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Un projet fait aujourd’hui grand bruit dans l’ingénierie électronique. Similaire à l’initiative logicielle Open Source qui a ouvert l’accès à un large éventail d’applications informatiques, le matériel Open Source contribue à éliminer un certain nombre d’obstacles à l’innovation dans la technologie. Contrairement à la communauté du logiciel Open Source, cependant, les concepteurs de matériel désireux de partager leurs travaux n’avaient pas encore eu accès à autant d’outils librement accessibles de ce niveau. Cette question est actuellement examinée.

Matériel Open Source

Grâce au matériel Open Source (OSHW, Open Source Hardware), il est possible d’utiliser des conceptions et modèles et de les réaliser sans payer de redevances ou, plus important encore, de les modifier pour fabriquer de nouveaux produits. Un gain de temps important est réalisé en matière de duplication de procédés ou de mise en oeuvre de sous-systèmes, lorsqu’une personne qui a fait le travail, et l’a mis à disposition en tant que conception Open Source, a déjà optimisé ces modèles. Des sociétés telles qu’Arduino ont adopté le modèle de matériel Open Source pour faciliter le prototypage et le développement de nouveaux systèmes. Les cartes réalisées par Arduino sont livrées avec la documentation et les fichiers sources permettant de les recréer et de les adapter.

Le matériel Open Source a réalisé ses prototypes passés et les a transformés en systèmes finis. Openmoko a lancé l’idée d’un combiné cellulaire totalement réalisé en Open Source. De ce projet est née non seulement une pile logicielle, mais surtout un effort communautaire destiné à proposer un modèle matériel réutilisable d’un dispositif mobile complet. L’imprimante 3D MakerBot, conçue pour construire des objets en plastique à domicile, est vendue en kit. Mais la société fournit également tous les fichiers de conception et informations nécessaires à la réalisation du produit, ou à l’amélioration de la conception permettant la fabrication d’une imprimante MakerBot optimisée.

Outils de conception Open Source

Bien qu’il existe une communauté grandissante de concepteurs de systèmes et d’ingénieurs en électronique prêts à divulguer leurs travaux et à offrir une longueur d’avance aux personnes ayant des idées sur la façon de les améliorer, des lacunes subsistent quant aux outils de conception. La communauté logicielle Open Source dispose d’un accès à de nombreux outils gratuits pour créer de nouveaux logiciels. Toutefois, l’accès libre aux outils de conception de matériel électronique n’a toujours pas atteint le même niveau.

S’il existe un certain nombre d’outils gratuits de conception de circuits imprimés à télécharger, ils sont souvent limités dans leurs fonctionnalités. Par exemple, leurs fonctions d’exportation et d’importation peuvent être très restreintes en ce que ces outils sont conçus pour fonctionner avec l’équipement d’un fabricant de cartes de circuit imprimé particulier. Il existe également des outils Open Source à télécharger sur Internet. Ils sont généralement libres de restrictions artificielles quant à des attributs tels que la taille de la carte et le nombre de couches qu’un projet peut avoir. Mais, en ce qu’ils sont développés par une communauté éparse de programmeurs, certaines fonctionnalités essentielles, que les utilisateurs de cartes de circuit imprimé sont en droit d’attendre des outils commerciaux, en sont absentes.

Outil DesignSpark PCB

L’outil DesignSpark PCB, d’autre part, est un outil gratuit présentant les caractéristiques d’un outil commercial qui n’a pas été artificiellement limité, qu’il s’agisse de la taille de la carte, des couches, du nombre de broches ou du fichier en sortie. Établie en partenariat avec une société d’outils de CAO tierce, l’équipe de développement compte, en totalisant ses forces vives, plus de 150 ans d’expérience dans le développement de logiciels de CAO pour cartes de circuit imprimé, et l’outil DesignSpark PCB est le résultat de cette vaste expérience, ainsi que des commentaires émis par les utilisateurs d’outils CAO à travers le monde, à quoi s’ajoute une analyse détaillée des outils de topologie de carte de circuit imprimé actuellement disponibles. Outre les fonctionnalités topologiques et de capture schématique essentielles à un quelconque outil de conception de cartes de circuit imprimé, l’outil DesignSpark PCB comprend un auto-routeur complet disposant d’une prise en charge totale pour les vérifications des règles de conception permettant de garantir que la carte peut être fabriquée. Il permet par conséquent à une nouvelle génération d’ingénieurs en électronique de travailler sur des projets en utilisant une catégorie d’outils qui coûtaient auparavant des centaines voire des milliers d’euros L’outil permet de choisir parmi un large éventail de modèles déjà disponibles. Ces modèles incluent non seulement ceux de l’espace OSHW mais aussi les nombreux modèles de référence produits par des fabricants tels que Texas Instruments, lesquels fournissent des fichiers de conception compatibles avec les outils standard du secteur.

