PCB est l'abréviation de "circuit imprimé". Un circuit imprimé ressemble à un morceau plat de plastique ou de fibre de verre. Il n'est que vert. Des lignes de cuivre courent sur le dessus et sur le dessous. Ces fines lignes de cuivre sont comme des routes. Elles transportent l'énergie et les données d'un point à un autre. La carte comporte de minuscules pastilles. Chaque pastille est un petit carré de cuivre. Des trous traversent la carte. Ces trous laissent passer les pattes métalliques des pièces. Les pièces telles que les résistances, les lampes, les prises et les puces sont placées sur les pastilles. Un petit téléphone peut avoir un circuit imprimé. Un grand téléviseur peut en avoir cinq. La principale fonction du circuit imprimé est de maintenir toutes les pièces au bon endroit et de les relier par des fils de cuivre.
Qu'est-ce qu'un microcontrôleur ?
Un microcontrôleur est un petit ordinateur dans une petite puce. La puce ressemble à une boîte noire munie de nombreux pieds métalliques. À l'intérieur de la boîte noire se trouve un cerveau appelé CPU. La puce possède sa propre mémoire vive. La RAM est une mémoire rapide qui conserve les données pendant une courte période. La puce possède une mémoire morte. La ROM est une mémoire qui conserve le code lorsque l'alimentation est coupée. La puce comporte des éléments supplémentaires. Elle possède des minuteries, des ports pour lire les capteurs et des ports pour allumer ou éteindre les lumières. La puce n'a besoin que de cinq ou trois volts pour se réveiller. Une petite batterie peut la faire fonctionner pendant des jours. La puce peut faire clignoter une lumière ou faire tourner un objet moteur ou lire une pression de touche. Pour ce faire, il exécute le code que vous lui transmettez.
Quelle est la fonction du PCB ?
Le circuit imprimé est la base. Le microcontrôleur est une partie de cette base. Le circuit imprimé alimente la puce par l'intermédiaire des fils de cuivre. Le circuit imprimé relie la puce à d'autres éléments tels que les boutons, les lumières et les moteurs. La puce communique avec ces éléments en envoyant de minuscules signaux à travers les fils de cuivre. Ils travaillent en équipe. Si vous retirez la puce, le circuit imprimé est silencieux. Si vous retirez le circuit imprimé, la puce n'a plus de fils ni d'alimentation. Elle ne peut rien faire.
Considérez le circuit imprimé comme un plan de ville. Les lignes de cuivre sont les rues. Les pièces sont les maisons et les magasins. Le microcontrôleur est la mairie. La mairie envoie des voitures ou des signaux à chaque maison. Les rues transportent les voitures. Si une rue est coupée, la voiture s'arrête. Si l'hôtel de ville est fermé, rien ne bouge. La ville a besoin des rues et de l'hôtel de ville pour rester en vie.
De nombreuses personnes mélangent les termes. Certains disent "PCB" pour désigner l'ensemble du gadget. D'autres disent "microcontrôleur" lorsqu'il s'agit de l'ensemble de la carte. C'est une erreur. Le circuit imprimé est le lieu. Le microcontrôleur est un travailleur à cet endroit. Vous pouvez acheter un circuit imprimé vierge sans pièces. Vous pouvez acheter une puce de microcontrôleur sans carte. Pour fabriquer un gadget, vous devez souder la puce sur la carte. Vous devez ajouter une fiche et des fils d'alimentation et peut-être quelques résistances. Ce n'est qu'ensuite que le gadget prendra vie.
Ne pas confondre la définition du PCB
Examinons un véritable interrupteur intelligent. L'interrupteur est doté d'un circuit imprimé à l'intérieur. Le circuit imprimé a la taille d'une carte de crédit. Elle comporte des lignes en cuivre, deux résistances, une petite prise et une LED. Un minuscule microcontrôleur se trouve sur la carte. La puce a huit pattes. Deux d'entre elles sont alimentées en électricité. Une branche lit l'interrupteur mural. Une patte commande la DEL. Lorsque vous appuyez sur l'interrupteur mural, la puce détecte le signal et alimente la DEL. Les lignes de cuivre du circuit imprimé transportent l'énergie. La puce fait le choix. Les deux parties sont nécessaires. Si vous retirez la puce, la DEL reste éteinte. Si vous rompez la ligne de cuivre, la DEL reste éteinte.
