Conception de cartes Electroniques Module ES106, SPE3 mars. 2005 Jean-Yves CADOREL (PAST)

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  • Conception de cartes Electroniques Module ES106, SPE3 mars. 2005 Jean-Yves CADOREL (PAST)
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  • 2 JY CADOREL 2005 Conception dun minuteur pour camions frigorifiques Contraintes mcaniques et thermiques (encombrement, rsistance au choc, gamme temprature, humidit) Respect des performances (choix convertisseurs, amplis, contrleur, DSP, FPGA) Respect des cots de fabrication (Le choix composant idal peut tre beaucoup trop cher!!!, attention aux quantits) Technologies mises en uvre (Types de composants, type de circuits imprims) Normes respecter (CEM, basse tension, ATEX, Radio)
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  • 3 JY CADOREL 2005 C. ALAYRAC, Conception de cartes Etude et dveloppement depuis la STB jusquau produit industriel VALIDER la STB et le CdC* ) !!! Dterminer les contraintes dimensionnant le systme (Consommation, autonomie, poids, performance, tenue en temprature) Diviser le systme en sous blocs indpendants (botier, alimentation, affichage, module dacquisition) *) STB: Spcification Technique de Besoin CdC: Cahier des Charges
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  • 4 JY CADOREL 2005 Conception dun minuteur pour camions frigorifiques Synoptique fonctionnel Alimentation temporisation Commande organe de puissance Commutation puissance IHM
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  • 5 JY CADOREL 2005 Conception dun minuteur pour camions frigorifiques Cahier des charges minimal Alimentation sur batterie 12V 48V, Sur activation dun entre de type T out O u R ien, commuter la puissance pendant une dure de 30 90 secondes (rglable en usine) Puissance commute la charge : 30W 50W suivant tension batterie. Prix de revient(carte quipe et teste) de 7 unitaire par quantits de 100. Autres : SDU.
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  • 6 JY CADOREL 2005 Conception dun minuteur pour camions frigorifiques Quelles solutions pour raliser la fonction de temporisation ? Temporisation ?? Sur activation dun entre de type T out O u R ien, commuter la puissance pendant une dure de 30 90 secondes (rglable en usine)
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  • 7 JY CADOREL 2005 Conception dun minuteur pour camions frigorifiques 2 types de solutions : temporisation analogique ou numrique. Temporisation ??
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  • 8 JY CADOREL 2005 Conception dun minuteur pour camions frigorifiques Exemple de temporisation analogique : le 555 ( Timer apparu en 1971) l'quivalent de 20 transistors, 15 rsistances, et 2 diodes. multivibrateur monostable t= 1.1x RC. RPotentiomtre 470 K + bouton R1Rsistance 10 K R2Rsistance 22 K CCondensateur chimique 100 uF C110 nF D1Diode 1N4007 T1Transistor 2N2222 IC1NE 555 + support DIP 8 broches BPBouton poussoir N.O. RelaisRelais bobine 6 12 Vcc selon alimentation
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  • 9 JY CADOREL 2005 Conception dun minuteur pour camions frigorifiques Exemple de temporisation numrique : PIC10F
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  • 10 JY CADOREL 2005 Conception dun minuteur pour camions frigorifiques Quels critres pour faire le choix ? Le prix Lencombrement La fiabilit La prennit Les contraintes de mises en uvre etc..
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  • 11 JY CADOREL 2005 Conception dun minuteur pour camions frigorifiques NE 555 PIC 10F Le prix 0.18$0.55$ gamme TC -40C to +85C Lencombrement 8L SOIC NARROWSOT-23 6 broches La fiabilit ??? La prennit Multi source depuis 30 ans Mono source La mise en oeuvre ajustement des valeurs de composants en fonction de la prcision souhaite (laser) Ncessit de programmer le composant (in situ)
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  • 12 JY CADOREL 2005 Avantage NE 555 ? Il faut tenir compte de tous les composants ncessaire la temporisation ! Aucun pour le PIC (oscillateur interne) Un circuit RC pour le NE555
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  • 13 JY CADOREL 2005 NE555: slection R et C Pour 10 100s on est la limite du raisonnable avec 1 seul 555. R ~ 10 47 M C ~ 47 100 F
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  • 14 JY CADOREL 2005 Les Diffrents types de rsistances (Rappels)
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  • 15 JY CADOREL 2005 Rsistance fixe couche carbone Rsistance fixe couche mtallique Rsistances pour montage en surface Les rsistances CMS reprsentent + de 70% des units vendues
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  • 16 JY CADOREL 2005 Les choix logiques Quels critres pour faire le choix ? Rsistances standard: CMS (en mtal vitrifi) Puissance : CMS jusqu 3W, piquer au del. Prcision : CMS (film mtal ) 0.1% 25ppm/C, et rsistance bobine piquer pour la puissance Mise au mme potentiel : viter les rsistances CMS (tension de claquage dans l air 1KV/mm).
