Bài giảng CAD điện tử

ở rộng thì ta có thể gõ dấu * thay thế). Ví dụ tìm IC 74ls245 thì gõ *74*245*.  Click chuột chọn Part search  Chọn đường dẫn phải đúng .\orcad\capture\library (nơi chứa thư mục thư viện)  Chọn Begin Search  Sau khi tìm, một lọat các linh kiện có trùng phần 74245 sẽ xuất hiện và ta chọn linh kiện dùng yêu cầu Sau khi đặt tất cả linh kiện lên trang vẽ ta được hình bố trí như sau: CAD điện tử Chương 4 Tạo linh kiện - 47 - Bước 3. Vẽ đường BUS và dây nối  Chọn công cụ vẽ Bus và vẽ đường bus như hình  Chọn công cụ vẽ đường rẽ nhánh bus Place Bus Entry và đặt tất cả các đường rẽ nhánh bus  Chọn công cụ vẽ dây Place Wire để vẽ đường nối từ đọan rẽ nhánh BUS đến chân linh kiện.  Sau khi vẽ xong ta được sơ đồ vẽ mạch như hình vẽ VCC R5 R R1 R C3 33P C1 C U2 74LS245 2 3 4 5 6 7 8 9 19 1 18 17 16 15 14 13 12 11 2 0 1 0 A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 G DIR B0 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 V C C G N D R3 R VCC Y1 ZTA D1 LED7_SEG 765 4211 0 9 3 8 ABP CDEG F A C 1 A C 2 R2 R Q3 PNP BCE D2 LED7_SEG 765 4211 0 9 3 8 ABP CDEG F A C 1 A C 2 VCC D3 LED7_SEG 765 4211 0 9 3 8 ABP CDEG F A C 1 A C 2 SW1 SW PUSHBUTTON R6 R R7 R Q2 PNP BCE VCC Q1 PNP BCE VCC R4 R U1 8051 29 30 40 2 0 31 19 18 9 39 38 37 36 35 34 33 32 1 2 3 4 5 6 7 8 21 22 23 24 25 26 27 28 10 11 12 13 14 15 16 17 PSEN ALE VCC G N D EA X1 X2 RST P0.0/AD0 P0.1/AD1 P0.2/AD2 P0.3/AD3 P0.4/AD4 P0.5/AD5 P0.6/AD6 P0.7/AD7 P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 P2.0/A8 P2.1/A9 P2.2/A10 P2.3/A11 P2.4/A12 P2.5/A13 P2.6/A14 P2.7/A15 P3.0/RXD P3.1/TXD P3.2/INT0 P3.3/INT1 P3.4/T0 P3.5/T1 P3.6/WR P3.7/RDC2 33P CAD điện tử Chương 4 Tạo linh kiện - 48 -  Đặt tên đường BUS: Click chuột vào biểu tượng đặt tên đường BUS  Đặt tên đường BUS lên đường BUS Bước 4. Chạy U? update linh kiện Bước 5. Kiểm tra lỗi Bước 6. Dich netlist 3. TẠO LINH KIỆN VÀ VẼ MẠCH IN 3.1. Tạo linh kiện Khởi động ORCAD LAYOUT VCC R5 R D 5 D1 D 5 D 1 D 4 D 0 R1 R C3 33P D 3 C1 C U2 74LS245 2 3 4 5 6 7 8 9 19 1 18 17 16 15 14 13 12 11 2 0 1 0 A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 G DIR B0 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 V C C G N D R3 R D 5 D5 VCC Y1 ZTA D 2 D 2 D1 LED7_SEG 765 4211 0 9 3 8 ABP CDEG F A C 1 A C 2 D0 D 0 L E D 1 R2 R Q3 PNP BCE D 7 D3 D 7 D2 LED7_SEG 765 4211 0 9 3 8 ABP CDEG F A C 1 A C 2 L E D 2 D6 D7 VCC D3 LED7_SEG 765 4211 0 9 3 8 ABP CDEG F A C 1 A C 2 SW1 SW PUSHBUTTON R6 R R7 R LED3 D 7 D 2 Q2 PNP BCE VCC D 6 D4 D 3 L E D 3 Q1 PNP BCE LED2 D 4 D 6 D 0 VCC D 1 LED1 D 1 D 6 R4 R U1 8051 29 30 40 2 0 31 19 18 9 39 38 37 36 35 34 33 32 1 2 3 4 5 6 7 8 21 22 23 24 25 26 27 28 10 11 12 13 14 15 16 17 PSEN ALE VCC G N D EA X1 X2 RST P0.0/AD0 P0.1/AD1 P0.2/AD2 P0.3/AD3 P0.4/AD4 P0.5/AD5 P0.6/AD6 P0.7/AD7 P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7 P2.0/A8 P2.1/A9 P2.2/A10 P2.3/A11 P2.4/A12 P2.5/A13 P2.6/A14 P2.7/A15 P3.0/RXD P3.1/TXD P3.2/INT0 P3.3/INT1 P3.4/T0 P3.5/T1 P3.6/WR P3.7/RD VCC D 3 D2 C2 33P D 4 CAD điện tử Chương 4 Tạo linh kiện - 49 -  Chạy Auto Eco  Khi chạy AUTO ECO , chương trình sẽ tìm linh kiện D1 là LED_7SEG. Click chuột chọn nút 'Create or modify footprint library' Bước 1. Mở cửa sổ tạo tên linh kiện.  Cửa sổ tạo linh kiện hiện ra  Click chuột chọn nút 'Create New Footprint'  Đặt tên cho linh kiện cần tạo (LED_7SEG)  OK để tiếp tục Bước 2. Tạo chân.  Khi chọn OK một giao diện mới được tạo ra và có một chân linh kiện mặc định.  Nhấn phím Insert trên bàn phím để tạo ra chân linh kiện mới. Sắp xếp theo thứ tự như hình vẽ. Chú ý LED_7_đọan đơn có kích thước giữa 2 chân là 100 (2 ô lưới x 50mil), 2 hàng chân cách nhau 600 mil (12 ô lưới x 50mil). Để xác định kích thước của linh kiện thực tế, ta phải dùng thước có đơn vị mil để đo. Bước 3. Tạo đường bao linh kiện. CAD điện tử Chương 4 Tạo linh kiện - 50 -  Chọn công cụ vẽ đường bao  Đưa con trỏ vào trang vẽ, click phải chuột chọn NEW  Tiếp tục click phải chuột chọn Properties  Chọn các thuộc tính theo trên hình  Chọn OK để tiếp tục  Click chuột vào trang vẽ và đánh dấu khối để vẽ đường bao linh kiện. Đường này là đường giới hạn các linh kiện khác nhau.  