Combien cela coûte-t-il ?
Parler des coûts. Un simple PCB à deux couches peut coûter trois dollars. Un petit microcontrôleur huit bits peut coûter un dollar. Ajoutez cinq résistances et deux fiches pour deux dollars de plus. L'ensemble de la carte coûte moins de dix dollars. C'est pourquoi les petits appareils intelligents sont peu coûteux à fabriquer et à acheter.
La taille, ça se discute. Un circuit imprimé peut être aussi petit qu'une pièce de monnaie ou aussi grand qu'un ordinateur portable. Un microcontrôleur n'a que la taille d'un ongle. Vous pouvez placer la puce sur n'importe quelle carte. Vous pouvez placer deux ou trois puces sur la même carte si vous avez besoin de plus de cerveaux.
Parler de puissance. Le circuit imprimé peut acheminer des ampères élevés vers un gros moteur. Le microcontrôleur ne consomme que très peu d'énergie. Il peut dormir pendant des mois sur une pile de montre. Ce mélange vous permet de faire fonctionner de grosses charges avec un petit cerveau.
Diffusion de la chaleur. Le circuit imprimé peut diffuser de la chaleur grâce à de larges surfaces de cuivre. Le microcontrôleur ne produit que peu de chaleur. Si la carte fait tourner un gros moteur, le cuivre large aide à refroidir la puce du pilote. Le microcontrôleur reste froid.
Plus d'informations. Vous pouvez acheter des kits prêts à l'emploi en ligne. Ces kits sont composés d'un circuit imprimé et d'un microcontrôleur. Le circuit imprimé comporte déjà des pistes en cuivre imprimées. Le microcontrôleur a des pattes qui s'adaptent aux trous. Vous soudez la puce, ajoutez une petite batterie et chargez un exemple de code. En une heure, vous pouvez faire clignoter une LED. En deux heures, vous pouvez fabriquer un petit lecteur de musique. C'est ainsi que de nombreux enfants commencent à apprendre.
Réparez la conversation. Si votre petite voiture ne fonctionne plus, examinez le circuit imprimé. Vérifiez qu'il n'y a pas de fissures ou de taches sombres de brûlure. Si les routes sont en bon état, le microcontrôleur est peut-être mort. Remplacez la puce ou remplacez toute la carte. Le jouet fonctionnera à nouveau.
La parole au futur. Les nouveaux circuits imprimés utilisent moins de cuivre et ajoutent plus de couches. Les nouveaux microcontrôleurs consomment moins d'énergie et fonctionnent plus rapidement. Mais l'idée reste la même. Le circuit imprimé est la route. Le microcontrôleur est le conducteur. Ils grandissent mais ne changent pas de rôle.
FAQ
Le circuit imprimé est la carte qui contient les pièces et les fils. Un microcontrôleur est le petit ordinateur qui se trouve sur cette carte. Le circuit imprimé fournit de l'énergie et relie les pièces. Le microcontrôleur exécute le code et contrôle les pièces.
Oui, mais il est limité. Sans microcontrôleur, un circuit imprimé ne peut effectuer que des tâches passives ou des circuits simples. Pour les fonctions intelligentes, vous avez besoin d'un microcontrôleur ou d'autres puces logiques.
Commencez par dresser la liste de vos besoins : nombre d'entrées/sorties, vitesse, mémoire, besoins analogiques ou sans fil et limites de puissance. Comparez ensuite les composants en fonction de leurs spécifications, de leur prix et de leur stock.
Un simple circuit imprimé à deux couches coûte quelques dollars, un microcontrôleur 8 bits de base environ $1, et quelques pièces supplémentaires quelques dollars. Une simple carte finie coûte souvent moins de $10. Les coupes de production en volume coûtent plus cher.
