit imprimé 5 du clavier est très confortable. Le toron 2 est de longueur idoine pour permettre d’écarter suffisamment le couvercle et ainsi accéder au petit connecteur pour le débrancher ou le rebrancher. Enfin, s’il vous semble que la zone du haut de la petit LED verte est plate, vous n’avez pas la berlue. C’est uniquement parce qu’en cette couleur et en diamètre de 3mm je n’avais pas de type classique terminé en demi-sphère.

Le petit circuit imprimé du clavier.

Copieusement inspiré de celui de PICOLAB il hérite de ses faibles dimensions. Comme vous pouvez le vérifier sur la Fig.19 sa surface est à peine suffisante pour y répartir les deux boutons poussoir et les trois LED. On arrive à « caser » les deux résistances de 10kΩ sur le dessus, mais celle de 1kΩ est reléguée coté pistes cuivrées. Les quatre trous de passage des vis support sont centrés sur les trous angulaires de la plaquette prépercée. Ainsi il devient plus commode d’agrandir ces trous en assurant la coïncidence entre les deux éléments. On remarque sur la Fig.18 et sur la Fig.19 que l’espace situé sous le clavier est bien encombré par le connecteur des capteurs et par l’inverseur à bascule. Il reste cependant assez de place pour le libre passage des torons de fils souples.

Fig.20
Fig.20

Toujours à grande échelle, la Fig.20 présente le dessin du circuit imprimé caractéristique d’une forte « occupation des sols ». Il faudra se montrer attentif lors de la réalisation des soudures proches des angles. Par exemple la cathode de la LED verte. Il faut éviter une soudure trop « volumineuse » qui engendrera une difficulté pour faire porter correctement l’entretoise isolante. Donc pas d’excès d’étain dans « les coins ». Les pistes recevant les fils souples de liaison avec l’électronique principale sont doublées pour certaines. Autant choisir les plus longues ou les plus dégagées pour y souder le fil de liaison. Par nature, les liaisons filaires sont fragiles. Aussi, dès que l’assemblage aura été vérifié et passé les tests de validité, mettre en place les quatre petits boulons support et immobiliser grossièrement le circuit clavier sur la plaque principale. De nombreuses manipulations vont accompagner la réalisation du coffret, les tests du programme sur site etc. Ce serait vraiment dommage d’altérer ces liaisons filaires réalisées avec attention, patience et soin.

Tous ces petits fils, on va s’y perdre !

Souvent, la différence entre grogne agassive énervementale et « Fastoche finalement » se joue à peu de chose. Une petite idée de rien du tout vient considérablement faciliter une opération qui semblait particulièrement indigeste. À commencer par les branchements. Quand on arrive à la phase d’ajout des liaisons filaires souples, avec tous ces petits conducteurs gris la confusion est au rendez-vous, sans pour autant avoir été spécialement invitée. C’est bien le schéma de la Fig.4 et celui de la Fig.5 mais quand on compare aux dessins des figures 8 et Fig.9 on y perd son latin.

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– Vantard Totoche, t’as jamais pigé le plus petit mont latin carpé diem de carpé diem !
– Patienssus et calmus omnibus et circuitus imprimus soudus … HAaaa mais alors !

Un petit dessin de plus sera certainement une aide précieuse quand ce bon vieux  frère à souder sera à la bonne température. La Fig.21 devrait apporter une aide significative pour vous y retrouver.


En premier on s’occupe des diodes électroluminescentes dont les cercles d’implantation des fils de liaison sont jaunes. Vous aurez mis en place le conducteur 1 qui va de D8 à la 120Ω. Puis, en 2 la liaison entre D4 à la 390Ω. Enfin le troisième pont en 3 relie D13 à la résistance de 470Ω. Pour les liaisons du toron qui va jusqu’au clavier il y a les six fils. (Dont trois cercles d’implantation coloriés en bleu ciel.) Trois « jaunes » sont soudés à droite pour piloter les LEDs. Les trois autres vont à A0 et aux pistes GND et +5Vcc. Rassemblez ces six liaisons en un toron unique et compact avec un petit tronçon de gaine thermo-rétractable et c’est fini pour le clavier. Pour le codeur incrémental c’est aussi simple, car il n’y a que cinq liaisons dont les implantations sont repérées par les petits cercles rose bonbon. (Miam miam.) On retrouve deux connections pour GND et +5Vcc. Surtout n’oubliez-pas que tous doivent être soudés AVANT le Buzzer.

Le connecteur du codeur rotatif incrémental.

Immobilisé sur le couvercle, le codeur rotatif incrémental en fait partie intégrante. Si l’on veut pouvoir intervenir aisément dans le coffret, il faut absolument pouvoir le débrancher. Ce n’est pas compliqué du tout. Comme le capteur est fourni dans le commerce avec un petit connecteur HE14 à cinq picots, on termine le toron concerné par un équivalent femelle. On affecte au toron une longueur minimale pour pouvoir le « rétracter » dans le coffret quand on referme. Sa longueur sera toutefois suffisante pour permettre un dégagement suffisant du couvercle assurant un débranchement et rebranchement commode lors des opérations de maintenance ou lors de l’étape d’intégration.