Tương tự, chọn để vẽ cho các lớp còn lại: Lớp SSTOP và lớp ASYTOP CAD điện tử Chương 4 Tạo linh kiện - 51 -  Lớp ASYTOP là lớp màu xanh lá nhưng phải trùng với lớp SSTOP. Để vẽ đơn giản, ta chỉ cần copy lớp SSTOP và nhấn tổ hợp phím CTRL+V để copy và click phải chuột chọn Properties  Chọn lớp ASYTOP  Chọn OK và đặt trùng lên lớp SSTOP.  Đến đây, việc tạo linh kiện FOOTPRINT xem như hòan tất. Bước 4. Lưu linh kiện  Chọn nút SAVE AS. Chọn thư viên để lưu hoặc tạo thư viện mới.  Nếu tạo thư viện mới ta chọn nút Create New Library.  Đặt tên thư viện mới (ví dụ THU VIEN RIENG). CAD điện tử Chương 4 Tạo linh kiện - 52 -  Sau khi tạo xong tên thư viện mới. Nhấn nút SAVE để lưu và quay lại cửa sổ lưu linh kiện  Khi quay lại cửa sổ này, chọn nút Browse và tìm thư viện vừa tạo  Chọn OK để tiếp tục. Đến đây, việc tạo linh kiện xem như đã xong.  Đóng cửa sổ thư viện bằng cách click chuột vào nút CLOSE (X) của cửa sổ thư viện  Một message box hiện ra  chọn OK để đóng và tiếp tục sang trang vẽ mạch in Cửa sở AUTO ECO vẫn còn và công việc tiếp theo là liên kết linh kiện 4. VẼ MẠCH IN Bước 1: Liên kết linh kiện  Khi quay về lại cửa sổ AutoECO, chọn 'LINK EXISTING FOOTPRINT TO COMPONENT' --------------------------- Layout --------------------------- Close Library Manager? --------------------------- OK Cancel --------------------------- CAD điện tử Chương 4 Tạo linh kiện - 53 -  Chọn ADD để cập nhật thư viện vừa tạo. Chọn linh kiện LED_7SEG để liên kết sơ đồ nguyên lý Hướng dẫn: Các linh kiện khác chúng ta đã khảo sát ở phần trước  Sau khi liên kết tất cả các linh kiện trong trang vẽ, ta được một mạch như hình vẽ. Bước 2: Sắp xếp linh kiện Bước 3: Chọn lớp Chọn mạch in 2 lớp (top và Bottom) Bước 4: Chọn kích thước đường vẽ CAD điện tử Chương 4 Tạo linh kiện - 54 -  Chọn đường GND cở 40 mil  Chọn đường Vcc cở 30 mil  Chọn các đường còn lại cở 20 mil Các cơ sở thi công mạch in nhỏ tại TP.HCM có khả năng làm đường mạch là 10mil và mạch in tối đa 3-4 lớp tại thời điểm hiện tại. Bước 5: Vẽ mạch tự động Bước 6: Vẽ đường bao bo mạch Bước 7: Đặt kích thước cho bản vẽ.  Trên thanh Menu chính chọn OPTIONS  chọn SYSTEMSETTINGS  Trong cửa sổ System Settings chọn Mils, hoặc Millimeters  Chọn OK để chấp nhận CAD điện tử Chương 4 Tạo linh kiện - 55 -  Quay lại trên thanh Menu chính, chọn Tool  Chọn Dimention  Chọn Select tool để đặt kích thước đường vẽ.  Click chuột vào trang vẽ và kéo chuột từ điểm đầu đến điểm kết thúc cần đo. Sau khi kẻ xong 2 đường kích thước ngang và dọc ta được như hình vẽ. Bước 8. Chỉnh sửa, xuất file, in ấn 1. Chỉnh sửa xuất file ra dạng file ảnh.  Chọn Color Setting  Cho hiện màu nền (lớp Background), đường bao (lớp Globle layer) và lớp mạch in phía trên (lớp Top) CAD điện tử Chương 4 Tạo linh kiện - 56 -  Đóng cửa sổ Color Settings ta được bo mạch như hình vẽ.  Vào thanh Menu chính chọn FILE  Chọn Print/plot  Cửa sổ Print Plot xuất hiện  Ta khai báo như hình dưới  Chọn OK  Cửa sổ Print hiện ra, Chọn Microsoft Office Document Image Writer  Chọn Print.  Chương trình sẽ xuất file trong vài giây. File này được lưu trong thư mục đang làm việc. CAD điện tử Chương 4 Tạo linh kiện - 57 - Tương tự xử lý cho lớp dưới  Chọn lớp dưới, ẩn lớp trên  Chọn in Print/Plot to file Bước 9. Chèn ra file WORD  Trên thanh menu chính của Word, chọn thẻ Insert  chọn Picture  chọn From File  Chọn file cần chèn.  Kết quả sau khi chèn file CAD điện tử Chương 4 Tạo linh kiện - 58 - 2. Chỉnh sửa xuất file ra máy in. Việc này cũng làm tương tự như trên nhưng không chọn vào Print/Plot To File  Vào thanh Menu chính chọn File  Chọn Print/plot và khai báo như hình.  