Contrairement aux outils gratuits mis à la disposition des utilisateurs issus de l’enseignement ou amateurs, aucune restriction d’utilisation n’est imposée par l’outil DesignSpark PCB. Il peut être utilisé pour les modèles commerciaux aussi que pour ceux transmis aux communautés OSHW.

Conçu de bout en bout pour Microsoft Windows, DesignSpark PCB épouse largement l’approche que le système d’exploitation recommande pour la conception d’applications. L’outil en devient ainsi plus facile à apprendre et à appréhender. À la première utilisation du logiciel, l’utilisateur n’est pas surpris par un tableau de boutons et commandes impénétrables. Au lieu de cela, l’interface utilisateur est très claire et les fonctions de base sont positionnées sur deux barres d’icônes dans la partie supérieure et sur le côté de l’écran principal. Les fonctions de conception génériques de cartes de circuit imprimé sont disponibles à partir de menus contextuels. Réalisé pour Windows, DesignSpark PCB prend en charge les fonctions « copier-coller » et « glisser-déposer  ». Il est ainsi plus facile de sélectionner des parties d’un fichier de conception et de les transférer vers un nouveau projet. Lorsqu’un modèle de référence d’un microcontrôleur présente une partie qu’il est possible d’utiliser dans un projet plus vaste, il est très simple de copier cette composante vers le projet. En outre, les fonctions peuvent être utilisées pour dupliquer rapidement des parties qui seraient sinon très fastidieuses à réaliser manuellement.

Par ailleurs, en ce que les utilisateurs de DesignSpark PCB font automatiquement partie du réseau social DesignSpark pour ingénieurs, il est facile d’obtenir des conseils sur l’utilisation de l’outil ainsi que sur d’autres aspects de la conception des cartes de circuit imprimé. Au lieu de passer de nombreuses heures à rechercher des documents expliquant les procédures à suivre pour la réalisation d’une tâche, vous pouvez rechercher dans les Questions/Réponses ou tout simplement demander à des confrères.

Passons à la production ...

DesignSpark PCB est connecté à des outils en ligne de plusieurs façons. L’outil facilite largement l’évaluation du coût d’une conception et la possibilité de sa fabrication grâce à la fonctionnalité d’exportation d’une nomenclature complète. Ce fichier de nomenclature peut être téléchargé sur l’outil de devis en ligne proposé par RS Components pour évaluer totalement le coût d’un prototype ou de la fabrication de cartes assemblées et commander les composants nécessaires en toute transparence.

L’outil contient une base de données exhaustive de composants  :

des résistances aux microcontrôleurs. Lorsqu’un composant n’est pas dans la base de données de pièces, il est facile d’en créer un nouveau en sélectionnant le boîtier pertinent, par exemple « SOT-23 » ou un grand boîtier à matrice de plots, et en affectant ensuite les broches saisies du schéma sur leur positions pertinentes dans le boîtier.

Etant donné qu’un grand nombre des dessins et modèles du monde Open Source ne se limitent pas aux composants sur cartes de circuit imprimé, mais concernent également les robots, les imprimantes 3D et même une voiture hybride expérimentale dans un cas, l’adaptation des composants électroniques dans le système est un point essentiel de la réussite. C’est précisément sur ce point que DesignSpark PCB se tourne vers l’avenir. L’outil peut sélectionner une conception de carte de circuit imprimé et exporter des fichiers FDI, un format compris par les outils de CAO 3D mécaniques.

Nombre de composants électromécaniques proposés par l’outil de sélection RS Components, lequel facilite la sélection des pièces à utiliser pour un travail particulier, présentent des modèles 3D concordants. Ainsi, il est aujourd’hui beaucoup plus facile à ces outils d’intégrer les formes 3D réelles dans des modèles mécaniques, de sorte que vous pouvez facilement voir si un radiateur a assez de jeu et, sinon, le replacer au bon endroit avec DesignSpark PCB.

Lorsque le modèle est achevé, DesignSpark PCB génère un fichier de type Gerber prêt pour la production par un quelconque fournisseur de circuits imprimés, offrant ainsi le dernier maillon de la chaîne.

La vision OSHW

Le matériel Open Source peut changer la façon dont la communauté des ingénieurs envisage la conception, en concentrant les efforts sur des domaines différentiables plutôt que de forcer les utilisateurs à recréer des soussystèmes communs de bout en bout. Il lève ainsi les obstacles à l’innovation. Mais DesignSpark PCB lève également un autre obstacle en proposant, gratuitement, la possibilité de sélectionner, d’adapter et de créer de nouveaux modèles de matériel électronique.

http://www.designspark.com