Tests unitaires en C++

Monsieur Jourdain: Adieu Sganarelle, quoi de prévu pour aujourd’hui?

Sganarelle: Les tests unitaires.

Monsieur Jourdain: Ah… Mais vous êtes au courant que même si l’on sait que c’est bien, on n’aime pas faire ça…

Sganarelle: Ouais, mais là j’ai un argument choc: le développement sur microcontrôleurs!

Monsieur Jourdain: …

Ça annonce du lourd, n’est-ce pas?

J’ai eu très récemment besoin d’écrire une classe de pilotage de moteur pas à pas pour un microcontrôleur type Arduino (Teensy pour être exact, mais là n’est pas la question).

La classe en question doit gérer l’accélération et décélération du moteur en début et fin de mouvement.

Vous allez me dire, il existe déjà des bibliothèques pour ça. Hé bien oui, mais vous commencez à me connaitre, et j’étais très curieux de développer mon propre contrôleur de moteur. C’était d’ailleurs très instructif de se replonger dans les maths de terminale S pour calculer tout ce bordel; notamment réapprendre la notion d’intégrale pour calculer la distance parcourue pendant la durée du mouvement, avec une accélération et décélération constantes en début et fin de mouvement.

J’en ai aussi profité pour découvrir des outils mathématiques en ligne extrêmement pratiques, comme Desmos ça, c’est la courbe de vitesse par rapport au temps

En résumé, j’ai dû écrire une série de fonctions de calcul purement mathématiques pour calculer la durée d’accélération, le nombre de pas selon l’accélération et la vitesse max, ce genre de trucs.

J’aurais pu y aller empiriquement, et débugger avec des traces dans la console Arduino, à base de Serial.println(), mais franchement… franchement… C’est super relou de débugger sur ce genre de plateforme…

Alors dans un premier temps, j’ai écrit ces fonctions en Python (oui, je m’y suis mis et je kiffe pas mal), et comme Python dispose en standard d’un environnement de tests unitaires, c’était cool.

Puis, une fois mes fonctions validées en Python, je les ai transposées en C++ dans une classe statique. Mais là, c’est méga chiant, parce que les langages sont quand même très différents :/

J’ai cherché un environnement de tests unitaires en C++ (j’en avais de mauvais souvenirs en termes de dépendance, et c’est essentiellement pour ça que je suis passé par Python). Et j’ai trouvé la perle: Catch

C’est HYPER simple à mettre en place. Aucun héritage, ni nommage conventionnel à faire. Juste UN fichier d’en-tête à inclure, et une syntaxe à la cool pour écrire les tests 🙂

Imaginons que j’aie à tester une classe qui permet d’effectuer des opérations très complexes, telles qu’ajouter deux nombres, calculer une puissance ou pire, diviser deux nombres (float).

Pour info, REQUIRE arrête l’exécution des tests en cas d’erreur, alors que CHECK indique l’erreur et continue avec les autres tests. Pour plus de détails (notamment sur l’approximation des nombres à virgule flottante), voir la documentation officielle.

Et qu’est-ce qu’il dit?

[Tuto FlatCAM] Fabrication d’un circuit imprimé: du fichier Gerber au fraisage

Voici l’article qui boucle la boucle, et que je voulais écrire depuis longtemps! Nous allons fabriquer le circuit imprimé dessiné sous KiCAD lors des dernières sessions.

Voici les étapes qui vont nous mener à un circuit opérationnel:

  1. Export du circuit au format Gerber (isolation, perçage et découpe)
  2. Importation des fichiers Gerber dans FlatCAM
  3. Traitement dans FlatCAM (miroir, manipulation de géométrie et export en G-Code)
  4. Ouverture des fichiers G-Code dans bCNC, mise à zéro, mise à niveau automatique.(Hum, désolé, ça c’est pour plus tard)
  5. Usinage

1. Export au format Gerber depuis KiCAD

Nous partirons de ce schéma:

Le format Gerber est le standard utilisé dans la production de circuits imprimés. Il contient la description des pistes, des textes, des perçages, et toutes les informations nécessaires à la fabrication du circuit.

Pour notre projet, nous allons exporter 3 fichier Gerber:

  • Contour des pistes
  • Perçages
  • Contour du circuit (pour la découpe)

Cliquons sur le bouton

Comme je disais, nous n’exporterons que les pistes de la couche de cuivre (rouge, F.Cu) et les découpes (jaune, Edge.Cuts).

En haut, choisissons le répertoire de sortie, relatif au projet KiCAD (ici, gerber/), et cliquons sur le bouton [Plot] en bas de la fenêtre. Normalement, KiCAD nous a généré deux fichiers d’extension gbr.

Il ne nous reste plus que le fichier de perçage. Cliquons sur le bouton [Generate Drill File].

On va choisir le format Gerber, et les millimètres comme unité. Attention, ne pas cocher [Mirror Y Axis] !

Une fois que tout est prêt, cliquer sur [Drill File]

KiCAD a généré un fichier .drl dans notre répertoire, et c’est tout ce qu’il nous manquait! Nous pouvons passer à l’étape suivante 🙂

2. Import des fichiers Gerber dans FlatCAM

Si vous ne connaissez pas encore FlatCAM, c’est le bon moment! C’est un programme très puissant, même s’il est parfois un peu buggé lorsqu’il s’agit de manipuler les géométries. Mais pas de panique, je vais vous expliquer.

FlatCAM, brut de décoffrage

Nous allons importer nos trois fichiers (deux gbr et un drl):

  • File>Open Gerber, et sélectionner les deux fichiers gbr.
  • File>Open Excellon, et sélectionner le fichier drl.

Et voici où nous en sommes:

Ok donc là, FlatCAM affiche nos fichiers Gerber. Nous allons maintenant les manipuler pour pouvoir générer du G-Code (oui, c’est le but, faut pas l’oublier)

La première chose à faire, c’est de tout retourner, car le circuit sera gravé par en-dessous. FlatCAM a une fonction pour ça, qui s’appelle mirror. Alors nous allons déjà renommer les 3 fichiers dans FlatCAM, et vous comprendrez pourquoi.

Double-cliquons sur le 1er fichier, et changeons son nom par quelque chose de plus court, comme cuivre par exemple. Pareil pour les deux autres (decoupe, percage).

Si j’ai voulu donner des noms plus courts aux fichiers gerber, c’est parce que nous allons devoir effectuer une symétrie (miroir selon l’axe Y). Bah oui, nous devons graver le circuit à l’envers…

Pour appliquer la symétrie à nos 3 fichiers, malheureusement, pas de solution « cliquer ici ». Nous allons utiliser la console de FlatCAM. Si elle n’est pas déjà visible en bas de l’écran, aller dans le menu Tool>Command Line.

Il y a une tapée de commandes disponibles (help pour avoir la liste).

Nous allons symétriser nos 3 fichiers gerber avec la commande suivante:

Ok, on a symétrisé nos objets, mais vous avez vu où ils sont maintenant?? On va repositionner tout ça aux alentours de (0,0) pour une question de… maniaquerie. Et de volonté de ne pas péter les outils au moment de l’usinage avec un retour à (0,0) aléatoire. Allez, +146 en X, et +108 en Y:

Il ne se passe rien? cliquons sur le bouton [Replot] de la barre d’outils, et FlatCAM va redessiner l’affichage. Je parlais de bugs, c’en est un.

2.1 Génération de G-Code pour la gravure d’isolation

Superbe! Nous n’avons maintenant plus qu’à générer le G-Code pour fabriquer notre circuit imprimé.

Double cliquons sur l’objet cuivre dans la liste de gauche.

Les détails s’affichent.

Je ne vais malheureusement pas tout détailler car je suis une grosse feignasse. Les blocs qui nous intéresseront sont essentiellement Isolation Routing et Board Cutout.

Dans notre cas précis, nous allons ignorer Board Cutout, car nous avons une découpe assez tarabiscotée pour ce circuit. Mais sachez que cette commande permet de générer un tracé de découpe rectangulaire autour du circuit. C’est souvent suffisant.