Chọn OK để in. Chú ý: Để in ra giấp và làm mạch in thì phải khai báo thêm vào vị trí MIRROR trước khi in CAD điện tử Chương 5 Làm mạch in thủ công - 59 - CHƯƠNG 5 LÀM MẠCH IN THỦ CÔNG Phần này sẽ giới thiệu các bạn cách làm board 1 lớp thủ công tại nhà từ các sơ đồ mạch in đã vẽ trên OrCAD Layout 5.1 Dụng cụ cần thiết - Panel: tấm đồng , tùy theo board để xác định kích thước ( mua ở chợ Nhật Tảo ). - Dung dịch ăn mòn: FeCL3 mua ở chợ, hoặc HCL, H2O2. - Phụ kiện: Kìm, khoan (các mui thường dùng 0.6mm 0.8mm 1mm 3mm), giấy ráp hoặc rẻ rửa bát hoặc cọ xoong 5.2 Chuẩn bị bản in Sau khi thiết kế bạn chuẩn bị in, nếu nhà có máy in thì tốt, không có thì phiền đấy ! Nếu bạn cài Adobe Acrobat, MS Office 2003 hay FinePrint thì có một tiện ích máy in ảo, bạn sẽ in ramáy in ảo này rồi đem ra ngoài in vì tập tin được các máy in tạo ra là pdf hoặc file ảnh. Như thế cửa hàng bạn đem in không có OrCAD cũng không sao. Vấn đề ở đây là bạn phải thuyết phục chủ tiệm cho bạn in thôi. Hiện nay có một số cửa tiệm cho phép bạn in mạch file .MAX, nhưng hơi mắc. Không thì các bạn chép cái OrCAD protable trong USB và đem ra tiệm mở cái OrCAD chọn mở file cần in lên và in thôi. Nếu bạn dùng giấy đề can thì in lên mặt bóng (mặt bóng của nó giống như mặt sau của cái nhãn vở dính (phần bỏ đi)). Loại này dc đánh giá cao nhất, nó đi được những đường mạch 10mil. Còn giấy hồng hà cũng được, nhưng bạn nên để đường mạch phải cỡ 15mil trở nên. Đối với những máy in mới HP1100 hay Canon LBP 800 trở nên, bạn phải chọn kiểu giấy nhẹ nhất nếu không mất giấy ráng chịu. Khi chọn giấy nên chọn loại giấy màu vàng, như vậy khi ủi thì sẽ thấy rõ hơn. Sau khi hoàn thành file layout .MAX, ta đem file đi in, nhớ nói là in giấy ảnh: CAD điện tử Chương 5 Làm mạch in thủ công - 60 - 1. Cắt phần layout từ giấy in: ( vì layout khá nhỏ nên ta in được 6 bản trên 1 mặt giấy để tiết kiệm đồng thời cũng có cái thay thế ngay khi ủi mạch không dính hết ) 2. Đo trước phần mạch cần ủi khoảng bao nhiêu rồi dùng thước kẻ khung bản mạch cần ủi. Sau đó cắt như trong hình: Chú ý: - Board đồng nên mua loại L, cỡ size 20×30 ở kế tiệm Ngọc – Nhật Tảo là 17k. - Dao cắt mạch cùng chỗ giá 10k , có thể dùng cưa nhỏ thay thế. - Thước nên dùng loại thước cứng, thước sắt – gỗ càng tốt, tránh dùng nhựa mềm sẽ hư thước và dễ trượt vào tay. Ta nên cắt theo thước một vài lần để lấy đường canh, sau đó thì không cần thước nữa. CAD điện tử Chương 5 Làm mạch in thủ công - 61 - Thao tác theo hình, dùng góc dưới của dao mà cắt. Sau khi cắt mạch trên sâu đến ½ đến 1/3 độ dầy board, ta lật mặt sau cắt theo đường đó, tránh trường hợp chỉ cắt 1 mặt khi bẻ mặt sau sẽ không đẹp. CAD điện tử Chương 5 Làm mạch in thủ công - 62 - Sau cùng dùng tay bẻ nhẹ, ta được mảnh board cần ủi: 5.3 Ủi mạch Trước tiên bạn đánh sạch bề mặt tấm đồng, càng sạch càng tốt, đem rửa sạch rồi lau khô, bạn cắt tấm đồng thành tấm có kích thước bằng với board bạn thiết kế. Còn giấy bạn phải cắt to hơn khung để là xong có chỗ mà bóc. Để nhiệt độ bàn là ở chế độ max. Sau khi đặt bản in lên bo đồng bạn đặt bàn là, là trong khoảng 5-10 phút, chú ý là kĩ phần mép. Để nguội. Nếu là giấy đề can thì có thể bóc, còn giấy hồng hà thì phải đem ngâm nước cho giấy mục ra rồi bóc đi. Không nên ủi lâu vì như vậy sẽ làm nhòe đường mạch, làm cong board,... Làm càng nhiều thì bạn sẽ tự rút ra kinh ngiệm cho riêng mình. 1. Dùng giấy nhám hoặc miếng rửa chén chà board như hình, nhằm đánh hết phần đồng oxi hóa để mực dễ dính lên. Yêu cầu: board sau khi đánh phải sạch và sáng. CAD điện tử Chương 5 Làm mạch in thủ công - 63 - 2. Thoa nhựa thông lỏng (nhựa hàn chì), hộp này mua ở kế tiệm Ngọc tầm 6k-8k. 3. Dùng tay thoa đều như hình, không cần nhiều, chỉ cần lớp mỏng là đủ, nhựa này sẽ giúp việc truyền nhiệt tốt hơn 4. Dùng giấy lau thật sạch CAD điện tử Chương 5 Làm mạch in thủ công - 64 - 5. Ta gấp các nếp giữa giấy và board để đánh dấu sao cho mạch sau khi ủi nằm đúng vị trí. 6. Dùng một ít băng dán cố định như hình: CAD điện tử Chương 5 Làm mạch in thủ công - 65 - 7. Dùng bàn ủi, lúc này đã nóng sẵn ( đặt độ nóng ở mức max ) đè hẳn lên board và kéo từ từ, từ mép bên này sang mép bên kia, mức độ đè vừa phải. 8. Sau đó ủi đi, rồi lại ủi lại; ủi tới rồi lại ủi lui cho đến khi các đường nét mạch lằn lên như hình thì dừng lại, với board cỡ 6×8 này thì tầm