L'aspect pratique des plaques d'essai sans soudure est indéniable, mais il faut admettre qu'elles ne sont pas parfaites. Certes, elles ne conviennent pas à tous les types de circuits, mais elles sont moins problématiques que celles à cavaliers. Les personnes négligentes risquent de se retrouver inextricablement empêtrées dans un enchevêtrement de cavaliers et de composants, tandis que les plus méticuleuses passeront plus de temps à ranger ces cavaliers qu'à réaliser un prototype du circuit. Que faire ?
Une solution à ce problème consiste à créer une plaque d'essai sans soudure et sans cavaliers. C'est le principe des « produits de boulangerie » de Kevin Santo Cappuccio. L'idée est d'adapter la plaque d'essai standard afin que la connexion entre n'importe quelle paire de contacts communs et l'alimentation puisse être établie par logiciel. Le secret réside dans la simulation de la matrice de commutateurs CMOS, notamment celle du MT8816AP. Chaque puce comporte 128 commutateurs à points de croisement capables de gérer des tensions jusqu'à ±12 volts ; de nombreux circuits peuvent donc utiliser ces cavaliers programmables en silicium.
[Kevin] La version actuelle est la 0.2. Son format permet de la placer sous une plaque d'essai sans soudure, et son boîtier est compact. Il a expliqué en détail comment connecter les contacts de la plaque d'essai, une opération qui semble fastidieuse : retirer les contacts, découper une petite étiquette au bout de la rainure, puis la plier pour former le circuit imprimé traversant. Cela représente beaucoup de travail ; il doit sûrement exister une solution plus simple. [Kevin] est bien entendu ouvert aux suggestions.
Bien que nous ayons déjà vu des commutateurs à points de croisement utilisés pour améliorer les plaques d'essai sans soudure, nous avons trouvé la simplicité de ce projet très agréable. L'idée de se débarrasser de tous ces montages en cascade est assurément tentante.
C'est vraiment un projet génial. L'ajout ingénieux consiste en de petits écrans de chaque côté qui affichent l'état de la connexion.
À moins que vous ne puissiez pas implémenter un afficheur LED à 7 segments, un moteur de vibration, un accéléromètre, un commutateur DIP ou tout autre composant « amusant et intéressant ».
15 mA (ImaxIO) suffisent pour gérer n'importe quel petit signal ; si vous avez besoin de plus de courant, vous pouvez utiliser un transistor bipolaire ou FET ; après tout, il s'agit toujours d'une plaque d'essai.
Lors du prototypage, j'ai réalisé un circuit imprimé CMS simple face contenant toutes les puces numériques nécessaires et j'y ai intégré des puces CPLD assurant la transmission des signaux. Il me suffisait ensuite de programmer les connexions en VHDL. Ainsi, en cas d'erreur ou de modification nécessaire, une simple modification du code suffit.
Pour un de ces synthétiseurs analogiques où l'on branche tous les câbles, cette idée semble plutôt cool.
Une fois que j'aurai trouvé une plaque d'essai fiable, je n'aurai plus de doutes. Avec les plaques d'essai, il faut *toujours* se demander si le problème vient de votre conception ou de la plaque elle-même.
Pour ne rien arranger, il faut concevoir spécifiquement pour les capacités des plaques d'essai, et les éléments qui doivent réellement être prototypés, comme les régulateurs à découpage, ne fonctionnent pas bien.
Les technologies analogiques et à haute vitesse sont sensibles aux éléments parasites, tandis que les technologies numériques et à basse vitesse ne nécessitent pas d'étage prototype fabriqué à la main, à condition d'être prudent.
Je ne connais rien à tout ça, mais j'ai toujours espéré une telle conversion, et à chaque fois que je me penche sur la question, je constate que ce n'est pas le cas. Même pour des circuits simples, il faut choisir avec soin le commutateur en fonction des besoins. Il faut ensuite accepter un certain degré de comportement indésirable. Ce sont toujours des amplificateurs opérationnels à gain unitaire ou des transistors avec polarisation en tension ou résistance.