Nous devons définir le diamètre de notre outil (ici, c’est une pointe de 0.4mm), et le nombre de passes d’isolation (en général je laisse une seule passe).

Une fois ces paramètres définis, cliquons sur [Generate Geometry] (le premier bouton, en bas du bloc Isolation Routing. Vous allez voir les pistes s’entourer de lignes rouges, éloignées de 0.2mm (le rayon de notre outil).

Retournons dans l’onglet Project. FlatCAM a créé un nouvel objet, cuivre_iso. Dans la terminologie de FlatCAM, c’est un objet de type géométrie. Il contient les lignes rouges en question.

Vous voyez le panneau de détails? On se rapproche du G-Code 🙂

Il faut indiquer la profondeur de gravure (Cut Z), la hauteur lors des déplacements rapides (Travel Z), la vitesse d’avance pour la gravure (Feed rate), et le diamètre de l’outil (Tool Dia.) On clique sur [Generate], et hop! Apparaissent des lignes bleues, qui représentent les traces réelles de l’outil.

Retournons sur l’onglet Project, et ô surprise, FlatCAM nous a généré un objet de type cnc : cuivre_iso_cnc.

On arrive au bout!

S’il n’y a rien à ajouter au début ou à la fin du fichier G-Code, il n’y a plus qu’à cliquer sur [Export G-Code], en bas, et enregistrer le fichier où bon vous semble.

2.2 Génération de G-Code pour le perçage

Wouuuhou! Bon, d’accord ça a l’air un peu long comme ça, mais c’était décrit en profondeur.

Passons au perçage. Z’allez voir, c’est plus rapide. On va revenir sur l’onglet Projet, et double cliquer sur notre objet percage.

FlatCAM nous affiche la liste des différents diamètres de trous utilisés dans le circuit (0.8mm, 1.0mm et 1.32mm).

Si vous vous en foutez et que pour vous, un trou c’est un trou, avec une taille unique, laissez les 3 lignes sélectionnées. Sinon, si vous voulez distinguer les diamètres et changer d’outil entre chaque série de perçage, il faudra sélectionner successivement les 3 lignes, et générer 3 objets cnc.

Pour la démo, on ne va pas se casser la nénette (oui, je suis toujours aussi peu courageux), et générer un seul objet cnc. Donc laissons les 3 tailles d’outils sélectionnées. Ajustons la profondeur de perçage (Cut Z, la hauteur pour les déplacements rapides (Travel Z) et la vitesse d’avance verticale (Feed rate), puis cliquons sur [Generate].

J’ai spoilé, je suis désolé. FlatCAM a généré un nouvel objet cnc: percage_cnc.

Et c’est kiki va générer un G-Code pour le perçage?

2.3 Une découpe un poil compliquée – manipulation de géométrie

Alors bon, cette partie, c’est seulement si on veut une découpe un peu tordue, comme celle de mon exemple. Sinon, passez votre chemin.

Parmi les fichiers Gerber, il y en a un qui s’appelle decoupe. Sélectionnons-le.

Disons qu’on veut l’attaquer avec une fraise de 1.5mm. On va précéder exactement comme pour générer la géométrie de l’isolation des pistes, sauf que le diamètre de l’outil sera de 1.5mm

J’avais prévenu que ce serait la merde… FlatCAM génère deux lignes: une à l’extérieur, et une à l’intérieur. Nous devons nous débarrasser de cette dernière.

Il faut pour cela sélectionner l’objet Géométrie créé (dans notre cas, decoupe_iso), et passer en mode Edit Geometry avec le bouton . Les lignes rouges changent alors de couleur.

Le but de la manœuvre, c’est de dessiner un polygone entre les deux lignes rouges, et d’effectuer une union booléenne entre les 2 lignes rouges d’origine et ce polygone, pour ne conserver que l’extérieur. Oui, c’est un peu lourdingue, mais c’est la seule façon que j’ai trouvée pour arriver à mes fins. Si vous en avez une autre, je suis preneur!

Donc, une fois en édition de géométrie, cliquons sur le bouton . Il s’agit ensuite de dessiner notre polygone entre les deux lignes de contour. Pour terminer le polygone, taper [Espace].

Une fois le polygone terminé, cliquer sur le bouton pour rafraîchir la géométrie et quitter le mode édition. Mais pas de panique, on y retourne tout de suite.

Allez! Rebelote :

La manip qui va suivre est un peu délicate pour cause de petit bug de sélection. On va zoomer à mort dans un coin de notre circuit, et cliquer sur le polygone que nous avons tracé précédemment. Il doit devenir noir.

Ensuite, appuyer sur Ctrl et cliquer sur le contour restant. Le reste devient noir.

Cliquer ensuite sur le bouton Polygon Union :

Les deux lignes intérieures devient rouges.

Valider en cliquant sur .

Notre géométrie est maintenant correcte!

Encore une étape et nous pourrons sauter au point 2.1 pour la génération du G-Code… Il faut créer des petits points d’attache (tenons, ou tabs en anglais), sinon notre circuit va voler à la fin de la découpe.

L’article est long hein… Je suis éreinté. Je voulais enchaîner sur bCNC mais je le ferai dans un prochain article.

Allez, on y va pour les tenons, dedieu dedieu!

Pour créer des tenons, il faut modifier encore un peu la géométrie précédente, en coupant la ligne à deux endroits.

Nous allons de nouveau éditer la géométrie decoupe_iso, et dessiner deux rectangles de 5mm sur la ligne, un en haut et un en bas.

On va revalider en cliquant sur le bouton OK en haut, puis retourner en mode édition. Maintenant, on va sélectionner le tracé du contour, puis le rectangle avec Ctrl. Les deux sont noirs? Ok. Allons dans le menu Drawing>Cut Path. Boum. FlatCAM a coupé notre contour. Il n’y a plus qu’à sélectionner le rectangle et l’effacer (touche – du clavier). Et pareil pour le tenon du bas.

Il suffit maintenant de refaire le point 2.1, en ajustant le diamètre d’outil, la profondeur, et en cochant éventuellement la case Multi Depth pour faire plusieurs passes de découpe (dans ce cas, indiquer la profondeur de chaque passe juste en-dessous).

Ouf! On a enfin fini!

Nous avons donc maintenant nos trois fichiers G-Code (gravure, perçage et découpe), et il n’y a plus qu’à les envoyer dans la machine avec bCNC. Mais ça, c’est pour un prochain article, parce que là, cet article est déjà trèèèès long et je suis au bout de mes forces 😀

[Tuto KiCad] Concevoir un circuit imprimé partie 2: le circuit imprimé

Vous avez aimé le premier article sur KiCAD? vous n’avez plus rien mangé ni bu en attendant la suite? Hé bien faites-vous un gros sandwich avec une bonne bière, car la voici!

Alors avant de commencer, je souhaite me dédouaner d’une chose. Dans le premier tuto, je vous ai présenté les fonctions de base de KiCad en construisant un schéma sans queue ni tête. Dans cette seconde partie, nous n’utiliserons pas le schéma présenté précédemment, mais un vrai schéma pour un vrai projet. C’est plus concret, et surtout, je ne travaillerai pas pour rien, hé hé 🙂

Alors voilà, nous allons partir sur un petit circuit pas méchant. L’idée, c’est de faire un mini shield pour une Arduino Uno, qui va générer un signal sinusoïdal grâce à un DAC (MCP4921). Le DAC pilote un MOSFET pour alimenter une LED de puissance.

Voici le schéma KiCad :

Assigner des empreintes aux composants

Le schéma reste un schéma, et ne reflète pas forcément la réalité physique des composants. D’ailleurs, un même composant peut se présenter sous différentes formes. Typiquement, il peut y avoir une version montée en surface (SMD, ou CMS en français) et une version traversante.

Et malheureusement, KiCad ne peut pas savoir quelle version de chaque composant nous voulons implanter sur notre circuit.

Par conséquent, à chaque composant, nous allons devoir associer une empreinte (c’est à dire une forme physique du composant). Et ce sont ces empreinte que nous allons par la suite positionner sur notre circuit imprimé.