khoảng 4p-5p là được. - Đối với các bạn mới làm thì phần trung tâm mạch và các mép ngoài dễ bị bỏ sót và do đó mực không dính hết. Ta cần chú ý dùng mũi bàn ủi và các phần gần cạnh bàn ủi mà chà kĩ các phần đó. CAD điện tử Chương 5 Làm mạch in thủ công - 66 - 9. Các chú ý: - Phần quét nhựa thông lỏng là option, nhựa thông lỏng giúp tiết kiệm thời gian ủi và ủi dễ dàng hơn. Bạn nào cảm thấy tự tin rồi thì có thể bỏ qua phần này. - Việc đè mạnh quá mức có thể làm giấy trượt trên board -> hỏng, hoặc dùng mũi bàn ủi chà mạch sẽ gây rách giấy. CAD điện tử Chương 5 Làm mạch in thủ công - 67 - 5.4 Ngâm mạch Bạn lấy một ít FeCL3 pha với nước tốt nhất là nước sôi. Pha đến khi nó bão hòa. cho vào một cái đĩa. Đặt tấm đồng vào đĩa, nghiêng đĩa như người ta đãi vàng nếu bạn pha với nước sôi thì khoảng 1 phút là xong. Còn nước nguội thì khoảng 5 phút. Bạn thấy đồng ở phần không có đườngmạch bong hết ra là được. Sau đó dùng cọ xoong đánh sạch. - Board sau khi ủi xong đem ngâm vào nước sạch, chờ khoảng 2 phút cho giấy mềm và rã ra: - Lột giấy ra, từ từ, chậm và nhẹ thôi. - Dùng phần thịt của ngón tay chà nhẹ trên board để chà đi phần giấy còn bám lại (chỉ cần tương đối thôi) CAD điện tử Chương 5 Làm mạch in thủ công - 68 - - Tàm tạm thế này: - Dùng bút lông kẻ lại vết mực đã mất (4k/cây). Nhớ dùng giấy thấm cho mạch khô rồi kẻ. CAD điện tử Chương 5 Làm mạch in thủ công - 69 - - Ngâm mạch vào nước đã pha bột sắt, với lượng nước thế này + bịch bột sắt 3k/gói có thể ngâm 5-6 board 6cmx8cm. - Nhớ úp mặt board đồng xuống dưới rồi lắc nhẹ, nếu lắc liên tục thì tầm 10p là ta được mạch. Còn 3p lắc một lần thì thời gian lâu hơn. Lưu ý: Dung dịch ngâm mạch khá độc, không nên để dây vào tay/mắt, các bạn có thể khoan 1 lỗ nhỏ trên board rồi xuyên 1 sợi dây qua để cầm, tránh tiếp xúc với nước ngâm mạch. CAD điện tử Chương 5 Làm mạch in thủ công - 70 - - Dùng giấy nhám/miếng rửa chén chà mực ra, việc chà sẽ nhanh hơn nếu dùng thêm axeton (16k/chai) - Và thành phẩm là đây: Chú ý trong phần này: - Các dụng cụ và hóa chất có thể mua ở kế tiệm Ngọc / Nhật Tảo, chỗ này chuyên bán đồ làm mạch bằng tay. - Các lỗ nhỏ ở chính giữa chân linh kiện dùng để khoan không bị trượt, cần chú ý rửa sạch giấy và ngâm cho hết mấy lỗ này. - Dung dịch sắt nếu còn dùng được thì đậy lại thì lần sau mới dùng tiếp được. - Với các mạch đường nét lớn thì không cần dùng axeton ( khá độc nếu tiếp xúc nhiều ), ngược lại với các nét nhỏ 12-15mils thì chỉ dùng giấy nhám sẽ dễ bay luôn đường đồng. CAD điện tử Chương 5 Làm mạch in thủ công - 71 - 5.5 Khoan board Mũi 0.6 đề khoan chân có chân nhỏ như diode zener, mũi 0.8 là trở, 1 là diode chỉnh lưu. 3 là khoan lỗ bắt vít. Bạn đặt mũi khoan vuông góc với board, bấm công tác, cho khoan qua thì tắt, tiếp tục chuyển sang lỗ khác. Kê mạch lên cao để khoan cho dễ. - Đưa mũi khoan sát vào lỗ rồi bấm nút, tự tin rồi thì dùng khoan khỏi cần nút nhấn luôn. - Cần chú ý tránh run tay, mũi khoan sẽ phá hỏng pad đồng, giữ chắc tay và khoan dứt khoát. CAD điện tử Chương 5 Làm mạch in thủ công - 72 - - Qua thử nghiệm của riêng người viết , khoan mua ở kế tiệm Ngọc (55k/cái) dùng với 4 diode 1N4007 mắc cầu + biến áp 12V/1A + tụ 100uF ( không phải 1000uF nhé ) khoan khá vô tư. Khoan mua ở những chỗ khác với điều kiện tương tự có thể yếu hơn và không khoan được. - Mũi khoan có các loại 0.8, 0.9, 1, 1.1 1k/mũi. - Có thể dùng nguồn là cầu diode mắc trên test board và dùng kẹp cá sấu kẹp vào khoan. - Board sau khi khoan xong: 5.6 Bảo vệ mạch Để tránh cho mạch khỏi bị oxi hóa bạn phải quét lên mạch một lớp bảo vệ. Sau khi hàn xong, bạn phủ lớp bảo vệ. Dung dịch bảo vệ: RP7 (hàng sửa xe máy, chợ trời cũng có), Sơn bóng , nhựa thông (có bán ở chợ Nhật Tảo). Với RP7 hoặc sơn bóng bạn phun trực tiếp vào phần có đường mạch. Còn với nhựa thông bạn đem đập nhỏ, đem hòa tan bằng xăng hoặc axeton (hiệu thuốc hoặc hàng mành), được một dung dịch dạng keo, sau đó lấy bút lông quét lên. Khi axeton hoặc xăng bay hơi thì lớp nhựa thông sẽ bảo vệ mạch. Hàn từ linh kiện thấp nhất đến cao