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  • 17 JY CADOREL 2005 Paramtres constructeurs : exemple fin de gamme 10M Pour celles-ci le prix unitaire (par 100 chez farnell) ~ 0.4$ !! Prix farnell pour rsistances 0805~0.04$
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  • 18 JY CADOREL 2005 Choix des condensateurs => cramiques ou tantales ( cf recueils de fiabilit) CONDENSATEUR cramique 47UF 6.3V CMS 47UF 6.3V; Capacit:47F; Conforme RoHS: Tension CC:6.3V dc; ; Dilectrique:X5R; T CONDENSATEUR tantale prix : 0.4$ en 4v le double en 10V Capacit:47F; Conforme RoHS Tension CC:4V; 0.8$
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  • 19 JY CADOREL 2005 Conception dun minuteur pour camions frigorifiques NE 555 PIC 10F CI 0.18$0.55$ R 0.4$ 0 C 0.8$ 0 Total ~1.4$0.55$
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  • 20 JY CADOREL 2005 Etage de commande de la puissance. bipolaire sot23 MMUN2213LT1 Conforme RoHSTransistor type:Small Signal Digital; Polarit transistor:NPNTension, Vceo:50VPtot:0.2W Courant, Ic (hfe):5mA Ic maxi permanent a:100mA; prix : 0;05$ Mosfet : BSS138N -> 0.1$ Conforme RoHSPolarit transistor:Canal N Tension Vds maxi:60V; Courant, Id cont.:0.23A; Courant, Idm impul.:0.92A; Power, Pd:0.36W; Rsistance, Rds on:3.5Ohm;
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  • 21 JY CADOREL 2005 RELAIS CI SPCO 6VCC; Conforme RoHS:AC; Configuration contact:1RT; Tension, bobine CC, nom:6V; Courant, Commutation maxi:10A; Tension, contact c.c. maxi:100V; Courant, contact, DC maxi:10A; Puissance, bobine DC:360mW; Rsistance, bobine:100Ohm; Temprature de fonctionnement mini:-40C 0,72 COMMUTATION PUISSANCE: Les RELAIS
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  • 22 JY CADOREL 2005 MOSFET: Conforme RoHS:NON; Tension Vds maxi:60V; Courant, Id cont.:1.2A; courant, Idm impul.:4.8A; Power, Pd:0.8W; Rds on:0.3Ohm; botier: SOT-223; BIPOLAIRE Conforme RoHS:NON Tension, Vceo:60V; Ptot:3W; hfe, mini:100; Vcbo:150V;Courant, Ic (hfe):2A; COMMUTATION PUISSANCE: Transistors BIPOLAIRES et MOSFETS ~1$
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  • 23 JY CADOREL 2005 Et la fiabilit ? -La connectique ? -Le temps de pose ? -Les normes ( RoHS ?)
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  • 24 JY CADOREL 2005 Description : BORNIER CI 3P; Conforme RoHS:NON; Nombre de ples:3; Nombre de voies:3; Tension CA:250V; Courant:13A; Taille de fil, mm2 maxi:1.5mm; Pas:5mm; Approbation:UL, CSA, SEV; Couleur:Gris Clair; Diamtre, broche:0.9mm; Diamtre, trou du circuit imprim:1.3mm; Description : CONTACT MALE PQ25; Conforme RoHS:AC; Taille de fil, mm2 mini:0.2mm; Taille de fil, mm2 maxi:0.51mm; Numro AWG mini:24AWG; Numro AWG maxi:20AWG; Courant, DC maxi:5A; Diamtre, cble, mini:0.5mm; Diamtre, cble, maxi:0.8mm; Approbation:UL94V-0; Inflammabilit:UL94V-0; Matire, contact:Cuivre au cadmium; Revtement, contact:Nickel plaqu or 0,25$ 0,5$