La fabrication de PCB en ligne : une conception collaborative

Il y a quelques années, je travaillais comme ingénieur concepteur de circuits imprimés pour une entreprise située dans la magnifique campagne italienne, où je concevais des onduleurs de puissance pour les pompes à eau. Le travail était aussi complexe qu'il était proportionnellement satisfaisant, chaque carte présentant un dI/dt extrêmement pointu et des exigences strictes en matière de CEM et de fiabilité.

Conduire chaque jour pour se rendre au travail, avec les collines qui émergent lentement de derrière l'autoroute pour révéler le minuscule point qu'était notre usine, était pittoresque mais demandait beaucoup de temps. Finalement, après 45 minutes de musique et de podcasts (comprenant souvent le podcast OnTrack d'Altium), j'arrivais au bureau.

Malgré le cadre idyllique des bâtiments, il y avait de nombreux jours où, compte tenu des trajets, je ne pouvais rien faire d'autre que le travail lui-même, et beaucoup de mes collègues et moi-même avons fini par exiger de travailler à domicile un jour de la semaine afin de faciliter notre équilibre entre vie professionnelle et vie privée.

C'était l'époque de l'halcyon, où le travail à domicile était une exigence et non une nécessité. Altium était le deuxième outil le plus important de ma boîte à outils pour la fabrication de PCB en ligne, après le stylo et le papier, et j'espérais au départ pouvoir l'emporter chez moi.

Les paramètres d'Altium pointaient vers des dossiers de réseau partagés entre tous les ingénieurs pour des conceptions collaboratives. Des bibliothèques qui s'appuyaient sur un logiciel que j'avais développé et qui était interconnecté avec le PGI de l'entreprise et plusieurs bases de données internes qui fonctionnaient sur deux serveurs différents. Le bureau entier avait moins de 10 Mo de téléchargement en amont pour près de quarante personnes, et était situé dans un environnement rural. Les VPN étaient donc totalement non viables.

La vérité est que, compte tenu des limites de l'infrastructure du réseau, travailler à domicile n'aurait pas été possible à l'époque. Altium 365 venait d'être anticipé à l'époque, une solution centralisée pour le développement électronique semblait un rêve lointain et impossible.

Les temps ont changé, et ce qu'Altium 365 nous permet de faire maintenant est inégalé : la fabrication de PCB en ligne, centraliser toutes les données ECAD, y accéder de n'importe où, permettre le partage et revoir les conceptions collaboratives à partir d'un navigateur web.

Plus de VPN, plus d'envoi de captures d'écran partout pour perdre la trace des modifications au bout de quelques semaines, plus de notes sans contexte.

Projets de migration

Récemment, j'ai travaillé sur une famille de produits appelée « Microwave Optics Platform », qui est destinée à aider les étudiants en ingénierie en herbe à apprendre les bases de l'optique par l'expérimentation des micro-ondes au lieu de la lumière visible.

Un client a demandé le développement d'un accessoire d'affichage LED qui pourrait être fabriqué en grande quantité à faible coût, et un prototype antérieur a été développé.

Le produit est simple : il prend deux entrées CA avec des niveaux audio grand public typiques (max 1Vpp) par deux prises jack mono 3,5 mm, les rectifie par un détecteur de crête de précision, les filtre, puis affiche la valeur par une barre analogique linéaire d'une vingtaine de LED. Il dispose de quelques fonctionnalités supplémentaires, telles qu'un connecteur USB à alimentation seule, des sorties audio et banane, mais leur mise en œuvre ne nécessite pas plus de quelques opamps et passifs.

Même avec un projet aussi élémentaire, travailler sur différents produits en parallèle et les passer en revue avec les clients peut rendre difficile le suivi des modifications et le maintien d'un retour d'information correctement contextualisé.

Par exemple, nous avons récemment perdu la trace d'une correction de bogue sur un condensateur qui aurait dû être à 22uF, mais qui a été laissé à 10uF, un petit oubli qui a empêché l'appareil de filtrer correctement le bruit, jetant une ombre sur les performances de toute la gamme de produits. Mais nous pouvons mettre ce genre de choses derrière nous.