nhất. Mạch này có 1 jump, ta hàn jump đầu tiên. Jum có thể lấy chân linh kiện cắt ra, mình hay xài chân led vì thấy nó vuông vuông đẹp . Sau đó hàn tiếp điện trở, tụ 22p,47p; rồi 104p; rồi dip, nút nhấn CAD điện tử Chương 5 Làm mạch in thủ công - 73 - - Chi tiết hướng dẫn hàn nằm ngoài phạm vi bài viết này. Nhưng đối với các bạn mới bắt đầu thì các bạn chú ý thế này: để phần mũi hàn tiếp xúc với cả pad đồng và chân linh kiện, chờ 1 tí cho pad nóng lên, rồi vừa đưa chì hàn vừa xoay mũi hàn và gạt dứt khoát mũi hàn ra là được. CAD điện tử Chương 5 Làm mạch in thủ công - 74 - - Sau khi hàn xong, các bạn nên quét một lớp nhựa thông pha xăng thơm lên mạch để bảo vệ mạch, nếu không thì chỉ sau 1 vài ngày đường đồng bị oxy hoá đen thui, dẫn điện kém và nhìn board rất xấu. (nhựa thông mua về đập nhỏ, pha với xăng thơm # với nhựa thông lỏng dùng ở phần trước) CAD điện tử Chương 5 Làm mạch in thủ công - 75 - CAD điện tử Chương 5 Làm mạch in thủ công - 76 - Chương 6 MÔ PHỎNG PSPICE A/D 6.1 Tổng quan về phần mêm mô phỏng Pspice 6.1.1 Giới thiệu về Pspice Kỹ thuật điện là ngành khoa học nghiên cứu những ứng dụng của các hiện tượng điện, từ nhằm biến đổi năng lượng và tín hiệu, bao gồm việc thu hập , gia công, xử lý, truyền tải tín hiệu Để thuận tiện cho việc tính toán, thiết kế các thiết bị điện tử, người ta thường thay thế các mạch điện thực tế bằng các mô hình thay thế và các sơ đồ mạch điện tương đương. Việc phân tích các mạch điện nhằm dự đoán và kiểm tra khả năng làm việc của các thiết bị điện tử hoặc nhằm đưa ra các sản phẩm phù hợp với yêu cầu đặt ra. Phương pháp thực tế để kiểm tra một mạch điện là xây dựng chúng. Tuy nhiên hiện nay, khi mà các thành phần của một mạch tích hợp có kích thước ngày càng nhỏ bé thì việc xây dựng các vi mạch này trở nên rất khó khăn, Bên cạnh đó, những tác động vật lý, âm thanh, ánh sáng,...không ảnh hưởng đến mạch điện thông thường nhưng lại gây nhiễu rất lớn đối với các vi mạch. Vì vậy, việc lắp ráp các vi mạch từ các thành phần trong phòng thí nghiệm đòi hỏi nhiều thời gian, công sức và tiền bạc Sự phát triển của công nghệ thông tin cho phép xây dựng các phần mềm mô phỏng và phân tích quá trình làm việc của mạch điện tử. Khi đó ta có thể xây dựng, thử nghiệm, khảo sát hoạt động của mạch ứng với các trường hợp cũng như việc thay đổi các thông số kỹ thuaaj cũng như khảo sát ảnh hưởng của chúng đến quá trình làm việc của mạch. Do đó tăng tính mềm dẻo và khả năng khảo sát nhiều trường hợp, tình huống khác nhau Vấn đề khó khăn khi sử dụng các phần mềm là tính chính xác của mô hình. Nếu các mô hình không có các đặc tính giống như các phần tử thực thì việc mô phỏng là vô nghĩa Spice ( Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis ) là một chương trình tính toán mô phỏng và mô hình hóa các mạch điện tử tương tự được phát triển từ những năm 1970 tại đại học California ở Berkeley Pspice ( Power Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis ) được phát triển bởi hãng MicroSim, là một trong những phiên bản thương mại được phát triển từ Spicevaf trở thành phần mềm mô phỏng phổ biến nhất trên thế giới. Pspice cho hép chúng ta mô phỏng các thiết kế trước khi di vào xây dựng phần cứng. CHương trình mô phỏng cho phép chúng ta quan sát họa động của mạch cũng như những thay đổi của các tín hiệu đầu vào hoặc các giá trị của các thành phần trong mạch điện. Do đó có thể kiểm tra lại các thiết kế để xem chúng có chạy đúng trong thực tế hay không. Pspice chỉ mô phỏng và tiền hành các phép đo kiểm tra chứ không phải là phần thiết kế của mạch điện 6.1.2 Các tính năng của Pspice Pspice được đưa ra thị trường nhiều phiên bản khác nhau, mỗi phiên bản cung cấp các tính năng khác nhau tùy thuộc vào yêu cầu khách hàng. Trong phần này, tôi sẽ hướng dẫn dùng phần mềm Pspice A/D đi kèm trong bộ phần mềm OrCAD Pspice A/D là chương trình dùng để mô phỏng các mạch điện tương tự và số. Các tính năng chính của Pspice A/D: - Phân tích xoay chiều, một chiều, quá độ : Tính năng này cho phép chúng ta kiểm tra các đáp ứng cảu mạch điện