Compte tenu des caractéristiques d’encombrement du capteur fourni dans le commerce et des impératifs d’exigüité du coffret, tel qu’il se présente le petit module ne convient pas. La cote d’encombrement Ce est trop importante, il serait impossible d’adopter la largeur désirée sans réduire cette dernière. Un peu de chirurgie s’impose sur ce codeur. La solution est simple. Il suffit de « faire passer » le petit connecteur en B comme montré par la flèche F. De loin, le plus facile et le plus propre consiste à couper les broches en A et à souder directement sur les anciennes en B un petit connecteur HE14 coudé. Sur la Fig.24 qui présente le couvercle vu de l’intérieur, le petit connecteur coudé se trouve en X. En faisant plus attention, on voit bien que l’orientation en rotation semble un peu bâclée. Les bords du petit circuit imprimé ne sont pas du tout parallèles à ceux du couvercle. C’est volontaire. Des critères esthétiques ont influencé la distance qui sépare les trous de passage des vis de fixation du couvercle par rapport aux bords de ce dernier. Dans ces conditions, si l’on veut respecter le faible encombrement du coffret et placer le codeur rotatif assez espacé des deux boutons poussoir du clavier, il faut accepter la déviation angulaire Y pour permettre le libre passage de la vis à travers le trou Z. Cette particularité est strictement sans inconvénient pratique.

Les petits riens qui font la différence.

Parfois, la dichotomie entre une galère interminable accompagnée d’un agacement peu propice à de la belle ouvrage, et une progression calme et régulière ne tient qu’à deux ou trois petits détails qui ne sont pas forcément évidents sur les photographies. La zone encombrée du minuscule clavier à deux touches mérite certaines précisions. Sur la Fig.25 on retrouve en 1 le faisceau de fils souples le plus court possible mais assez long pour pouvoir débrancher le codeur rotatif et déposer le couvercle. Le toron 2 pour sa part doit rester à l’intérieur du coffret, mais autoriser l’éloignement suffisant du circuit imprimé 5 pour permettre de souder coté piste, et nous le verrons plus avant ne par interdire l’introduction du circuit principal 13 dans le coffret. Le circuit imprimé 5 sera lors de l’intégration finale ajusté finement en hauteur pour placer les collerettes de la base des deux boutons poussoir juste en dessous du couvercle, et obtenir ainsi le dépassement maximal de leur partie cylindrique activable. La hauteur des trois petites LEDs dont la verte 6 est « plate » sera ajustée avec attention au moment du soudage pour qu’elles puissent dépasser légèrement du couvercle. C’est la hauteur des deux boutons poussoirs qui conditionne leur positionnement.

Revenons à l’immobilisation du clavier 5 sur le circuit imprimé principal 13. On commence par bloquer provisoirement les quatre boulons sur 13 au moyen des écrous inférieurs 3. Les deux vis de droite sont isolées des pistes cuivrées par les rondelles en nylon 12. On insère à hauteur approximative les quatre écrous intermédiaires 8 ainsi que les entretoises en nylon 7. Ces dernières de faible diamètre portent correctement sur 5 sans être gênées par les soudures voisines. On place ensuite les contre-écrous 4 et l’on recherche la position précise en hauteur des écrous 8. Cet ajustement se fait lorsque le coffret est en partie réalisé pour disposer au moins du fond et d’une face latérale pour mesurer avec précision la position du couvercle. Lorsque la position axiale définitive des écrous 8 est déterminée, on colle ces derniers en position avec du vernis à ongles qui ici est rose bonbonmiamiam. Inutile de serrer fortement les écrous 4 lors de l’assemblage final. Les entretoises 7 présentant une élasticité relative il ne faut pas les écraser. Cette souplesse assurera le « freinage » des écrous 4 car le nylon se comporte comme une « rondelle » élastique.
Autre petite tracasserie facile à contourner qui se présente quand on introduit la petite électronique Nano Arduino dont en 10 on voit le connecteur mâle, sur le support HE14 femelle 11. Les fils des torons 1 et 2 font preuve d’une tendance systématique à faire « gonfler » les deux faisceaux car les petites bagues de serrage jaunes ne réunissent que localement les fils souples épris de liberté. Vous pouvez être certains qu’au moment où vous allez effectuer une pression sur la carte électronique, un ou deux individus seront pincés entre 10 et 11. La résolution de cette petite rébellion est élémentaire. On intercale un petit protecteur en carton 9 cintré en une « gouttière » en U inversée qui coiffe tous les fils situés entre les deux rangées A et B des deux lignes de contacts 11.

