PCB double face 7X9CM perforé

La plaque à trous double face 7 × 9 cm est le grand format de la gamme : 70 mm de large sur 90 mm de long, de quoi poser côte à côte un microcontrôleur, son étage de sortie et les borniers de raccord, là où un format 5 × 7 cm oblige à empiler les blocs les uns sur les autres. Comme les autres plaques perforées du catalogue, elle est percée d’une grille régulière au pas de 2,54 mm et chacune de ses pastilles existe sur les deux faces, reliées par des trous métallisés.

Rien ne se programme sur cette carte : elle ne contient ni composant ni circuit. C’est un support de soudure, qui reçoit le montage une fois celui-ci mis au point sur une plaque d’essai, et le fige dans des soudures définitives. Ce qui décide de son emploi, c’est le pas de perçage, la rigidité de la carte et la surface disponible.

Ce que le format 70 × 90 mm permet

• Un microcontrôleur et sa sortie sur la même carte. Une carte Nano ou un boîtier DIP-28 tient dans une bande de 45 mm environ : il reste la moitié de la plaque pour le relais, le pont en H ou les transistors de puissance et leurs borniers. Sur 5 × 7 cm, ces trois blocs se chevauchent et les fils passent au-dessus des composants.
• Une alimentation complète, à plat. Entrée, régulateur sur son onglet, condensateurs de filtrage et borniers de sortie se répartissent sur des zones distinctes, chaque bloc avec ses quelques pastilles de masse autour.
• Les raccordements amenés au bord. Sur 90 mm de long, les borniers à vis se placent sur les deux petits côtés : les fils arrivent à l’extérieur du boîtier, sans traverser la zone des composants.
• Un montage qui se visse. Les quatre trous d’angle reçoivent des vis M3 : la carte se fixe au fond d’un boîtier, sur une platine ou sur un profilé, et les soudures cessent de travailler quand on branche et débranche les fils.
• De l’air entre les blocs. Une fois les composants soudés, l’espace libre qui reste n’est pas du gaspillage : c’est ce qui permet de glisser une pince entre deux rangées pour reprendre une patte sans dessouder les voisines.

Caractéristiques techniques

Ce que les trous métallisés changent en pratique

Sur une plaque simple face, le cuivre n’existe que d’un côté : tout ce qui doit se raccorder à une pastille déjà occupée se soude par-dessus, ou se rejoint par un fil qui traverse la carte. Ici le perçage est chemisé, la pastille du dessus et celle du dessous sont le même point électrique. Trois conséquences concrètes :

• les liaisons longues passent au dos de la carte, sous les composants couchés, au lieu de former des ponts de fil sur la face visible ;
• un composant traversant se soude, et surtout se contrôle, des deux côtés : un pont d’étain invisible depuis le dessus se repère par le dessous à l’ohmmètre ;
• en cas de reprise, une pastille dont le dessus a souffert reste exploitable par l’autre face, le cuivre du perçage continuant à conduire.

Ce que la version double face ne change pas : les pastilles restent indépendantes les unes des autres. Aucune piste n’est préétablie, chaque liaison doit être soudée, et c’est justement ce qui rend la carte utilisable pour n’importe quel schéma.

Exemple de montage : une alimentation 5 V sur borniers

Un montage qui montre l’intérêt de la surface : un régulateur 5 V, ses condensateurs et ses deux borniers, alimentés par une pile 9 V ou une petite alimentation continue. Tout tient à plat sur la carte, sans fil volant.

Matériel

• la plaque perforée 7 × 9 cm, de l’étain fin, un morceau de fil de câblage dénudé ;
• un régulateur de tension 7805 en boîtier TO-220 ;
• un condensateur de 0,33 µF entre l’entrée et la masse, un condensateur de 0,1 µF entre la sortie et la masse ;
• deux borniers à vis 2 broches, un pour l’entrée, un pour la sortie 5 V ;
• une LED rouge 5 mm et une résistance 1 kohm 1/4 W comme témoin de mise sous tension ;
• un support de piles 6 x AA 9 V avec ses deux fils, ou une alimentation continue réglée entre 8 et 12 V ;
• un multimètre, un fer à souder à pointe fine, une pince coupante.