khi được cung cấp đầu vào khác nhau. Cụ thể : + Phân tích một chiều ( DC Analysis ): Cho phép xác định điện áp định mức và trị số dòng điện cho tất cả các nút của mạch bằng cách quét toàn bộ giá trị của điện áp trong một khoảng do người dùng định nghĩa. Điều này có ý nghĩa khi muốn xác định đường đặc tính của các mạch điện có chứa các phần tử phi tuyến như: diode, transistor,.. hoặc muốn xác định điện thế định mức của các mạch khuếch đại + Phân tích quá độ ( Transient Analysis ) : nhằm dự đoán các trạng thái của mạch khi có các sự kiện quá độ xảy ra CAD điện tử Chương 5 Làm mạch in thủ công - 77 - + Phân tích xoay chiều ( AC Analysis ) : mô phỏng hồi đáp tần số của mạch điện, tức là ta có thể quan sát được các trạng thái của mạch điện khi tần số của nguồn điện thay đổi trong một dãy cho trước. Dựa vào đó đó ta có thể tìm thấy tần số cộng hưởng của mạch - Phân tích tham số, độ nhạy, giá trị giới hạn : với những tính năng này chúng ta có thể quan sát những biến đổi của mạch điện khi thay đổi các giá trị của các thành phần của nó - Phân tích thời gian của các mạch số cho phép tìm ra sự cố về thời gian xuất hiện khi kết nối các tín hiệu có tần số thấp trong quá trình truyền dẫn tín hiệu Pspice A/D cũng cung cấp các mô hình hóa về các ứng xử của các thiết bị tương tự và số, vì vậy chúng ta có thể mô tả các hàm chức năng của mạch điện sử dụng các biểu thức và hàm toán học. Do đó có thể xây dựng và phân tích các đặc tính phức tạp của thiết bị thông quamô hình toán học. Các mô hình hóa được xây dựng trong Pspice A/D không chỉ là các điện trở, điện cảm, điện dung mà còn có các mô hình sau : - Mô hình dây dẫn, bao gồm độ trễ, độ dội, tổn hao, tán xạ và tạp âm - Mô hình của cuộn dây từ phi tuyến, bao gồm độ bão hòa và từ trễ - Mô hình của MOSFET - Mô hình của transisitor trường có cực điều khiển cách ly IGBT MOSFET - Mô hình của các phần số với vào ra tương tự 6.2 Các bước tiến hành mô phỏng và phân tích mạch điện Để khảo sát một mạch điện nói chung cũng như một mạch điện tử công suất nói riêng ta tiến hành theo các bước sau: - Xác định mô hình các phần tử cần thiết để xây dựng mạch điện. Đa số các phần tử này đều có trong thư viện mô hình của chương trình, tuy nhiên trong một số trường hợp ta phải xây dựng thư viện mới. Việc xây dựng mô hình mới đòi hỏi am hiểu sâu sắc về kỹ thuật điện- điện tử bởi vì mô hình phải phản ánh đúng đặc điểm và tính chất vật lý của thiết bị thực. Mô hình càng gần với thực tế thì kết quả phân tích càng đáng tin cậy. Mặc dù vậy, trong một số trường hợp, khi khảo. sát một số đặc tính nào đó thì ta chỉ cần mô hình hóa các tham số, thông số liên quan đến đặc tính đó, tránh gây ra những phức tạp không cần thiết - Thiết lập sơ đồ nguyên lý của mạch điện cần nghiên cứu. Cần phải đảm bảo chắc chắn rằng sơ đồ nguyên lý được xây dựng là đúng đắn - Chuyển đổi từ chương trình nguyên lý sang chương trình mô hình hóa theo ngôn ngữ chuyên dụng của phần mềm ( đối với phiên bản hiện tại của Pspice thì việc này là hoàn toàn tự động ). - Thiết lập các thông số của sơ đồ và các tham số khảo sát - Tiến hành khảo sát: + Chạy thử chương trình với chế độ quen thuộc mà kết quả đã biết trước để kiểm tra độ chính xác của mô hình + Khi mô hình hoạt động đạt độ tin cậy thì ta tiến hành nghiên cứu vói các chế độ cần khảo sát theo yêu cầu đặt ra Cụ thể với Pspice A/D trong OrCAD ta tiến hành theo 3 bước: - B1: Thiết kế mạch bằng CAPTURE + Tạo một dự án Analog Or Mixed A/D + Đưa vào các phần tử + Nối dây và hoàn chỉnh sơ đồ mạch - B2: Xác định kiểu mô phỏng + Tạo tệp tin mô tả + Xác định kiểu phân tích: 1 chiều, xoay chiều, quá độ, thời gian, tần số + Chạy PSPICE - B3: Quan sát kết quả + Thêm các đường đồ thị + Phân tích dạng sóng Kiểm tra tệp tin đầu ra nếu cần + Lưu và in kết quả CAD điện tử Chương 5 Làm mạch in thủ công - 78 - 6.3 Thiết kế mạch bằng CAPTURE Về phần Capture tôi đã hướng dẫn cụ thể cho các bạn ở phần trên, nên phần này tôi chỉ hướng dẫn những gì liên quan tới Pspice. 