Chaîne numérique de conception et de prototypage de cartes électroniques

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1 Chaîne numérique de conception et de prototypage de cartes électroniques L ambition du projet Le département Génie Electrique se doit d offrir aux étudiants une formation de qualité en parfaite adéquation avec le développement industriel. Il convient donc de proposer des méthodes nouvelles qui s intègrent facilement dans une formation pluridisciplinaire exigeante. De ce fait, la solution envisagée ici s oriente vers des technologies numériques performantes qui s intègrent sans difficulté dans la formation des ingénieurs du département de Génie Electrique de l INSA de Lyon. Concrètement, l ambition de ce projet est de créer un espace de travail dans un nouvel atelier afin d apporter une formation nouvelle, complémentaire et indispensable à l ensemble des élèves ingénieurs du génie électrique. Avec le déploiement des TP accessibles à distance et la gestion des projets de recherche, ils possèderont alors les connaissances nécessaires à la maitrise d une chaine complète de conception et prototypage de cartes électroniques du cahier des charges au produit fini. La dimension du projet Afin de mettre en place un véritable atelier de fabrication professionnel de cartes électroniques, il convient de réaliser 8 postes de travail autonomes et complémentaires. Il sera également possible d'accueillir plusieurs groupes en parallèle. Chaque poste intègre des outils numériques indispensables pour l étude, l analyse, la conception, l assurance qualité et la conformité du produit final. L intitulé de chaque poste Poste 01 - Études préliminaires de fabrication Poste 02 - Création des schémas électroniques en CAO : Conception du Netlist Poste 03 - Simulation électronique avant la validation des solutions de fabrication Poste 04 - Réalisation des circuits imprimés en CAO : Conception PCB Poste 05 - Fabrication numérique des circuits imprimés : MOCN 3 axes Poste 06 - Implantation des composants, connecteurs, câblage et liaison filaire Poste 07 - Programmation du microcontrôleur Poste 08 - Contrôle qualité, certification de conformité, validation par banc test

2 Représentation Poste 01 Etudes préliminaires de fabrication Poste 02 Création des schémas électroniques en CAO : Conception du Netlist Poste 03 Simulation et validation des schémas électroniques Poste 04 Réalisation des circuits imprimés en CAO : Conception PCB Poste 05 Fabrication numérique des circuits imprimés : MOCN 3 axes Poste 06 Implantation des composants, connecteurs, câblage et liaison filaire Poste 07 Programmation du microcontrôleur Poste 08 Contrôle, certification de conformité et validation par banc test

3 Poste 01 - Études préliminaires de fabrication PC type bureautique Logiciel MS PROJECT Analyse des performances, des quantités, des normes (électriques, climatiques, mécaniques et environnementales...) Intégration mécatronique (design, encombrement, fixations, câblage, connectique...) Optimisation des choix des technologies intégrées dans les méthodes de fabrications. Planification et pilotage des différents postes de productions Gestion des ressources humaines, matérielles et financières Analyse et communication des informations, traçabilité et contrôle qualité

4 Poste 02 - Création des schémas électroniques en CAO : Conception du Netlist PC station de travail doubles écrans Progiciel Labcenter Electronics ISIS Schematic Capture Éditeur des schémas électriques. Simuler les schémas pour permettre de déceler certaines erreurs dès l'étape de conception. Importation et exportation multi format des nouveaux composants. Création de nouvelles librairies.

5 Poste 03 - Simulation électronique avant la validation des solutions de fabrication PC station de travail doubles écrans Progiciel Labcenter Electronics Proteus VSM for PIC Bundle (8/16 Bit) Simulation analogique, numérique jusqu au code de microcontrôleur et processeur Modélisation Virtuelle du Système Bibliothèque de nombreux instruments virtuels : Oscilloscope, analyseur logique, générateur de fonctions, générateur de trames, compteurs-timer, terminaux virtuels, voltmètres et ampèremètres, etc. Améliorer l efficience, la qualité et la flexibilité du processus de conception

6 Poste 04 - Réalisation des circuits imprimés en CAO : Conception PCB PC station de travail double écrans Progiciel Labcenter Electronics ARES PCB Layout Software Gestion évoluée du chevelu et de la netlist Placement des composants automatiquement Routage des pistes manuel et automatiquement Algorithmes de routage adaptatif Générateur des plans de masse Éditeur d empreintes physique Intégration mécatronique Noyau de visualisation 3D

7 Poste 05 Fabrication numérique des circuits imprimés : MOCN 3 axes PC station de travail doubles écrans Machine-outil TECHNODRILL 2 de la société C.I.F Logiciel intégré de CAO-FAO-CNC pour Windows : GALAAD 3 Machine à graver de précision 0,1mm de type classe 5 Repositionnement automatique par caméra Compatible avec tous les types de fichiers HPGL, ISO, EXCELLON, GERBER, GCODE, DXF, Guidage très précis des axes. Pilotage en micro-pas (évite les résonances mécaniques) Mode simulation avant la réalisation.

8 Poste 06 Implantation des composants, connecteurs, câblage et liaison filaire Multimètre et alimentation continue Poste de soudage Tester une carte électronique dans des conditions réelles d utilisation Poste 07 Programmation du microcontrôleur PC type bureautique Logiciel de programmation MPLAB X Integrated Development Environment (IDE) (gratuit) Logiciel de programmation MPLAB XC8 PRO compiler Editeur de texte interactif Compilateur Assembleur et C Simulateur Debugger

9 Poste 08 Contrôle qualité, certification de conformité, validation par banc test PC station de travail doubles écrans Logiciel de programmation NI LabVIEW system design software édition professionnelle Acquisition de données et du traitement pour le test et la validation Virtualisation des équipements de mesures et de contrôles Résultats représentés sous forme de modules graphiques et de graphes Conclusion Ce projet réunit tous les outils indispensables pour mettre en place et offrir au département Génie Electrique un atelier professionnel de fabrication de cartes électroniques. Avec ses multiples applications, il apporte un complément indispensable à la formation des étudiants du Génie Electrique. La maîtrise de cet outil leur permet de posséder une qualification reconnue et indispensable pour se présenter dans le monde de l industrie.

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