Câblage, pas à pas

1. Souder le bornier d’entrée sur un petit côté de la carte et le bornier de sortie sur le petit côté opposé : deux pastilles chacun, séparées d’au moins deux pas.
2. Poser le 7805 au centre, pattes vers le bas, de sorte que ses trois broches tombent chacune sur une colonne de la grille : elles sont espacées d’un pas, exactement comme les trous. Broche 1 = entrée, broche 2 = masse, broche 3 = sortie.
3. Souder la broche 2 (masse) et prolonger cette colonne par un fil dénudé soudé pastille après pastille jusqu’à la borne moins du bornier d’entrée.
4. Prolonger la même ligne de masse jusqu’à la borne moins du bornier de sortie, en passant par le bord de la carte plutôt qu’au milieu des composants.
5. Souder la broche 1 du régulateur à la borne plus du bornier d’entrée par un fil dénudé.
6. Souder le condensateur de 0,33 µF au plus court entre la broche 1 et la ligne de masse : c’est lui qui empêche le régulateur d’osciller quand la longueur de fil augmente.
7. Souder le condensateur de 0,1 µF entre la broche 3 et la masse, au plus près du régulateur également.
8. Relier la broche 3 à la borne plus du bornier de sortie.
9. Souder la résistance de 1 kohm sur une pastille libre reliée à la broche 3, puis la LED entre l’autre patte de la résistance et la ligne de masse. La patte courte de la LED est la cathode : elle va du côté de la masse.
10. Couper les pattes à environ 1 mm au-dessus de la pastille et inspecter le dessous de la carte.
11. Hors tension, contrôler à l’ohmmètre qu’aucune des deux entrées n’est reliée à la masse, puis brancher la pile : la LED s’allume et la sortie doit donner 5 V à quelques pour cent près.

Ce qu’il faut savoir sur ce montage

Le 7805 dissipe en chaleur la différence entre la tension d’entrée et les 5 V de sortie. Alimenté en 9 V avec un courant de 300 mA, il chauffe déjà ; en 12 V et 500 mA, la puissance dissipée approche 3,5 watts et l’onglet métallique devient brûlant : il faut alors un petit dissipateur vissé dessus, ou une tension d’entrée plus basse. L’onglet est relié à la masse, il n’exige pas de plaque isolante quand la masse du montage est commune.

Les deux condensateurs ont une polarité : la patte repérée par une bande claire est la masse. Un condensateur électrolytique soudé à l’envers chauffe et gonfle à la première mise sous tension.

Découpe et mise en boîtier

• Recouper la carte à la dimension voulue. Une scie à métaux fine ou une mini-perceuse avec un disque à tronçonner fait une coupe nette ; la rayure au cutter suivie d’une cassure ne convient pas au FR-4, qui s’effrite en biais.
• Ébavurer puis essuyer. Un coup de lime fine sur les bords, et un chiffon humide sur le plan de travail : la poussière de verre est irritante.
• Boîtier sur rail DIN. Les boîtiers pour carte au format rail DIN accueillent ce genre de plaque : la carte se visse sur les plots et le module se clipse comme un disjoncteur.
• Prévoir les perçages avant de souder. Agrandir un trou, recouper un bord ou percer les angles après coup fait vibrer les soudures déjà en place.