Pour associer une empreinte à un composant du schéma, placez la souris au dessus du composant (ici le MOSFET) et appuyez sur F (comme Footprint).

En appuyant sur le bouton [Sélection], une fenêtre s’ouvre, et nous affiche une méga liste vraiment mal foutue, parce qu’on ne peut pas faire de recherche dedans. Il faut savoir ce qu’on veut. A gauche, on a les grandes familles de composants (résistances, transistors, connecteurs…), éventuellement sous-catégorisés en SMD (Surface Mount Device) et THT (Through Hole Technology). En cliquant sur une famille, on a à droite sa liste d’empreintes de composants.

Dans notre cas, nous allons implanter un MOSFET au format TO-220. Je ne croyais pas dire des choses pareilles en public un jour, mais je réalise que parler de boîtiers TO-220, ça doit quand même faire une sacrée impression dans les dîners mondains.

Pour le DAC, c’est un Housings_DIP:DIP-8_W7.62mm.

Et pour les connecteurs, j’ai pris des Connect:AK300-2 pour les gros (entraxe de 5mm) Pin_Headers:Pin_Header_Straight_1x02_Pitch2.54mm pour les petits.

Ok, donc tous nos composants sont maintenant associés à une empreinte, alors passons à la suite!

Ah il faudra quand même que je vous montre comment créer une empreinte de composant, si jamais vous avez besoin de quelque chose qui n’existe pas dans la librairie standard. C’est important de savoir faire, et vous verrez c’est vraiment facile. Je ferai une aparté à la fin de l’article à ce sujet.

Donc!

Sur la barre d’outils de KiCad, en haut, il y a un bouton [NET]. Cette fonction va nous permettre de générer la netlist, qui est en fait un fichier texte récapitulant toutes les connexions entre les composants. C’est le maillage de notre circuit.

Cliquez sur [Générer], et KiCad va nous proposer d’enregistrer un fichier nom_du_projet.net dans le répertoire du projet. Parfait. Une fenêtre devrait apparaitre.

En fait, KiCad nous explique que chaque composant doit être annoté (par exemple, les résistances doivent être nommées R1, R2, R3…). Alors là, en général je m’en contrefous et je clique sur [Numérotation]. Je fais en général de petits circuits et je sais ce que je vais mettre dessus, et où.

Hop! Notre fichier .net est créé et nous allons pouvoir passer à la vue de conception de circuit imprimé. Pour cela, cliquer sur . Ce bouton est à droite de la barre d’outils.

La fenêtre PcbNew d’ouvre, avec un fond noir, encadré de rouge. Vide. Ah. T’inquiète, c’est normal. Nous allons importer notre netlist, et tout va se charger correctement: clic sur le bouton [NET] dans la barre d’outils, puis [Read Current Netlist]. L’opération peut prendre quelques secondes, et une fois terminée, nous pouvons fermer cette fenêtre.

Positionner les composants

Tout est bien là, mais VRAIMENT en vrac. On va réarranger un peu tout ce bazar avec les touche M et R (déplacer et pivoter, comme lors de la conception du schéma).

On y voit un peu plus clair!

Comme il s’agit d’un shield pour une Arduino Uno, il va falloir être précis au niveau des 4 connecteurs du haut et des deux du bas. L’espacement vertical doit être de 1.9 pouce.

Soit on la joue naïve (en regardant les coordonnées en bas), soit on utilise la grille comme il faut pour un placement efficace. Allez, je choisis pour vous: réponse 2.

La grille est un outil super puissant, pour peu qu’on sache l’exploiter. Nous allons définir une grille personnalisée, avec comme pas vertical 1.9 pouce, et comme pas horizontal 0.1 pouce (2.54mm) (on s’occupera de l’horizontal juste après).

Dans le menu Dimensions>Grid, entrons les deux pas (attention, selon votre configuration régionale, il faut peut être utiliser une virgule à la place du point. J’ai ce problème).

Une fois la grille validée, cliquons sur le bouton tout en bas de la barre d’outils de droite:

Il va nous permettre fixer l’origine de la grille. Nous allons poser cette origine sur la pin SCK du connecteur du haut. C’est la pin 13 de notre Arduino.

Ensuite, activons notre grille personnalisée avec clic droit>Grid select>User Grid.

On peut voir que la partie basse descend un peu trop bas… On va déplacer notre connecteur du bas pour qu’il soit placé sur la ligne de la grille, puis rétablir une grille au pas de 2.54mm pour réarranger vite fait les autres composants.

Procédons de la même manière pour placer notre connecteur du bas correctement en X, et réarrangeons le tout.

Nous pouvons maintenant créer les pistes de cuivre qui relieront nos composants, avec le bouton .

Peu à peu, nous arrivons à quelque chose comme ça:

Zone de remplissage

Nous allons relier toutes les masses à l’aire d’une zone de remplissage. Pour cela, cliquons sur le bouton , puis quelque part sur notre schéma. On choisit la couche de cuivre, le Net (dans ce cas, GND), puis OK. Nous pouvons ensuite dessiner un chouette rectangle autour de notre circuit (double clic pour le valider).

On peut afficher ou pas les zones de remplissage avec les boutons suivants:

Et pour reconstruire la zone, c’est la touche B du clavier.

Oh yeah! Mais le contour… C’est un peu trop conventionnel, non?

Pour terminer, nous allons donner une forme un peu exotique à notre circuit final.

Sélectionnons la couche Edge.Cuts à droite (elle est jaune normalement).

A l’aide des boutons et , nous allons nous éclater à dessiner un contour totalement déliraaaant (avec la voix de Stéphane Bern), puis re-appuyer sur B pour que KiCAD recalcule le remplissage de masse, et hooooop!

Supplément gratuit spécial été : créer une empreinte de composant personnalisée

Savoir créer des composants custom, c’est capital. Pouvoir le faire hyper facilement, c’est encore mieux. C’est d’ailleurs la raison principale qui m’a fait quitter Fritzing pour KiCAD. Avec Fritzing, pour créer un composant, c’est une putain de plaie. Ouverte. Et pas désinfectée. KiCAD, lui, a soigné cette plaie sans douleur ni cicatrice, et m’a même fait un gros bisou sur le front pour que j’oublie tout 🙂

Pour la démo, je vais créer un circuit intégré, le CD4011 (quatre portes NAND). Il a une valeur sentimentale, c’est le premier circuit intégré que j’ai eu l’occasion d’utiliser (Kosmos Electronic 2000… Souvenirs…)

Bref! Voici la tronche du circuit dans KiCAD, vite fait:

CD4011 à la Nico

Bien, maintenant nous allons créer l’empreinte de ce circuit.

Dans l’éditeur de schéma, cliquons sur le bouton Footprint Editor, puis sur New Footprint. On va l’appeler CD4011-DIP.

On va cliquer à droite sur Add Pads, et poser les 14 pastilles de notre circuit intégré (espacées de 2.54mm, et la largeur du circuit est de 7.62mm.

Avant de poser la 2ème pastille, on peut éditer la 1ère (touche E), et régler par exemple la forme et le diamètre de la pastille. Ce réglage sera repris sur les suivantes.

On va créer un répertoire cd4011.pretty dans le dossier du projet, puis aller dans Préférences>Footprint Libraries Manager, cliquer sur l’onglet Project Specific Libraries, et ajouter notre librairie d’empreinte comme ceci:

Après ça, File>Save Footprint in active Library, et on lui donne un nom (CD4011-DIP).

Et voilà! Les numéros de pins de l’empreinte collent avec celles du composant dans le schéma, et c’est toute ce dont on a besoin!

Il ne nous reste plus qu’à dire à KiCAD « Hey, j’ai créé une nouvelle bibliothèque d’empreintes, et j’aimerais l’utiliser dans mon projet. Je peux te montrer où elle se trouve? »

Depuis l’éditeur d’empreintes, on va donc dans Préférences>Assistant des librairies d’empreintes, et on parcourt notre disque dur jusqu’à l’emplacement de notre répertoire pretty. Il nous propose d’importer l’empreinte de façon globale, ou bien juste pour le projet actuel. Pour la démo, choisissons le projet actuel.