D‘une qualité médiocre, la Fig.26 sur laquelle on remarque nettement le freinage des écrous intermédiaires et l’inverseur à bascule latéral, montre toutefois que les têtes des deux vis A provoquent un court circuit entre trois pistes cuivrées voisines. La Fig.8 démontre que ces trois pistes restent inutilisées, donc leurs union électrique est sans importance. En revanche, en B et C la liaison intempestive est carrément interdite d’où l’obligation d’intercaler une rondelle isolante. Les deux trous de passage des vis sont chanfreinés pour interdire tout contact électrique entre le filetage et la piste cuivrée centrale. Ainsi aucun risque de conduction prohibée avec le circuit imprimé du clavier. Pas très visible sur la Fig.26 la rondelle C passe un peu en dessous du pont filaire marron.
Oui, je sais que ce n’est pas avec la Fig.27 que je vais remporter le premier prix de photographie artistique. On y remarque toutefois que les rondelles isolantes débordent un peu de la plaque cuivrée. Ce petit détail est strictement sans importance, car ce qui complique la conception du coffret pour pouvoir y insérer sans trop torturer l’électronique, c’est le débordement en D (Assez peu visibles sur l’image.) des picots du connecteur des deux capteurs météorologiques, et en E de la partie mobile de l’inverseur à bascule. Les grosses barres blanche, bleue et marron sont en réalité de tout petits fils de câblage électriques. Je vous conseille de souder le marron avant le bleu pour ne pas altérer son isolant par la chaleur.

Une dernière petite image en Fig.28 pour vous présenter l’électronique principale entièrement terminée. En 1 le toron de fils n’est pas encore « compacté » par une bague en gaine thermo-rétractable. En 2, pas tellement visible, la carte NANO enfichée sur son support. En 3 le connecteur à quatre broches qui supporte l’afficheur OLED qui n’est pas encore en place. Enfin en 4 le petit connecteur HE14 coudé sur lequel il sera possible de brancher, si on désire l’autonomie, une pile de 9V dont il sera question plus avant. Deux connecteurs coudés sont soudés sur le circuit imprimé principal, ce qui m’incite à vous proposer un ultime conseil. Considérons la Fig.29 sur laquelle en P se trouve le circuit Principal et en C le circuit des Capteur que l’on désire insérer sur le connecteur coudé. Pour pouvoir engager facilement C sur P par la translation T il faut qu’entre le HE14 femelle et le circuit imprimé subsiste un petit jeu. Pour aménager un petit écart suffisant, la technique consiste à surélever le connecteur coudé (Flèche bleue.) au moyen d’un petit carton provisoire (En rose sur le dessin.) au moment de la soudure. L’électronique de base étant fonctionnelle, nous pouvons passer à la réalisation du petit circuit qui supporte les deux capteurs météorologiques.

Le circuit imprimé de support des deux capteurs.

Disposé à l’arrière du coffret et solidaire de ce dernier si notre petite réalisation est anoblie à la fonction d’altimètre, il faut concevoir un assemblage aussi petit que possible. Le petit circuit imprimé qui sera chargé de cette mission devra placer les capteurs pratiquement contre le coffret pour que l’ensemble avec le protecteur approprié soit aussi compact que possible. (Voir la Fig.30) C’est ce critère de miniaturisation qui a présidé la conception de la minuscule plaquette cuivrée 4. En 1 on voit le trou de passage de l’une des deux vis de liaison sur le coffret du protecteur mécanique. En 2 on reconnait le capteur d’humidité et en 3 celui de la pression atmosphérique. Le module 2 est pratiquement en contact avec la face arrière du coffret.
Complétant les Fig.4 et Fig.5 le schéma de la Fig.31 résume les signaux disponible sur le connecteur HE14 coudé qui sur le dessin est vu de dessus. Les deux petits capteurs seront insérés sur des connecteurs HE14 car ils sont amovibles. On peut à convenance préférer une station météo compacte et « monolithique », ou au contraire préserver le coffret dans un local douillet, et placer les capteurs loin dans la zone intérieure ou extérieure à surveiller. Dans ce cas une longue ligne décrite plus avant sera mise à contribution. Avec les conventions habituelles, la Fig.32 propose le dessin du circuit imprimé à grande échelle. En B le circuit est vu coté composant. Les pistes cuivrées situées sur le

dessous sont vues « par transparence ». En C le module est vu coté pistes cuivrées. Enfin en A le circuit est vu de dessus, avec les deux capteurs insérés sur les supports. Les photographies données ci-dessus complètent la galerie d’images avec en Fig.34 une vue proche de la zone du petit clavier à deux touches. On y voit nettement que le module du capteur d’humidité est très proche du coffret. Sur la Fig.33 la petite plaque qui sert de « vitre » est échancrée pour dégager le trou de passage d’un stylet pour provoquer un RESET de l’extérieur si nécessaire. Par l’orifice RESET du couvercle on aperçoit l’un des petits trous d’aération sur la paroi latérale. Enfin, sur la Fig.35 sont proposées deux vues du petit capot de protection des capteurs qui se fixe sur la face arrière du coffret de la NANO STATION MÉTÉO.

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