Melt your circuit boards

Summary

Ce script explore l'évolution esthétique des cartes de circuits imprimés (PCB), passant de conceptions manuelles à des outils assistés par ordinateur. Il aborde les limitations des premiers logiciels de CAO et la façon dont elles ont façonné un style robotique et cybernétique, avant de discuter de l'émergence de conceptions plus libres et créatives avec des angles arrondis. En outre, le script présente une approche innovante pour 'fondre' les PCB, utilisant des algorithmes de subdivision et des techniques de teardrop pour une esthétique plus fluide et naturelle. L'auteur défend la beauté cachée dans la conception technique, même à petite échelle.

Takeaways

• 😀 Les premiers circuits imprimés étaient dessinés à la main, chaque connexion étant tracée avec du ruban adhésif sur un grand diagramme.
• 😀 L'utilisation des ordinateurs dans la conception des circuits a permis de simplifier et d'accélérer le processus, mais au prix de certaines limitations esthétiques, comme l'obligation de suivre une grille de 45°.
• 😀 Les conceptions de circuits imprimés des années 80 ont évolué en un style distinctif, dominé par des angles de 45°, qui est devenu culturellement associé à la technologie.
• 😀 Aujourd'hui, les logiciels de conception assistée par ordinateur (CAO) peuvent placer des pistes sous n'importe quel angle, ce qui permet des conceptions plus esthétiques et efficaces.
• 😀 Les coins nets des pistes ne causent pas de problèmes de radiations électromagnétiques, sauf à des fréquences très élevées, où la forme des pistes peut avoir un impact.
• 😀 Il n'y a plus de problèmes majeurs d'etching des coins nets dans la production moderne, contrairement aux débuts de la conception des circuits imprimés.
• 😀 Sur les circuits flexibles, les coins nets concentrent le stress et peuvent provoquer des cassures des pistes, ce qui nécessite un soin particulier dans leur conception.
• 😀 L'utilisation d'angles arbitraires permet de rendre la conception plus efficace en réduisant la longueur des pistes et en optimisant l'espace sur le circuit.
• 😀 Le logiciel Topora, un auto-routeur topologique, génère des conceptions avec des pistes aussi courtes que possible, maximisant l'efficacité mais en sacrifiant l'esthétique.
• 😀 Le processus de conception des circuits imprimés peut être influencé par la facilité d'utilisation des logiciels, où les coins de 45° sont souvent choisis pour leur simplicité d'édition et de modification.

Q & A

Pourquoi les premiers circuits imprimés étaient-ils dessinés à la main ?

Les premiers circuits imprimés étaient dessinés à la main parce qu'il s'agissait du moyen le plus simple et le plus accessible de créer les schémas de connexion avant l'avènement de la conception assistée par ordinateur (CAO). Le dessin à la main était une méthode simple et directe, même si elle ne visait pas à créer un produit esthétiquement plaisant.

Quel est l'impact des angles de 45 degrés dans les conceptions de PCB ?

Les angles de 45 degrés sont un héritage des premières limitations des logiciels de conception assistée par ordinateur. À l'époque, ces logiciels ne permettaient de concevoir des circuits qu'à des multiples de 45 degrés. Cela a donné naissance à une esthétique robotique et rigide qui est restée une norme dans l'industrie, même après que les logiciels aient évolué.

Les coins aigus des pistes peuvent-ils réellement causer des interférences électromagnétiques (EMI) ?

Non, les coins aigus des pistes n'ont pas un impact significatif sur les interférences électromagnétiques dans les conceptions logiques numériques. Bien que certaines conceptions radiofréquences (RF) puissent être influencées par la forme des pistes, pour des fréquences inférieures à un gigahertz, les coins aigus n'affectent pas les EMI de manière notable.

Est-il nécessaire d'arrondir les coins des pistes pour éviter les problèmes d'empreinte lors de la production des PCB ?

Non, ce problème était vrai dans les premières méthodes de production, mais avec les progrès des technologies de fabrication modernes, il n'y a plus de souci à avoir. Les coins aigus peuvent maintenant être gravés sans problème, même avec les maisons de production les plus abordables.

Quelles sont les préoccupations spécifiques liées aux coins aigus dans les circuits flexibles ?

Dans les circuits flexibles, les coins aigus peuvent concentrer les contraintes mécaniques, ce qui peut provoquer des ruptures des pistes lorsqu'elles sont soumises à une flexion. Il est donc crucial d'éviter les coins aigus pour minimiser les risques de défaillance des circuits flexibles.

Pourquoi les concepteurs choisissent-ils de suivre une grille de 45 degrés même si cela n'est pas nécessaire d'un point de vue fonctionnel ?

La grille de 45 degrés est souvent choisie pour des raisons de commodité et de facilité de conception. Les logiciels de CAO ont été conçus autour de cette grille, ce qui rend la modification des conceptions plus facile et rapide. Cette norme est également culturellement ancrée dans l'industrie.

Qu'est-ce que le Topora auto-router et comment aide-t-il à améliorer les conceptions de PCB ?

Le Topora auto-router est un outil qui optimise le routage des pistes en modélisant les fils comme des bandes de caoutchouc, générant ainsi un tracé très efficace. Il permet de réduire au maximum la longueur des pistes et d'optimiser l'espace sur le circuit, ce qui est particulièrement utile dans la conception de circuits très compacts.

Pourquoi certaines conceptions de PCB utilisent-elles des pistes arrondies ?

Les pistes arrondies sont utilisées pour créer des conceptions esthétiques plus fluides et moins rigides, contrastant avec les conceptions traditionnelles aux angles de 45 degrés. Avec les logiciels modernes, il est désormais facile de concevoir des circuits avec des formes plus organiques qui répondent à la fois aux besoins fonctionnels et esthétiques.

Comment les techniques de 'mouler' les PCB sont-elles réalisées ?

La technique de 'mouler' un PCB consiste à lisser les pistes pour créer des courbes douces et organiques, semblables à des formes fondues. Cela peut être accompli à l'aide de logiciels comme KiCad et de scripts Python qui appliquent un algorithme mathématique pour arrondir les pistes et donner un aspect plus fluide et esthétique aux circuits imprimés.

Quel rôle jouent les 'teardrops' dans la conception des PCB modernes ?

Les 'teardrops' sont des transitions douces entre les pistes et les pastilles, créées pour éviter les concentrations de stress qui peuvent endommager les circuits, en particulier dans les PCB flexibles. En utilisant des courbes de Bézier cubiques, ces teardrops suivent les courbes des pistes subdivisées, assurant une transition fluide et esthétiquement agréable.