De retour dans l’éditeur de schéma, plaçons la souris sur notre composant, appuyons sur F, suis Sélection. On déroule la liste, et voici le graal: notre empreinte du CD4011 est présente et utilisable!

Bilan des courses

Si vous en êtes à lire ce paragraphe, félicitations!

J’avoue que l’article est assez long, j’ai essayé de l’illustrer le plus possible pour expliquer la démarche pas à pas… Normalement, entre le premier article et celui-ci, KiCAD devrait sembler plus accessible qu’au premier abord.

En fait, les raccourcis clavier sont capitaux dans KiCAD, et notamment:

  • M (move) : déplacer un élément
  • G (grab) : déplacer un élément en conservant ses connexions
  • E (edit) : modifier les propriétés d’un élément
  • F (footprint) : assigner une empreinte physique à un composant de schéma
  • Suppr (Delete pour nos amis suisses) : effacer un élément

Si KiCAD a un doute quant à l’élément qui se trouve sous la souris, il affichera un menu Clarification qui nous permet d’indiquer avec précision l’élément sur lequel on veut agir.

Avec tout ça, nous avons un beau circuit imprimé virtuel, il ne reste plus qu’à le fabriquer! Mais ce sera l’objet d’un prochain article 😀

Être ou ne pas être… Python

Voilà bien longtemps que je me dis qu’il faudrait me mettre à Python. Selon les adeptes de ce langage, une fois qu’on y a touché, c’est comme le crack. Ou disons comme le fondant au chocolat.

Mais il n’y a pas moyen, je n’arrive pas à m’y coller… Et à chaque fois que j’essaie de me lancer pour un nouveau projet, je tombe toujours sur le même problème: Python 2 ou python 3?

Beaucoup de librairies ne sont disponibles qu’en Python 2, alors que Python 3 existe officiellement depuis… 2008. Oui, 9 ans. Et à chaque fois, les librairies qui me seraient utiles pour le projet du moment n’ont pas été portées sur Python 3, alors finalement je pars sur du bon vieux C#.

Allez, je réessaye, on verra bien… Cette fois, j’ai trouvé Pillow, le portage de PIL en Python 3, qui devrait faire l’affaire. En avant Guingamp!

[PS] Je viens d’apprendre que le serpent qui se mord la queue est un symbole qui s’appelle Ouroboros L’image provient du site http://www.animogen.com. Il a l’air malin maintenant…

Documentation F-Engrave en français

Préambule

L’un d’entre vous (pas de nom, j’suis pas une balance) m’a demandé un tuto en français sur le programme F-Engrave. J’en avais parlé très rapidement dans cet article, mais je n’avais pas expliqué comment le programme fonctionne.
Comme je ne l’avais pas vraiment exploré à fond, je me suis dit que la première étape était de me taper la documentation, et tant qu’à faire, de la traduire en français pour nos amis non anglophones.
Ceci est donc la traduction française presque officielle du manuel de F-Engrave. J’ai contacté l’auteur, Scorch, qui m’a suggéré de l’héberger chez moi pour faciliter les futures corrections et mises à jour.

Alors en attendant le tutorial, voici déjà la documentation!
La version originale se trouve ici : http://www.scorchworks.com/Fengrave/fengrave_doc.html

Table des matières

Conseils de Scorch
Questions et réponses
Options de la ligne de commande
Raccourcis clavier
Souris
Fichier de configuration
Options de le fenêtre principale
Options générales
Paramètres V-Carve
Options PBM

Conseils de Scorch

Voici le conseil que je donnerais à un ami qui commence à utiliser F-Engrave.

Ouvrir des anciens fichiers .ngc F-Engrave peut ouvrir des fichiers g-code (.ngc) sauvegardés par F-Engrave. Si vous avez aimé les résultats obtenus la dernière fois, ou que vous voulez juste faire de petites modifications, ouvrez le fichier précédemment enregistré et travaillez sur les paramètres existants. Donc, pas besoin de recommencer à partir de zéro.
Paramètres V-Carve:
« Sub-Step Length »
Le paramètre v-carve « Sub-Step Length » est important pour la gravure avec une fraise en V (v-carving). L’algorithme de v-carving calcule la position de l’outil et la profondeur selon un intervalle fixe. Cet intervalle fixe est le « Sub-Step Length ». Un grand substep length accélèrera le calcul, mais produira potentiellement des facettes au moment de la gravure.

Si vous utilisez des unités métriques, vous devriez augmenter la valeur par défaut de ce paramètre pour accélérer le calcul (une valeur de 0.25mm devrait suffire).
Paramètres V-Carve:
« Check all or Current Char Only »
Pour graver l’intérieur des caractères, laissez cette option à « Character only »

Si vous utilisez l’option « flip normals » pour graver l’extérieur des caractères, ce paramètre doit être « All »
Paramètres V-Carve:
« Inside corner angle »
« Outside corner angle »
Ne vous embêtez pas avec les paramètres « Inside corner angle » et « Outside corner angle ». Les valeurs par défaut sont très raisonnables pour la majorité des situations.

Je documenterai ces paramètres plus tard, mais pour le moment laissez-les tels quels.
Utilisez Potrace pour transformer des images en fichiers DXF Potrace crée des fichiers DXF constitués de boucles fermées, ce qui est idéal pour graver avec F-Engrave. De plus, Potrace donne en général de bons résultats et offre beaucoup d’options pour ajuster le résultat selon vos besoins. Si vous devez calculer des chemins d’outil à partir d’images DXF complexes, attendez-vous à ce que les calculs prennent du temps.


Questions et réponses

Comment faire fonctionner le programme ttf2cxf_stream?

En arrière plan, F-Engrave utilise le programme ttf2cxf_stream. Pour utiliser un fichier de police True Type (TTF), vous devez l’installer dans le dossier des polices (ou dans le dossier indiqué dans les options). Le fichier TTF devrait apparaître dans la liste des polices disponibles, pour autant que le programme ttf2cxf_stream fonctionne correctement et se trouve dans le même répertoire que F-Engrave. Si le programme ttf2cxf_stream n’est pas présent ou ne fonctionne pas, vous devriez voir un message dans la fenêtre de la console indiquant que ttf2cxf ne fonctionne pas. Plus d’information ici:F-Engrave Setup

Options de la ligne de commande

Usage python f-engrave-XX.py [-g fichier | -f dossier_polices ]
ou
f-engrave-XX.exe [-g fichier | -f dossier_polices ]
-g
(ou –gcode_file)
Fichier g-code de f-engrave à charger
-f
(ou –fontdir)
chemin vers le dossier des polices
-h
(ou –help)
affiche l’aide dans la console.
Exemple
(Utilise le script python avec une
distribution python préinstallée)
python f-engrave-XX.py -g mon_fichier.ngc -f /mon_rep_polices/sous_repertoire
Exemple
(Utilise l’exécutable
Windows précompilé)
f-engrave-XX.exe -g mon_fichier.ngc -f C:/mon_rep_polices/sous_repertoire


Raccourcis clavier

F1 Ouvre la fenêtre d’aide (il n’y a rien dans l’aide, à part un lien vers cette page web et mon adresse e-mail)
F2 Ouvre la fenêtre des paramètres généraux
F3 Ouvre la fenêtre des paramètres de V-Carving
F4 Ouvre la fenêtre des paramètres PBM
F5 Recalculer (c’est la même fonction que le bouton « recalculate » sur la page principale)
Ctrl + flèche du haut Fait défiler la liste des polices (selon le système d’exploitation)
Ctrl + flèche du bas Fait défiler la liste des polices (selon le système d’exploitation)
Page Up Zoom avant vers le centre de l’affichage.
Page Down Zoom arrière vers le centre de l’affichage.


Souris

Bouton gauche Zoom avant et arrière. Maintenez le bouton gauche appuyé et déplacez la souris vers le haut ou le bas.
Bouton droit Déplacement. Maintenez le bouton gauche appuyé et déplacez la souris.
Molette Selon le sytème d’exploitation, la molette fait défiler la liste des polices.