Points d’attention

• La chauffe d’une pastille se compte en secondes. Deux à trois secondes de contact suffisent avec un fer à 350 degrés. Une pastille surchauffée se décolle, et sur ces cartes il n’y a pas de piste de rechange : c’est le perçage entier qui devient inutilisable.
• Les trous font environ 1 mm. Ils reçoivent sans effort les pattes de composants de 0,5 à 0,8 mm, mais les broches de bornier, les pattes de relais et le gros fil demandent un perçage à 1,2 ou 1,5 mm avec une mèche à métaux.
• Vérifier les deux faces après soudures. Sur une carte double face, une patte coupée trop longue peut venir toucher une pastille voisine de l’autre côté : le pont ne se voit pas depuis la face où l’on a travaillé.
• Un pont d’étain entre deux rangées voisines suffit à mettre l’alimentation en court-circuit. Le contrôle à l’ohmmètre avant la première mise sous tension coûte dix secondes.
• Laisser de la matière autour des trous d’angle. Un perçage de fixation placé à moins de 2 mm de la grille risque d’arracher une pastille : garder la bande de bord libre.
• Travailler sur un support. Une carte de 90 mm se soude mal en l’air : la poser à plat, quitte à la maintenir par une pince, évite de plier les pattes déjà soudées.

Questions fréquentes

Quelle surface gagne-t-on par rapport à une plaque 5 × 7 cm ?

Presque le double : environ 63 cm² contre 35 cm². Concrètement, ce n’est pas seulement « plus de place » : c’est la possibilité de séparer physiquement l’étage d’alimentation de l’étage de commande, ce qui limite les perturbations d’un relais ou d’un moteur sur un capteur placé à côté.

Peut-on y fixer une carte de développement sans la souder ?

Oui, en soudant d’abord des barrettes de broches femelles sur la plaque, à l’emplacement des deux rangées de pattes de la carte. La carte se clipse alors dessus et se retire pour être reprogrammée, sans toucher aux soudures.

Faut-il un support pour les circuits intégrés ?

Un support DIP soudé sur la plaque évite de dessouder un circuit intégré pour le remplacer ou le reprogrammer hors du montage, et il n’occupe pas plus de place que le boîtier lui-même.

Combien de points de soudure la plaque offre-t-elle ?

Chaque trou est une pastille indépendante : au pas de 2,54 mm, une plaque de cette taille en compte plusieurs centaines. Le total importe moins que leur indépendance, puisque chacune reste libre d’affectation jusqu’au moment où on la soude.

La plaque accepte-t-elle des composants CMS ?

Elle est conçue pour le traversant et le pas de 2,54 mm. Un boîtier CMS peut être soudé à la main entre deux pastilles voisines, mais ce n’est pas confortable : pour du CMS, mieux vaut un adaptateur prévu pour ce pas.

Pourquoi toutes les pastilles ne sont-elles pas reliées entre elles, comme sur une plaque à bandes ?

Une plaque à bandes impose un schéma de liaisons que l’on subit ; ici aucune liaison n’existe avant la soudure. C’est plus long à câbler, mais n’importe quel montage y trouve sa place, y compris ceux qui n’ont pas été prévus pour une grille de bandes.

À combiner avec

• Fer à souder 40 W : la puissance qui convient à ces pastilles, avec une pointe fine pour ne pas déborder sur les trous voisins.
• Étain fil à soudure : un fil fin se dose plus facilement qu’un gros diamètre quand les pastilles sont serrées.
• Pompe à dessouder : pour reprendre une patte soudée au mauvais endroit sans arracher la pastille.
• Plaque d’essai 830 : l’étape d’avant, où le montage se met au point sans rien souder, avant de passer sur la plaque perforée.
• Plaque PCB double face 5 x 7 cm : le format inférieur de la même gamme, à choisir quand les blocs du montage sont moins nombreux.
• Plaque PCB double face 20 x 15 cm : la même matière en grande surface, pour un montage qui ne tiendra pas sur 7 x 9 cm.
• Boîtier rail DIN pour carte : pour fixer la plaque finie sur un rail, comme un module du tableau.
• Vis M3 16 mm avec écrou : pour visser la carte sur un fond ou des entretoises par ses quatre trous d’angle.
• Gaines thermorétractables : à glisser sur les fils d’alimentation aux points de soudure, pour éviter qu’un fil ne touche une pastille voisine.