Je voudrais vous expliquer comment migrer vos projets vers Altium Concord Pro, hébergé sur Altium 365, afin de profiter de toutes les fonctionnalités de collaboration, et de pouvoir travailler depuis chez vous et suivre les modifications de la meilleure façon possible, afin que vous puissiez éviter de faire les mêmes erreurs que nous.

Première étape : le nettoyage de ressort

Commençons par examiner la structure du projet : On peut voir que c'est assez typique de nombreux projets Altium. Nous avons quelques fiches schématiques organisées selon une structure hiérarchique à trois niveaux, un fichier PCB, deux documents DraftsMan (Fabrication PCB, Assemblage PCB, et une référence pour l'ingénieur mécanique), un BomDoc et quelques fichiers Output Jobs.

Ce que nous allons réaliser en stockant notre projet dans l'environnement Altium 365, notre logiciel de fabrication de PCB en ligne, c'est de facto le migrer vers un dépôt Git.

Git a été publié en 2005 par nul autre que Linus Torvalds, l'homme, la légende, derrière le système d'exploitation Linux. L'invention et l'adoption de Git dans le monde du développement de logiciels ont jeté un éclairage critique sur la façon dont nous, les ingénieurs en électronique, gérions les projets jusqu'à très récemment.

Depuis sa création, Linux s'est hissé au rang des projets distribués les plus importants au monde, partageant ce titre avec les efforts humains gargantuesques qu'est Wikipédia. Au cours des premières années (de 1991 à 2002), les modifications apportées au code étaient gérées par l'échange de courriels, de notes et de correctifs de code, un peu comme on peut partager un seul SchDoc annoté avec certains sous-circuits copiés-collés par courriel. Le partage des données de cette manière manque de contexte, rend le suivi des modifications presque impossible et crée une énorme charge administrative.

Les VCS ou systèmes de contrôle de version ont été créés pour améliorer le processus de collaboration, car plusieurs ingénieurs peuvent travailler sur un seul référentiel. Altium Designer prend en charge SVN, l'un de ces systèmes, depuis plus longtemps que je ne m'en souvienne.

Entre 2002 et 2005, le projet Linux est passé à un système de contrôle de version propriétaire et finalement, en 2005, Linux Torvald a écrit Git, s'inspirant d'un logiciel auparavant leader de l'industrie appelé Bitkeeper.

Git a été créé pour être entièrement distribué. Lorsque vous travaillez avec Git, les données sont copiées localement sur votre ordinateur, où vous pouvez travailler dessus comme s'il s'agissait d'un dossier Windows standard. Les modifications pouvaient alors être enregistrées dans les « commits » et ensuite « poussées » vers le serveur. Cela a permis à des équipes de dizaines de milliers de développeurs de collaborer efficacement.

Lorsque vous associez la robustesse de Git aux fonctionnalités avancées d'Altium Designer et d'Altium Concord Pro, vous obtenez un système qui peut gérer des équipes de presque toute taille tout en maintenant des niveaux de performance élevés, même dans des environnements réseau lents.

Si vous les connaissez bien, les référentiels Git fonctionnent mieux lorsque la structure des fichiers est quelque peu statique, car le renommage et le déplacement des fichiers compliquent le suivi des modifications. Pour cette raison, je profite d'un outil qui est disponible dans Altium Designer depuis l'aube des temps : Gestionnaire de stockage.

Grâce au gestionnaire de stockage, je suis en mesure de supprimer les fichiers inutiles et de les renommer dans une structure cohérente. Cette étape est facultative, mais recommandée si votre projet n'est pas déjà bien organisé.

Les dessins qui comprennent des symboles de feuille peuvent toutefois être cassés après que les fichiers ont été renommés. Nous pouvons simplement passer en revue le schéma et mettre à jour les symboles des feuilles selon les besoins.

Nous devrions bientôt nous retrouver avec une structure propre. Nous pouvons aller de l'avant et valider notre projet (autrefois appelé compile) en sélectionnant Valider le projet PCB dans le menu Projet. Si nous avons fait un travail adéquat, nous devrions nous retrouver sans erreurs dans les panneaux de messages, seulement des avertissements et des messages d'information.
Si c'est la première fois que vous exécutez la commande dans Altium 20, vous devriez constater qu'elle est beaucoup plus rapide que dans les versions précédentes, grâce au compilateur dynamique qui fonctionne en arrière-plan.