Configuration File

config.ngc
ou
.fengraverc
Quand F-Engrave démarre, il cherche un fichier « config.ngc ». S’il le trouve, ce fichier est lu et toutes les options de F-Engrave sont initialisées selon les options trouvées dans ce fichier de configuration. F-Engrave recherche ce fichier dans le répertoire courant et dans le répertoire home de l’utilisateur (répertoire d’enregistrement par défaut). Le fichier de configuration peut s’appeler « config.ngc » ou « .fengraverc ». Si l’un des deux est trouvé, il sera utilisé pour initialiser les options if either of these are found it will be used to set the default settings. Seul le premier fichier est utilisé.

Pour créer un fichier de configuration avec vos options préférées, ouvrez simplement F-Engrave, changer les paramètres selon vos besoins, et enregistrez un fichier « config.ngc » dans votre répertoire utilisateur (répertoire d’enregistrement par défaut), ou dans le répertoire où se trouve F-Engrave. (Si vous n’utilisez pas la version précompilée pour Windows, vous pouvez aussi modifier directement les paramètres dans le fichier .py)

Fenêtre principale (mode Texte et mode Image)

F-Engrave - Text Mode F-Engrave - Image Mode



Champ Description
Text Height
ou
Image Height
Hauteur des caractère pour une ligne de texte. Cette option contrôle aussi la hauteur des images (DXF ou PBM) importées. (F-Engrave traite les données DXF comme un caractère)
Line Thickness Epaisseur ou largeur des lignes pour afficher le texte. Pour prévisualiser ce qui sera gravé, ce paramètre doit être égal au diamètre de la fraise.

Quand l’option V-Carve est sélectionnée, ce paramètre n’a pas d’effet sur l’épaisseur des lignes affichées.
Text Width
ou
Image Width
C’est la largeur des caractères ou de l’image (DXF ou PBM). Si elle est de 100%, la largeur des caractères n’est pas modifiée. Pour des valeurs différentes de 100%, la largeur du caractère sera redimensionnée selon la valeur indiquée (i.e. les cercles deviennent des ellipses).
Char Spacing F-Engrave utilise un espacement constant entre tous les caractères. L’espacement entre les caractères est déterminé comme un pourcentage de la largeur maximale des caractères dans la police sélectionnée. Avec une valeur de 0%, tous les caractères se toucheront, et cela peut être utile dans certains cas spécifiques.
Word Spacing C’est l’espace entre les mots, ou la largeur du caractère « espace ». Il est déterminé comme un pourcentage de la largeur maximale des caractères dans la police sélectionnée.
Line Spacing C’est l’espacement vertical entre les lignes de texte. C’est un multiple de la hauteur des caractères définie précédemment. Un espacement vertical de 1.0 peut conduire à deux lignes de texte qui se touchent si le caractère le plus grand est juste en dessous du caractère qui descend le plus pas (par exemple un « g »)
Text Angle
ou
Image Angle
Rotation du texte ou de l’image (DXF or PBM) par rapport à l’horizontale.
Justify La justification aligne la gauche, droite ou le centre de plusieurs lignes de texte. Cette option n’a pas d’effet sur une seule ligne de texte.
Origin L’origine détermine la position relative du zéro (x,y) dans le g-code. La position actuelle de l’origine est affichée avec deux lignes, rouge et verte. La ligne rouge est l’axe x, la verte l’axe y.

Par défaut, l’origine est placée sur la position zéro du premier caractère. Si le texte est sur un cercle, cette option déplacera le centre du cercle.
Flip Text
ou
Flip Image
Bascule le texte ou l’image le long d’un axe horizontal. (comme « Mirror text », mais sur un axe horizontal)
Mirror Text
ou
Mirror Image
Bascule le texte ou l’image le long d’un axe vertical. (comme « Flip text », mais sur un axe vertical)
Circle Radius C’est le rayon du cercle sur lequel le texte est placé. Si le rayont vaut 0.0, le texte n’est pas placé sur un cercle.
Outside Circle Détermine si le texte est placé à l’intérieur ou à l’extérieur du cercle.
Top of Circle Détermine si le texte est placé en haut ou en bas du cercle. Si l’angle de texte est différent de 0.0, alors le haut et le bas du cercle seront pivotés de cet angle.
Feed Rate Détermine la vitesse d’avance de l’outil dans le fichier g-code.
Z Safe C’est l’emplacement z de l’outil à utiliser pour les déplacements rapides.
Cut Depth C’est la profondeur de coupe. Cette option n’a pas d’effet si l’option V-Carve est sélectionnée.
Font Files Cette liste affiche les noms de fichier des polices (CXF et TTF). Le répertoire des polices peut être changé dans la fenêtre « Settings/General settings ».
Show All Font Characters Cette option affiche temporairement tous les caractères disponibles dans la police sélectionnée.
Engrave/V-Carve Permet de travailler en mode « Gravure » ou « V-Carve ».
Calculate V-Carve Ce bouton lance le calcul pour le V-Carving. Le traitement peut être long.
Recalculate Racalcule l’affichage pour tous les options pour prévisualiser le résultat. Tout est recalculé, sauf le V-Carve.
Input Text C’est le texte qui sera affiché dans la prévisualisation, et exporté dans le fichier g-code.
Status Bar La barre d’état fournit quelques éléments d’information quand on travaille avec F-Engrave. Une des plus utiles est la taille de la boîte englobante (bounding box). Quand vous cliquez sur le bouton « Recalculate », la taille globale de la gravure ou du V-Carving est calculée et affichée dans la barre d’état, en termes de boite englobante (largeur et hauteur). C’est très utile si vous avez une surface limitée.


Options générales



Champ Description
Units (inch/mm) Définit les unités utilisées par F-Engrave (pouces ou mm). Cette option affecte les unités affichées, et les unités de sortie du fichier g-code.
X Offset and Y Offset Sur la fenêtre principale, le champ « origin » détermine la position du zéro x et y dans le g-code, par rapport au texte ou au dessin DXF. Le décalage (offset) X et Y sont des modifications supplémentaires pour l’emplacement du zéro. Ces décalages sont ajoutés aux valeurs X et X dans le g-code. Par exemple, si le texte est sur un cercle de centre x=0,y=0 et qu’on indique un décalage (x,y) de (3,4), alors le texte sera centré autour de x=3 et y=4.
Arc Angle Tous les arcs, cercles et splines sont réduits à des segments individuels par F-Engrave. Ce paramètre détermine combien de segments sont nécessaires pour décrire ces courbes. Si « arc angle » est de 90 degrés, un cercle sera représenté par un carré (coins de 90 degrés). Si l’angle est de 60 degrés, un cercle sera représenté par un hexagone. Plus l’angle est petit, plus la représentation est précise (avec comme conséquence un temps de calcul plus long, et potentiellement une baisse de performances de la machine CNC).
Accuracy
(Nouveau dans la version 0.5)
La précision détermine la distance maximale entr edeux points considérés comme coïncidents. Ce paramètre peut être augmenté pour limiter les mouvement Z qui ne sont pas nécessaires, lorsque la fin d’une ligne et le début de la suivante sont très proches mais pas coïncidents. Cette option réduit aussi la semsibilité des splines DXF avec des boucles sur des coins aigus, quoi peuvent générer des chemins V-Carve erronnés. (J’ajouterai un exemple de ce cas de figure).
G Code Header Le texte saisi dans ce champ sera ajouté au début du fichier g-code. Les commandes sont interprétées telles quelles par la machine CNC. LRd valeurs par défaut (G17 G90 G64 M3 S3000 M7) sont expliquées ci-dessous:
G17
Utiliser le plan XY
G90
Cycle fixe, cycle simple, pour dégrossir (emphase sur l’axe Z)
G64 P0.003
G64 P- (tolérance pour la fusion des mouvements définie à 0.003) C’est la valeur par défaut dans le programme historique « engrave.py »
G64
G64 sans l’option P conserve la meilleure vitesse possible, peu importe la distance par rapport au point de destination.
M3 S3000
Démarrage de la broche à 3000
M7
Active la pompe de refroidissement (si disponible)
G Code Postscript Ce texte sera ajouté à la fin du fichier g-code. Les commandes sont interprétées par la machine CNC telles quelles. Les valeurs par défaut (M5 M9 M2) sont expliquées ci-dessous:
M5
Arrêt de la broche
M9
Arrête la pompe de refroidissement
M2
Fin du programme
Font Directory C’est le répertoire utilisé pour chercher les fichiers de police (TTF et CXF) et les fichiers DXF. Les fichiers avec une extension correcte sont affichés dans la liste « Font Files ». Si vous ouvrez un fichier DXF avec le menu, le répertoire « font directory » sera automatiquement modifié, et deviendra le répertoire qui contient votre fichier DXF.
Height Calculation
Max Used/Max All
La hauteur du texte peut être déterminée de deux façons. La première est la valeur saisie dans « Text height ». Dans ce cas, la hauteur maximum du texte est celle saisie.

