Initiation à la conception de circuits imprimés – Partie 1

Les circuits imprimés, ou dits PCB (de l’anglais Printed Circuit Board), sont au cœur de l’électronique moderne. C’est un ensemble de couches de cuivre séparées par un matériau isolant, vous les verrez souvent de couleur verte. Ils servent de support pour connecter et maintenir des composants, dans l’optique de construire une carte électronique.

Dans cette initiation, vous apprendrez à utiliser le logiciel KiCad pour concevoir un circuit imprimé simple, depuis le schéma électronique jusqu’au design du circuit pour sa fabrication.

Pour toute remarque ou question, n’hésitez pas à m’envoyer un mail ().

Prérequis#

• Un ordinateur avec le logiciel KiCad
• C’est tout !

Objectif#

Le but de cette initiation de réaliser un petit circuit imprimé avec des composants simples (LED, buzzers, résistances…) qui pourrait par la suite être branché et utilisé avec une carte à microcontrôleur :

Cette réalisation se fait en deux parties :

• Schématique : C’est là qu’on réalise le schéma du montage, de la même manière que les montages qui sont proposés dans l’initiation à la programmation embarquée. On peut retrouver ce genre de schémas dans des cours d’électronique.
• Routage : C’est là qu’on choisit la position des différents composants, que l’on connecte entre eux en les routant.

Schématique#

Placement des composants#

Pour notre carte, nous allons avoir besoin de placer les composants nécessaires sur la page. En voici la liste :

• 3 LEDs (LED)
• Un connecteur mâle à 7 broches (Conn_01x07_Pin)
• 4 résistances (R)
• 1 bouton poussoir (SW_Push)

Connexion des composants#

Nous allons maintenant connecter les composants entre eux avec des fils, mais aussi avec ce qu’on appelle des labels.

Un label local & global permettent de relier des composants sans avoir à les relier explicitement par un fil. C’est très pratique pour améliorer la lisibilité d’un schéma avec beaucoup de composants. Voici par exemple un schéma sans label :

Et le même schéma avec un label (les deux schémas sont équivalents !) :

• Label local : Label fonctionnel pour une seule page du projet (Ce qu’on va utiliser dans cette initiation, puisque nous n’utilisons qu’une seule page).

• Label global : Label fonctionnel pour toutes les pages d’un même projet.

Numérotation des composants#

Nous allons maintenant attribuer des numéros uniques à chacun des composants pour pouvoir les différencier.

Analyse de la qualité du schéma#

Votre schéma est maintenant terminé, mais il faut vérifier qu’il n’y a pas d’erreurs sur ce dernier. C’est le rôle du Contrôle des Règles Électriques (dit ERC en anglais pour Electrical Rules Checker).

Dans l’exemple ci-dessus, il y’a eu un oubli de connexion entre la LED D1 et la masse. On rajoute alors le fil nécessaire et après relancement du l’ERC, les erreurs disparaissent :

Assignation des empreintes#

Il faut maintenant donner à chacun des composants une empreinte qui va représenter sa forme et ses dimensions sur la carte électronique. Pour ce faire, on utilise l’outil d’affectation d’empreintes.

L’outil est divisé en trois colonnes :

1. Les librairies d’empreinte disponibles
2. Les symboles de votre schéma et leur empreinte associée (pas d’empreintes pour le moment)
3. La liste des empreintes de tous les composants de KiCad

Pour éviter d’avoir un chercher une empreinte parmi toutes celles de KiCad, vous avez la possibilité d’appliquer 3 filtres de recherche :

1. Filtrage des empreintes définies pour le symbole sélectionné
2. Filtrage par nombre de broches du symbole sélectionné
3. Filtrage par librairies sélectionnées dans la colonne de gauche

Dans cet exemple, vous pouvez activer les 3 filtres en même temps en cochant les cases associées.

Une fois tout cela de fait et plus aucune erreur sur l’ERC, nous allons pouvoir passer à la conception du PCB dans la partie suivante.

Crédits#

• Rédacteur : Ousmane THIONGANE
• Dernière mise à jour : Juin 2025
• Relecteur : Loubna LATRECHE