Il n'y a pas de limitation au contenu des projets hébergés sur Altium 365, et vous êtes libre de télécharger des projets incomplets qui ne sont pas encore validés.

Deuxième étape : Migrer un projet

La migration d'un projet vers Altium Concord Pro sur Altium 365, notre logiciel de fabrication en PCB en ligne, est extrêmement simple. Après avoir ouvert une session sur notre plateforme, nous pouvons simplement cliquer avec le bouton droit de la souris sur notre fichier de projet et sélectionner « Rendre le projet disponible en ligne... ».

Altium will proceed to create a Git repository where our project resides, migrate all the data in it, and set up everything needed on the server-side so that we can start collaborating right away.

Il suffit de deux clics pour migrer un projet d'un dossier local vers Altium Concord Pro.

Accès depuis le web

Une fois que notre projet a été mis en ligne, nous pouvons y accéder sur le web. Il existe de nombreuses façons de le faire, par exemple en vous connectant depuis votre espace de travail Altium 365 ou via la page de profil de votre compte Altium Live. Puisque nous sommes à l'intérieur d'Altium Designer, nous pourrions aussi bien profiter du bouton « Afficher dans le navigateur web », qui ouvrira directement notre design.

Dans Altium 365, notre projet sera organisé en trois onglets : Conception, contenant le schéma et le circuit imprimé, à la fois en 2D et 3D, la nomenclature et les informations de fabrication.

 Ce que je trouve exceptionnellement intéressant avec Altium 365, c'est la possibilité de partager le projet et de le commenter, notamment sur les schémas, vraiment idéale pour les conceptions collaboratives. Grâce à cette simple caractéristique, les équipes de toute taille bénéficient d'une flexibilité sans précédent dans le processus d'examen. Qu'est-ce qu'un examen des dessins si ce n'est un groupe de personnes qui commentent les dessins ?

Nous pouvons partager notre projet Altium via Altium 365 en quelques clics seulement, en l'envoyant à n'importe quel utilisateur, y compris les utilisateurs sans abonnement Altium, et depuis n'importe quel appareil.

À partir de la version 20.1 Altium Designer dispose d'un bouton de partage rapide, vous permettant d'inviter des collaborateurs à vos projets sans avoir à basculer entre ECAD et le navigateur web.
Altium 365 permet de commenter n'importe quelle partie du schéma et du circuit imprimé à l'aide de divers outils. Vous pouvez commenter n'importe quel objet, sur une zone de votre document, ou dessiner à main levée.

Dans l'exemple suivant, vous pouvez voir que j'ai placé un commentaire à main levée sur le dessus de deux résistances, demandant à mes collègues de finaliser cette partie de la conception collaborative après avoir testé le prototype. 

Les commentaires sont instantanément synchronisés avec Altium Designer, vous n'avez donc pas besoin de quitter votre logiciel ECAD pour les gérer. En sélectionnant un commentaire, accessible via le panneau des commentaires, Altium Designer ouvrira automatiquement le document correspondant et effectuera un zoom avant sur la zone concernée. 

Il est également possible de placer des commentaires directement dans Altium Designer par le biais du menu contextuel comme s'il s'agissait de n'importe quel autre objet schématique ou circuit imprimé.

Chaque commentaire persistera sur vos schémas/circuits imprimés jusqu'à ce qu'il soit marqué comme « résolu », soit par l'interface web, soit par Altium Designer. De cette façon, les modifications peuvent être effectuées de façon atomique, ce qui réduit le risque d'oublier de retourner ce condensateur électrolytique de la bonne façon.

Si vous avez récemment effectué un Design Rule Check dans l'éditeur PCB, les violations seront également accessibles depuis Altium 365.

Les prochaines étapes : la migration de la bibliothèque

Altium Concord Pro sur Altium 365 apporte un niveau d'intégration sans précédent à l'industrie électronique qui était jusqu'à présent reléguée au monde du développement logiciel, permettant aux concepteurs de travailler depuis leur domicile et d'atteindre des niveaux d'efficacité sans précédent.

Nous n'avons fait qu'effleurer la surface de ce qu'il est possible de faire avec Altium Concord Pro sur Altium 365. Vous pouvez consulter sur la Page Produits des descriptions détaillées des caractéristiques ou accéder à l'un des webinaires à la demande.