Fabrication du hardware

Pour piloter le port HUB75 des dalles LED nous allons devoir créer un PCB ( une carte électronique ) permettant l’assemblage des composants. La encore il s’agit d’un prototype , il faut essayer de prévoir un maximum de choses que nous retirerons peut-être par la suite si un produit en découle. Il faut également prendre en compte qu’un prototype n’est jamais parfait , il y aura probablement des erreurs a corriger par la suite.

J’aurai pu me contenter d’une carte prototype type « Arduino » , mais je préfère une carte réellement adaptée a mon besoin d’autant que je vais en profiter pour vous montrer les étapes qui vont nous amener vers un produit fini.

Voici le schéma que j’ai dessiné:

J’ai choisi d’utiliser un SAMD21J18 comme microcontrôleur. Ce circuit fonctionne en 3V3, il est assez rapide pour piloter de façon convenable une dalle LED P4 de 64x32x3. Puisqu’il fonctionne en 3V3 il va nous faloir un régulateur 3v3 pour l’alimenter. Un régulateur de tension linéaire NCP1117 3v3 suffira sans problème c’est U2 sur notre schéma. Ces entrées sorties seront également en 3v3 ( puisque c’est sa tension d’alimentation ) et ça nous pose un autre problème. Le port HUB75 est lui un port 5V , nous allons donc devoir convertir les données 3v3 en données 5V. Pour faire cette opération nous allons mettre en place un Buffer 74ABT16244 (IC1). Ce composant accepte les entrées basse tension et les convertira en sortie en 0 – 5 v pour notre HUB75.

Je prévois également plusieurs port HUB75 au cas ou je voudrais faire des essais avec plusieurs dalles LED ( J13,J14,J15,J16). J’installe aussi un port d’adressage ( J11 ) sur 20 bit ce qui nous permettra d’identifier les contrôleurs de dalles si nous décidons par la suite faire passer les données sur un seul bus serie via un ordinateur par exemple.

En parlant de port série j’en sors 6 ( J2, J3, J4, J5, J6, J7) je prévois également un régulateur 5v si la car avait besoin d’alimenter la carte en une tension supérieur a 5V le buffer (>IC1) ne le supporterait pas. Je prévois de pouvoir le court-circuiter si il n’était pas monté par la suite et la carte alimenté en 5 v. J’insère également un port USB et quelques LED pour la présence de tension .

Il ne faut pas oublier le Port de programmation pour le SAMD21J18 (j12), pour info in est documenté dans la documentation du SAM.

Le schéma a été réalisé sous Kicad je vais maintenant la router .

Le PCB

J’ai utilisé 4 couches afin de limiter la taille de cette carte Electronique elle aura en interne un plan de masse et un plan de + ce qui va l’aider a s’immuniser contre les parasites exterieurs. Pour finir elle ne fera que 73 mm par 60 mm , c’est assez réduit pour un prototype.

Voici une vue 3D :

Il manque quelques connecteurs car Kicad n’a pas toujours les vues 3D de tous les éléments mais bon , on ne va pas se plaindre il est totalement gratuit.

Je vous retrouve pour la suite , l’assemblage et la mise en route de notre carte.

Sylvain Altmayer