Conception du circuit version CMS

Motivations

Les composants montés en surface (CMS) sont plus petits (et souvent moins chers). La conception d'un circuit CMS permettra donc de réduire la dimension du montage, de diminuer sa consommation, de réduire son coût, et de préparer l'industrialisation éventuelle, pour l'immense majorité des utilisateurs qui ne voudra jamais souder un kit.

Composants encombrants

Nous avons sélectionné (pour l'instant) les tubes STS-5 ou SBM-20 soviétiques dont les dimensions sont 102,5 mm de long pour un diamètre de 12 mm. Les batteries Turnigy LiPo 2200 mAh, dont les dimensions sont 97 x 34 x 8mm (pour 55g), sans les pattes de connexion (compter 110m en longueur, ou en les rabattant, 98mm pour 10mm de haut).

On peut donc imaginer au moins deux dispositions de ces deux composants principaux, qui vont déterminer la géométrie du boitier, et celle du circuit CMS.

A gauche, côte à côte (C). A droite, superposés (S) :

La version (S) a pour épaisseur : épaisseur batterie+diamètre tube+PCB La version (C) a pour épaisseur : épaisseur batterie+épaisseur transformateur+PCB, avec 12mm pour le tube, 8mm pour la batterie et 7mm pour le transformateur CTX210611-R. soit 5mm d'écart. Cet écart serait d'ailleurs encore plus prononcé si on choisit un transformateur CTX210411-R, (même turn-ratio, 4W au lieu de 6W) pour seulement 5,5mm.

En revanche, la disposition (C) est 12mm plus large, ce qui contraint moins la disposition des composants sur le PCB. La différence entre le diamètre du tube et l'épaisseur de la batterie est de 4mm (côtes fournisseurs).

Une autre différence majeure est l'intégration du tube au montage. En version S, le tube (et ses supports, de type porte-fusible) sont au-dessus du PCB : l'intégration se fait par deux trous percés dans le PCB, sans fil additionnel.

Dans la version C, le tube est à côté, et nécessite pour être relié des fils, et d'être soudé. C'est plus compliqué pour l'industrialisation, à moins de trouver un porte-fusible qui puisse être inséré (perpendiculairement au PCB), mais accepter le tube en étant penché à 90°C du PCB. Cela pourrait être le 111/ 519 Series 5×20mm Fuse Clip de LittleFuse.

L'épaisseur du PCB peut être adaptée 0,4mm ou 1,6mm.

Dans la disposition C, le PCB aurait pour dimensions 103x34mm si le tube est connecté à 90°C, et 103x46mm si le tube est connecté comme un fusible. Dans les deux cas, la zone utilisable du PCB est bien 103x34mm, et seule la connexion du tube est présente dans la marge 34-46mm du deuxième cas. Dans le deuxième cas, l'épaisseur totale du montage est 4mm plus élevée, et il faudra alors envisager de caler la batterie.

On peut alors envisager de “retourner” le PCB, pour mettre les composants entre batterie et PCB, pour profiter de cet espace mort, mais on risque des problèmes thermique…

Autres considérations

Il faudra en plus garder à l'esprit :

l'alignement des LEDs : batterie en charge, batterie chargée, sous-tension, bluetooth, coups.
le positionnement de l'interrupteur, pour limiter les risque d'extinction/mise en route involontaire dans la poche
la position de l'antenne BT