6.3.1 Tạo 1 project mới Khởi động cửa sổ làm việc của Capture. Chọn File -> New -> Project để tạo project mới Cửa sổ New project xuất hiện. Trong cửa sổ này, bạn gõ vào tên tập tin trong phần Name, chọn thư mục để lưu trữ tập tin trong phần Location. Trong thẻ Create a New Project Using bạn đánh dấu vào ô tròn thứ nhất : Analog or Mixed A/D. Nhấn Ok để đồng ý tạo Project mới Lúc này trình Capture mở ra một cửa sổ Create Pspice Project, bạn hãy chọn mục Create a blank Project để trình Capture mở ra trang vẽ trắng OK để hoàn tất và vào vùng làm việc chính của Capture Với việc liên thông với trình Pspice A/D thì thanh Capture có thêm thanh công cụ để hỗ trợ cho việc liên thông với Pspice. CAD điện tử Chương 5 Làm mạch in thủ công - 79 - Ở đây tôi sẽ mô phỏng mạch dao động sử dung IC định thời 555, loại IC này được dùng rộng rãi trong mạch điện tử tương tự. Sơ đồ nguyên lý của 1 mạch tạo xung dùng 555 như sau: Các bạn thực hiện việc lấy linh kiện và đi dây để hoàn thiện mạch như hình trên Lưu ý: - Thư viện để sử dụng cho trình mô phỏng Pspice được lấy trong thư viện pspice theo đường dẫn mặc định là: \capture\library\pspice Một số thư viện thông dụng dùng trong mô phỏng Pspice bao gồm: Analog: chứa các phần tử thụ động ( R,L,C ), hỗ cảm, đường truyền và các nguồn dòng, nguồn áp phụ thuộc( nguồn áp phụ thuộc điện áp E, nguồn dòng phụ thuộc dòng điện F, nguồn dòng phụ thuộc dòng điện G và nguồn áp phụ thuộc dòng điện H ) Source: bao gồm các loại nguồn dòng và nguồn áp độc lập như VDC, IDC, VAC , IAC , VSIN ,VEXP, xung,... Và nhiều thư viện khác chứa các thành phần của mạch điện như các linh kiện điện tử công suất: diode, transistor, thyristor, mosfet, các cổng logic, các thiết bị giao tiếp - Các điểm nối của mạch được đánh dấu bằng các số nguyên dương, trong đó bắt buộc phải có nút số 0 và luôn được hiểu là điểm đất ( Ground ). Điểm 0 này rất quan trọng vì khi chạy chương trình máy sẽ tính toán điện áp giữa mỗi nút trong mạch điện với điểm đất này trong từng bước tính Để lấy điểm 0 ta kích chuột vào biểu tượng bên thanh công cụ hoặc nhấn phím G. Hộp thoại Place Groud hiện ra, ta chọn thư viện SOURCE và chọn ký hiệu 0 CAD điện tử Chương 5 Làm mạch in thủ công - 80 - - Việc vẽ mạch bằng Capture để phục vụ cho trình mô phỏng Pspice phải tuyệt đối chính xác từ việc chọn linh kiện đến nói dây và các thông số linh kiện, như vậy việc mô phỏng mới đảm bảo được - Với các mạch dao động bạn phải đặt vào mạch một điều kiện khởi đầu ( lênh IC: Initial Condition). Hãy mở của sổ Place Part và chọn thư viện Special rồi chọn tên linh kiện là IC1. Bạn hãy nhấp chuột lên chữ “ IC” để ghi vào mức volr khởi đầu ( vd : 0V ). 6.3.2 Hoàn thiện bản vẽ Sau khi hoàn tất việc lấy linh kiện và đi dây, cần phải gán tên và giá trị cho các phần tử. Các nút lưới: Danh sách các nút lưới bao gồm toàn bộ các phần tử của mạch được liệt kê theo cấu trúc đã được quy định. Để tạo ra các nút lưới từ sơ đồ mạch nguyên lý, ta dùng lệnh Pspice -> Create netlist từ thực đơn của chương trình. Danh sách này được lưu trong tệp tin có đuôi .net và được quản lý bằng trình trình quản lý dự án, ta có thể chọn vào tệp tin này để xem nội dung bên trong của nó. Và đây là nội dung của tệp tin ứng vớimạch đang xét: 6.4 Phân tích và mô phỏng 6.4.1 Xác định kiểu phân tích và mô phỏng Trước hết hãy nhập chuột vào biểu tượng để mở trang phân tích mạch. Cửa sổ New Simulation xuất hiện: CAD điện tử Chương 5 Làm mạch in thủ công - 81 - gõ vào ô Name tên của trang phân tích. Nhấn phím Create để mở cửa sổ chọn kiểu dạng phân tích. Giao diện như sau: Trong thẻ Analysis, mục Analysis type có 4 lựa chọn kiểu phân tích chính: - Bias poit: dùng xác đinhj điều kiện phân cực DC của một mạch điện. Tính toán xong, ta sẽ có các mức áp DC trên các đường mạch và có dòng điện chảy qua các nhánh của mạch - DC Sweep: dùng quét thông số DC để phân tích các đặc tính của các linh kiện điện tử. Như vẽ các đường cong đặc tính của diode, transistor, scr, triac, các cổng logic,..Khảo sát mạch với các mức nguồn nuôi DC khác nhau... - Time Domain ( Transient ): dùng phân tích các mức áp trên các điểm của mạch điện lấy theo biến thời gian ( ở đây trục X lấy theo biến thời gian ). Nó có công dụng như bạn đang dùng một máy hiện sóng nhiều tia để xem các tín hiệu trên các điểm nối của mạch điện. - AC Sweep/Noise: dùng phân tích các mức áp trên các đường nối của mạch điện thoe biến tần số và góc pha ( trục X lấy theo biến tần số hay biến góc pha ). Nó dùng để vẽ ra đường cong đáp ứng biên tần, pha tần củamạch. 