Je ne connais pas grand-chose à la technologie sous-jacente. La fiche technique du MT8816 que j'ai trouvée ne contient pas de schéma de câblage. Mais immédiatement (si mon explication est correcte), j'ai constaté que le courant maximal est de 15 mA et que la résistance à l'état passant typique est de 45 ohms à Vdd = 12 V. C'est bien sûr un composant intéressant qui peut servir à de nombreuses applications, mais la mise en garde est très importante. À vrai dire, il est extrêmement puissant. Je ne vois aucun circuit que j'ai réalisé sur une plaque d'essai qui puisse être adapté. D'autant plus que j'ai utilisé la plaque d'essai comme étape intermédiaire avant de souder les composants… Comparé à cet interrupteur, le comportement radicalement différent des fils a rendu tout démarrage impossible.
Si je comprends suffisamment bien le fonctionnement du circuit pour prédire l'impact de cette interconnexion, alors je n'ai tout simplement pas besoin d'une plaque d'essai.
Pour les signaux faibles à faible courant, le circuit devrait se comporter comme un interrupteur idéal. Bien sûr, la résistance à l'état passant variera selon la tension appliquée, mais il faudra de toute façon travailler avec des valeurs de l'ordre du kiloohm ; une marge d'erreur de ±75 ohms dans votre conception est donc négligeable. Autrement, vous risquez de concevoir un circuit irréalisable en raison des tolérances des composants.
Oui, une fois que vous avez ce dispositif, vous pouvez vous lancer dans un projet. Ce projet-ci concerne uniquement les petits signaux sans importance à +/-75 ohms. Mais je n'ai jamais réalisé un tel projet. Je n'arrive même pas à imaginer un projet de cette envergure. Les valeurs numériques sont quasiment les seules à répondre aux critères ; soit il y a tellement de connexions que la plaque d'essai est vraiment insuffisante, soit il y en a si peu qu'il vaut mieux utiliser une pince coupante pour relier les câbles.
En fait, la moitié du code complet permet de placer une fréquence (ou n'importe quel signal) sur la sonde afin que vous puissiez la brancher sur différentes rangées et indiquer à la carte les connexions que vous souhaitez effectuer sans ordinateur.
Une fois les bases fonctionnelles, l'étape suivante consiste à mettre en œuvre les points que vous avez mentionnés. Plusieurs solutions sont possibles. La plus ingénieuse serait d'installer un écran directement sur la plaque d'essai, mais la fabrication d'un écran aussi poreux nécessiterait probablement le niveau de développement de Samsung. Une autre solution serait d'y intégrer un mini-projecteur et une caméra, mais tous les dispositifs que j'ai utilisés jusqu'à présent sont trop lents et problématiques, et l'environnement est tout simplement chaotique.
Ce n'est pas que ces choses soient impossibles, je dois juste trouver un moyen de les faire sans sacrifier l'expérience.
J'aime bien l'idée des sondes. Chaque colonne possède un signal RVB et chaque bande a son propre code couleur. Ce n'est certes pas aussi sophistiqué qu'un rétroprojecteur, mais c'est plus facile à piloter pour les bandes WS281*.
Bien que, d'après mon expérience, ces plaques en plastique transparent standard sans marque soient de piètre qualité, il semble plus simple d'associer le boîtier transparent au clip BB830 qu'à un écran percé. Cela offre davantage de possibilités pour le placement des LED. Placer les LED au-dessus et en dessous du circuit imprimé n'est pas une mauvaise idée (même si le rail d'alimentation gêne un peu).
J'aime beaucoup cette idée et je dois étudier attentivement la puce. Je cherchais quelque chose de similaire, mais uniquement en termes de nombres. Chaque broche devrait avoir une résistance programmable, une résistance programmable par rapport à la masse, une entrée, une sortie et un état haute impédance (trois états). Le tout serait géré par un registre à décalage, donc programmable par logiciel. Mais jusqu'à présent, je n'ai trouvé aucun FPGA/CPLD adapté. Pour une plaque d'essai, le système devrait couvrir au moins 60 broches (30 + 30). Comme il est entièrement basé sur des registres à décalage, il est facilement extensible. Et tout est contrôlé par logiciel.
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Date de publication : 19 novembre 2021