La seconde option est « Max All ». Quand cette option est sélectionnée, c’est la hauteur maximale de tous les caractères de la police qui est utilisée pour déterminer la hauteur du texte. Quand « Max All » est utilisé, il est possible d’avoir une hauteur de texte en sortie plus petite que la hauteur entrée dans la fenêtre principale, car le caractère le plus grand de la police peut ne pas être utilisé dans le texte à graver.
Add Box/Circle Cette option ajoute une boîte englobante autour du texte. Si le texte est placé sur un cercle, alors un cercle englobant sera ajouté, plutôt qu’une boîte englobante.
Border Gap (multiple of line thickness) La marge de la bordure détermine la taille de la boîte englobante ajoutée avec l’option « Add Box/Circle ». L’espace entre le texte et la boîte englobante est défini en unités de longueur (pouces ou mm).


Paramètres V-Carve



Champ Description
V-Bit Angle L’angle de la fraise en V à utiliser.
Il est possible que l’angle réel de la fraise ne corresponde pas exactement à celui indiqué par le fabricant.
V-Bit Diameter Diamètre maximal de coupe avec la fraise.
Il peut être plus petit que le diamètre réel de la fraise, pour contrôler la largeur/profondeur de coupe.
Sub-Step Length L’algorithme de v-carving calcule la position de l’outil et la profondeur selon un intervalle fixe. Cet intervalle fixe est le « Sub-Step Length ». Un grand substep length accélèrera le calcul, mais produira potentiellement des facettes au moment de la gravure. Si vous réduisez trop le « Sub-Step Length », le temps de calcul peut devenir très long, ainsi que la performance de la machine au moment de l’usinage (à cause de commandes G1 très courtes). En cas de doute, commencez avec une valeur élevée, et diminuez jusqu’à obtenir des résultats corrects.
Check all or Current Char Only
All/Character only
Pour calculer les chemins de V-carving, F-Engrave recherche les autres segments pour limiter la profondeur de gravure. Cette option détermine si F-Engrave doit regarder les autres segments dans le caractère uniquement, ou dans toue les autres caractères. Si vous faites du V-Carving sur l’intérieur des caractères uniquement, il n’y a aucune raison de vérifier les segments des autres caractères. Mais si vous enlevez la matière autour des caractères, alors il faut vérifier les autres segments pour éviter d’enlever de la matière sur un autre caractère. (Vérifier tous les caractères est bien plus lent que vérifier un caractère uniquement).
Flip Normals
(V-Carve Side)
F-Engrave présume que la police ou l’image (DXF) crée des chemins fermés, dans le sens des aiguilles d’une montre autour du dessin qui doit être gravé. Et par défaut, il va graver l’intérieur des caractères. Cette option inverse le sens de traitement, et c’est donc l’extérieur des caractères ou du dessin DXF qui sera retiré.
Plot During V-Carve Calculation Active ou désactive le dessin pendant l’avancement des calculs de V-Carving. Désactivée, cette option accélère la vitesse de calcul sans affecter la sortie g-code.
Finish Pass Stock
et
Max Depth per Pass
Le « Finish Pass Stock » est la hauteur de matière qui restera pour la dernière passe. F-Engrave laissera toujours cette épaisseur pour la dernière passe, même si « Max depth per pass » est supérieur à la profondeur de coupe maximale.

Si vos paramètres sont:
Finish Pass Stock = 0.03
Max Depth per Pass = 0.1

Et que votre profondeur maximale à un endroit du dessin est de 0.5, alors la profondeur de coupe pour les passes à cet endroit seront:
passe 1: 0.1
passe 2: 0.2
passe 3: 0.3
passe 4: 0.4
passe 5: 0.47
passe 6: 0.5 (c’est la passe de finition: 0.5 – 0.47 = 0.03)
Cleanup Cut Diameter Cette option définit le diamètre de la fraise de nettoyage. Indiquez simplement le diamètre de la fraise à utiliser.
Cleanup Cut Step Over C’est le taux de recouvrement pour les passes de nettoyage. Cette valeur est un pourcentage du diamètre de la fraise de nettoyage.
Cleanup Cut Directions Ces cases à cocher indiquent les types de chemins d’outils à utiliser pour nettoyer.
P: Coupe le long du périmètre de la surface à nettoyer X: Coupe le long de l’axe X Y: Coupe le long de l’axe Y
V-Bit Cleanup Step C’est le taux de recouvrement à utiliser pour nettoyer les zones qui ne peuvent pas être atteintes avec la fraise de nettoyage. La coupe est destinée à être effectuée avec la même fraise en V que celle utilisée pour le V-Carving. Ce recouvrement est indiqué dans l’unité de longueur sélectionnée.
V-Bit Cut Directions Ces cases à cocher indiquent les types de chemins d’outils à utiliser avec la fraise en V.
P: Coupe le long du périmètre de la surface à nettoyer X: Coupe le long de l’axe X Y: Coupe le long de l’axe Y
Bouton:
Calculate Cleanup
Détermine la surface qui nécessite un nettoyage. Une fois cette surface déterminée, les parcours d’outil pour le nettoyage sont calculés selon les paramètres définis ci-dessus. Le calcul de la surface est effectué seulement une fois, après le calcul des chemins pour le V-Carve. F-Engrave se souviendra des résultats précédents et les utilisera jusqu’à ce qu’un nouveau calcul de chemin V-Carve soit effectué.
Bouton:
Save Cleanup G-Code
Ce bouton enregistre le G-Code de nettoyage dans un fichier.
Button:
Save V Cleanup G-Code
Ce bouton enregistre le G-Code de nettoyage (fraise en V) dans un fichier.


Options PBM



Champ Description
(Ces options sont transmises directement à Potrace. Pour plus d’information, consultez la documentation de Potrace)
Turn Policy Indique à Potrace comment résoudre les ambiguités dans la décomposition des chemins.
Turd Size Supprime les éventuelles petites taches jusqu’à cette taille.
Alpha Max Seuil pour les coins.
Long Curve Active/désactive l’optimisation des longue courbes. L’optimisation permet de diminuer le temps de calcul pour le V-Carve.
Opt Tolerance Tolérance pour l’optimisation des courbes.


Conseils d’utilisateurs

Un utilisateur a remarqué que sur Linux (Ubuntu), il avait besoin de rendre le fichier python exécutable et de retirer les sauts de ligne DOS pour arriver à faire tourner le programme. Je n’ai pas réussi à reproduire le problème, mais voici les étapes à suivres si vous avez des soucis:
$ chmod 755 f-engrave-08.py # rendre le fichier exécutable
$ sudo apt-get install tofrodos
$ fromdos f-engrave-08.py # convertir les fins de lignes dos en unix

Problèmes connus

  • F-Engrave génère une commande G1 pour chaque segment calculé quand on fait du V-Carving. Si la taille des segments (step size) est très petite, la machine CNC ne pourra jamais atteindre la vitesse indiquée dans le G-Code.

    – Tous les fichiers DXF ne sont pas supportés. Il y a énormément de types d’entités différents dans le format DXF, et tous ne sont pas supportés.

    – Toutes les polices TTF ne sont pas supportées. Certaines polices TTF encapsulent des images plutôt que des graphiques vectoriels. Les polices TTF basées sur des images ne sont pas supportées.


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[Tuto KiCad] Concevoir un circuit imprimé partie 1: le schéma

Salut les poilus!

Il y a un bon moment ce ça (oh la vache oui, été 2012), j’avais écrit cet article sur Fritzing.

C’est vrai que Fritzing c’est bien. Mais dès qu’on doit utiliser des composants qui ne sont pas dans sa bibliothèque, c’est vite TRÈS lourd. Il faut créer le composant, créer son empreinte au format SVG, et disons-le franchement: les interfaces de création ne sont pas géniales et j’ai autre chose à faire que de passer une heure à créer un relais ou quoi que ce soit d’autre.

J’avais testé vite fait KiCad et j’avais vite abandonné car pour le coup, Fritzing était plus facile à prendre en main. Mais frustrant. Mais plus facile à prendre en main. Alors bon.

Récemment j’ai attaqué la conception d’un circuit imprimé sur lequel sont implantés:

  • Une Teensy 3.2
  • Un lecteur de carte MicroSD
  • Un écran OLED

Et connaissant Fritzing et ses limitations, je n’ai même pas osé le démarrer et je me suis mis sérieusement à KiCad.

Héééé ben franchement je vais vous dire:

  1. ce n’est pas si compliqué
  2. je relègue définitivement Fritzing au placard, en le remerciant pour les services qu’il m’a rendus.

Avec KiCad, on a un véritable outil de conception de circuits imprimés, avec aussi sa bibliothèque de composants (fatalement limitée), mais quel plaisir de pouvoir créer un nouveau composant en 5 minutes s’il n’existe pas dans la bibliothèque de base!

Le truc avec KiCad, c’est que la prise en main n’est pas hyper intuitive au tout départ. Mais une fois qu’on a pris le temps de comprendre les quelques concepts de base, c’est tellement bon… Et c’est ce que je vais vous expliquer ici.

Pour aller plus loin évidemment, il y a la documentation officielle de KiCad

Créer un projet

KiCad manipule plusieurs types de fichiers, selon la tâche à effectuer (typiquement les schémas électroniques et les implantations physiques de composants). Tous ces fichiers sont regroupés dans un répertoire de projet.

La première étape, quand on veut concevoir un circuit, et donc de créer un projet: Fichier/Nouveau projet/Nouveau projet, et nous l’appelerons tuto-dm.

Dans le répertoire, il crée automatiquement 3 fichiers: tuto-dm.pro, tuto-dm.sch et tuto-dm.kicad_pcb.

Créer le schéma électronique

Pour ce tuto, nous allons créer un circuit imprimé contenant un atmega128 (DIP), un driver de moteur pas à pas Pololu A4988, et disons une LED et sa résistance. Le but de ce tutoriel n’est pas de réaliser un projet fonctionnel, mais d’apprendre les bases de la conception dans KiCad.

On va donc maintenant rentrer dans le dur, et créer notre schéma. Pour cela, dans KiCad, double-cliquons sur tuto-dm.sch

Nous avons droit à un bel écran de dessin technique, avec un cartouche en bas (spéciale dédicace aux cours de techno du collège).

Deux barres d’outils : à gauche, des options d’affichage (j’ai envie de dire: rien à péter pour l’instant); à droite, ce qui va nous intéresser: la barre d’outils de dessin.

Parmi les outils, trois vont nous intéresser:

  • le triangle avec les signes + et – (oui, c’est un ampli op! Bonne réponse de l’amiral) permet de placer des composants sur le schéma.
  • le symbole de masse nous permet de placer des symboles de type « power », c’est à dire tout ce qui est relatif à l’alimentation.
  • le segment vert permet de placer des fils, autrement dit de relier les composants entre eux.

Petite note sur le déplacement dans la vue:

  • Clic milieu + déplacement de la souris: panning
  • Molette : zoom

Placement des composants

Cliquons sur l’icône « placer un composant », puis quelque part sur le dessin. Une fenêtre s’ouvre, pour nous demander quel composant insérer.

Dans le champ de filtre, nous allons taper ATMEGA328, et sélectionner le premier de la liste (ATMEGA328-AU) en double-cliquant dessus. On peut positionner le microcontrôleur avec la souris, et cliquer pour valider.

Plaçons maintenant notre led et sa résistance. KiCad est encore en mode « placer un composant », donc il suffit de cliquer quelque part sur le schéma pour rouvrir la fenêtre de sélection de composant.

Dans le filtre, tapons R, et double-cliquons sur le 1er résultat :R [Resistor]. Avant de positionner la résistance, on peut la faire pivoter en appuyant sur la touche R du clavier (Rotate). Mettons-la à l’horizontale, et plaçons la à côté de la pin PB1 de l’ATMEGA328.

Même topo pour placer la LED (LED_GENERIC), et nous allons la positionner à côté de la résistance. Si vous avez déjà placé un composant et que son sens n’est pas bon, pas de problème! Il suffit de positionner le curseur de la souris au-dessus (pas besoin de cliquer) et d’appuyer sur la touche R du clavier jusqu’à obtenir l’orientation correcte.

Normalement on devrait en être là:

Placement des alimentations

Pour KiCad, une alimentation est un composant spécial, accessible avec le bouton

On va commencer par placer les masses à côté de la led, et l’ATMEGA328. Cliquer sur [], et chercher GND dans la liste. Placer les différentes masses, et répéter l’opération pour le 5V sur l’ATMEGA328.

Votre schéma ressemble à ça? Très bien.

Création de composants personnalisés

Ok, donc il ne nous manque plus que le Pololu A4988. Cliquons sur le schéma, puis dans le filtre: POLO… Ah non. A49… Non plus. Aha, je vous ai bien eus hein 😀

Ce serait trop facile…

Bon, hé bien il ne reste plus qu’à le créer puisqu’il n’existe pas en standard! z’allez voir, ça n’a rien de méchant.

On va commencer par cliquer, dans la barre d’outils du haut, sur le bouton « Editeur de librairie – créer et éditer des composants »

Arrive une page blanche, sur laquelle nous allons pouvoir dessiner notre Pololu A4988 dans sa version schématique.

Cliquons sur le bouton « Créer un nouveau composant »

  • Nom du composant »: POLOLU_A4988
  • Référence par défaut: DRV (Totalement arbitraire. DRV = Driver)

Laissons les autre champs tels quels et cliquons sur OK.

A l’écrans, nous avons maintenant deux blocs de texte superposés, que nous allons arranger un peu.

C’est l’occasion d’apprendre comment déplacer des éléments dans KiCad! Il suffit de placer la souris au-dessus du texte, et appuyer sur la touche M. A partir de là, on peut déplacer le composant avec la souris, et quand c’est bon, on clique. C’est tout 🙂

Avant de créer les connexions, on va juste ajuster la grille avec un clic droit, Sélection grille, et sélectionner 2.54mm.

Ok, maintenant créons les 16 connexions de notre A4988, en commençant par la rangée de gauche(de haut en bas), puis la rangée de droite(de bas en haut). Pour rappel, voici un Pololu A4988 dans son milieu naturel:

http://www.arduino-projekte.de[/caption]

Sur la barre d’outils de droite, cliquons sur le bouton Ajouter des pins au composant , puis quelque part sur la page. Pas d’inquiétude pour le positionnement du composant par rapport à l’origine, on pourra le replacer plus tard.

Après avoir cliqué sur la page, une fenêtre s’ouvre et nous demande plus d’informations sur la pin à créer. La première s’appelle ENABLE avec une barre au-dessus (pour dire que le driver est activé si elle est à zéro volt). Dans le champ nom pin, tapons ~ENABLE~, les ~ servant à afficher la barre au-dessus du texte.

Numéro de pin: 1 Orientation: Droite Type: Entrée

Clic sur OK, clic sur la page et hop! La première pin est créée. Et on enchaine avec les suivantes:

Nom: MS1 Numéro de pin 2

Nom: MS2 Numéro de pin 3

Nom: DIR Numéro de pin 8

C’est bon?

Alors avant de tout casser, nous allons sauver ce composant. Il faut d’abord créer une librairie qui va le contenir: cliquons sur « Sauver le composant dans une nouvelle librairie ». On va parcourir le disque jusqu’à trouver le répertoire de notre projet et sauver sous le nom « pololu_a4988.lib ». Au message qui suit, répondons OK, puis allons dans le menu Préférences/Librairies de composants. Dans la liste du haut, cliquer sur Ajouter, et sélectionner le fichier pololu_a4988.lib fraichement créé. Bien!

Cliquons enfin sur « Sélection de la librairie de travail », et dans le filtre: pololu. Valider en double cliquant sur pololu_a4988.

Là, on est bien!

Allez, on va créer les 8 pins de droite en commençant par en bas. Plus aucune difficulté maintenant! Pensez juste à changer l’orientation des pins 😉

Nous n’avons plus qu’à dessiner un rectangle autour du Pololu, ramener les textes à côté avec la touche M, sauver avec un petit Ctrl+S et hop! C’est terminé.

On peut fermer l’éditeur de composant et revenir à notre schéma principal. Maintenant, si on clique sur « Placer un composant », dans la liste nous trouverons notre Pololu A4988. Plaçons-le à côté de l’ATMEGA328, sa pin 8 faisant face à la pin 11 de l’ATMEGA328.

N’oubliez pas d’alimenter le Pololu avec +5V et GND.

Liaison des composants

Bien! Nous avons placé nos composants, il faut maintenant câbler le schéma.

Commençons par cliquer sur le segment vert dans la barre d’outils de droite (placer un fil). Le fonctionnement est simple: clic 1 sur la pin 1, clic 2 sur la pin 2. Les clics intermédiaires permettent d’ajouter des coudes au fil.

On va relier comme ça la résistance à la pin 13, la résistance à la LED, et les alimentations.

Assignation de valeurs aux composants

En regardant le schéma, on se rend compte que la valeur de la résistance n’a pas été définie. Nous allons placer la souris au-dessus de la résistance, et appuyer sur E (Edition). Une fenêtre s’ouvre et nous propose (entre autres) de donner une valeur au composant.

Si jamais un menu « Clarification sélection » s’affiche, sélectionner « Champ valeur » et indiquer 220.

Bilan

Et voilà, après avoir raccordé le pololu à l’ATMEGA328, vous devriez avoir un schéma similaire à celui-ci.

Allez, ça ira pour l’instant 🙂

Prochaine étape: le circuit imprimé!

Plaque décorative de la comté

Pâques arrive avec son lot de chocolats, retrouvailles de famille et d’amis, et annonce une inexorable tôle pour le vendredi soir!

A l’occasion de nos retrouvailles annuelles, l’ami Geo m’a demandé si je pouvais lui fabriquer une plaque « Bag End » pour mettre devant chez lui, en référence à la maison de Bilbon Sacquet du même nom.

Le petit challenge, c’est que les dimensions demandées ne me permettaient pas de fabriquer la pièce en une fois. Alors j’ai fait un petit assemblage façon puzzle (j’vais lui montrer qui c’est Raoul!), histoire que les deux morceaux ne s’écartent pas trop avec le temps et l’humidité, et que ça ne devienne pas tout dégueulasse.

La pièce mesure 51x30cm.

Détail de la gravure

Raccord pas trop vilain

Le making of !

Chaque moitié a été usinée de la manière suivante:

  1. Contour à la fraise ronde pour la moulure (4mm de profondeur, fraise de 1/4 de pouce)
  2. Découpage à la fraise droite de 1/4 de pouce (passes de 3mm, avec des tenons pour éviter que ça se barre à l’étape 3)
  3. Gravure du texte à la fraise conique de 120°
Moulure gravée à la fraise ronde
Brut de décoffrage
Les deux parties après nettoyage. Évidemment il a fallu poncer un peu au niveau de l’assemblage pour que ça rentre…
Et paf! un peu de colle, deux serre-joints, et une bonne nuit de sommeil…

Et le résultat final

L’ami Geo s’est ensuite attelé à arranger le panneau pour le vieillir et lui donner un air authentique. Il a noirci l’intérieur des lettres, il y est même allé au chalumeau le cochon. Puis ponçage, vernis, ponçage, vernis (répéter jusqu’à ce que le pot soit vide). Il explique ça bien plus en détails ici.

Le résultat est vraiment mortel!

Ça a de la gueule!

Module SD universel pour Reprap: premier test grandeur nature !

Après une longue phase de debugging et d’incantations aux dieux de l’électronique, j’ai finalement osé tester mon petit montage sur l’imprimante 3D! (rappel des faits)

J’avais une boîte à imprimer pour madame, et j’ai profité de l’occasion pour essayer le bazar. Je ne vous cacherai pas qu’il y a eu quelques faux départs et réglages avant d’arriver à cette impression impeccable de 2h50 🙂

Le montage est connecté au port AUX1 de la carte RAMPS (connexion qu’on ne voit absolument pas sur cette photo…)

L’unique connexion se fait par 4 fils avec le port AUX1 du RAMPS. Ces 4 fils correspondent au +5V, 0V, Rx et Tx.

Donc ce module n’a pas besoin d’alimentation externe, ce qui est plutôt cool!

Et voilà une belle boîte pour ranger le mascara et autres poupouilles de salle de bain 🙂

Déclencheur pour réflex Canon à base d’Arduino

  • Bonjour Pierre, vous connaissez ma femme?
  • Oui, chef…

  • Elle est belle hein?

  • Oui, chef…

Et en plus d’être belle, elle a des envies lubies obsessions photographiques très précises, comme prendre des dominos en train de tomber, pour figer le mouvement. Le truc, c’est que prendre ce genre de photos, c’est assez chaud, pour les raisons suivantes:

Créer des templates dans Atom

Salut les barbus!

Vous qui programmez (et je sais qu’il y en a, pas la peine vous cacher!), peut-être utilisez-vous l’éditeur Atom?

C’est ce que j’utilise, en tout cas pour développer en C++ sur mes différents joujoux (choux, cailloux, genoux, hiboux, joujoux, poux… oui c’est bien un x… Mais c’est bizarre à lire quand même), Arduino, ESP8266 et Teensy.

Et s’il y a bien une chose qui me fatigue, c’est de devoir toujours taper la même chose à chaque fois que je crée une nouvelle classe:

maclassequitue.h:

maclassequitue.cpp:

Ce n’est pas grand chose, mais c’est monstre rébarbatif de devoir se taper ça à chaque fois.

J’ai trouvé un plugin Atom permettant de créer des templates pour générer ce qu’on veut en deux coups de cuillère à pot. Il s’appelle Atom Smart Templates.

Une fois installé, voici comment j’ai créé ma template pour générer les deux fichiers à partir d’un nom de classe:

  • Menu Packages/Smart Templates/Open templates folder
  • Dupliquer le répertoire de la template de base (BaseTemplate), et l’appeler cpp (nom totalement arbitraire)
  • Virer tout sauf le fichier index.js (qui contient la configuration de notre template)
  • Créer deux fichiers: header.template et implementation.template (noms tout aussi arbitraires)

Le plus gros est fait 🙂

Voici le contenu de mon index.js:

La variable params contient la liste des paramètres à demander à l’utilisateur pour pouvoir générer les fichiers.

Chaque item généré dans la fonction rules prend en source nos deux fichiers .template, et construit leurs noms finaux en fonction du paramètre ClassName qui a été saisi.

Ensuite, nous devons créer notre fichier header.template:

Et le fichier implementation.template:

Facile, non? Et surtout maintenant, quand je veux créer une nouvelle classe, je n’ai qu’à faire un clic droit dans le répertoire concerné, Create files from template, clic sur C++ class, je rentre le nom de ma classe et paf!