6.4.2 Thực hiện mô phỏng Trong ví dụ trên, ban đầu bạn hãy chọn cách phân tích là Bias Point và nhấn OK để đồng ý Chọn Pspice -> Run ( hoặc biểu tượng trên thanh công cụ ) CAD điện tử Chương 5 Làm mạch in thủ công - 82 - Để quan sát kết quả của quá trình mô phỏng phân tích 1 chiều, ta có thể mở tệp đầu ra hoặc quay trở lại sơ đồ mạch và kích vào biểu tượng ( cho phép hiển thị điện áp dịch ) hoặc ( dòng điện dịch ) hoặc ( công suất tiêu tán trên các phần tử ) Kết quả của quá trình phân tích: Tiếp theo chúng ta chọn cách phân tích Transient ( Trục X lấy theo biến thời gian ). ở dạng phân tích này bạn chỉ cần gõ số vào các ô trống ( xem hình ): Trong ô Run to time : gõ vào khoảng thời gian phân tích Ô Start saving data after: xác định thời điểm bắt đầu cho hệ tín hiệu Ô Maximum step size: chọn bước in ( bước in càng nhỏ thì tín hiệu in ra sẽ càng net, hình càng đẹp nhưng tập tin dữ liệu ghi lại trên đĩa sẽ lớn và thời gian phân tích sẽ kéo dài hơn ). CAD điện tử Chương 5 Làm mạch in thủ công - 83 - Sau khi đã chọn xong thì nhấn phím OK để trở lại trang vẽ. Chọn đầu dò Volt và gắn vào vị trí của chân ra OUTPUT số 3 của IC 555. Nhấn chọn Run để xem kết quả phân tích: Trong trang đồ thị này, chúng ta thấy tín hiệu ra trên chân số 3 của IC555 có dạng xung vuông. Lúc này muốn xem tín hiệu trên điểm nào của mạch điện thì đặt ống dò ngay trên điểm đó. Nếu như cùng lúc bạn đặt ống dò trên 2 chân số 6 và số 3. Chúng ta sẽ thấy tín hiệu trên chân 3 là dạng xung vuông, còn trên chân 2,6 là dạng tín hiệu răng cưa, cả hai cùng hiện trên 1 đồ thị Kết quả mô phỏng: CAD điện tử Chương 5 Làm mạch in thủ công - 84 - Bạn có thể thay đổi trị số của các linh kiện trên mạch điện rồi cho phân tích bạn sẽ thấy kết quả khác. Trên vùng làm việc của Pspice, bạn nhấp chuột vào 2 trục của đồ thị để thay đổi tọa độ và lưới hiển thị sao cho phù hợp với nhu cầu của bạn CAD điện tử Chương 5 Làm mạch in thủ công - 85 - Bạn cũng có thể xem các đường biễu diên khác. Mở của sổ add trace bằng lệnh Trace  add trace... hoặc biểu tượng trên thanh công cụ. Trong cửa sổ Function or Macro, bạn chọn hàm cần xem, trong thanh Trace Expression chọn biến cần quan sát, nhấn OK để xem: Ngoài ra bạn có thể chọn chế độ quét DC_Sweep để phân tích các đặc tính của linh kiện. CAD điện tử Chương 5 Làm mạch in thủ công - 86 - Đây là phần mềm mô phỏng mạnh và được dùng rất phổ biến. Và để sử dụng được phần mềm này một cách thấu đáo đòi hỏi các bạn phải có một kiến thức chuyên sâu về kỹ thuật điện tử. Trong phần này tôi chỉ giới thiệu khái quát về công cụ mô phỏng Pspice để các bạn có thể biết cách mô phỏng một số mạch điện tử phục vụ cho việc học tập của mình. Việc dùng Pspice để phân tích độ nhạy, phân tích nhiễu, phân tích Fourier, phân tích tham số, phân tích nhiệt độ, mô phỏng số,...và nhiều vấn đề khác tôi sẽ không đề cập đến trong tài liệu này. Nó sẽ được hướng dẫn chi tiết, thấu đáo trong một tài liệu khác chuyên biệt để có thể giúp bạn có thể đi sâu vào khai thác phần mềm mô phỏng Pspice. CAD điện tử Chương 5 Làm mạch in thủ công - 87 - MỘT SỐ BÀI TẬP VÍ DỤ Bài 1. Thiết kế mạch in cho mạch bảo vệ dòng một pha Hướng dẫn:  Biến trở (có tên RESISTOR VAR) chứa trong thư viện Discrete  AD741 chứa trong thư viện OPAM Bài 2. Thiết kế mạch in mạch điều chỉnh và ổ định tốc độ động cơ CAD điện tử Chương 5 Làm mạch in thủ công - 88 - Hướng dẫn:  SW 3 chấu (có tên SW MAG-SPDT) nằm trong thư viện Discrete CAD điện tử Chương 5 Làm mạch in thủ công - 89 -  L1: Cuộn dây có lõi FERRITE (có tên INDUCTOR FERRITE) nằm trong thư viện DISCRETE Bài 3. Thiết kế mạch in cho mạch điều chỉnh độ sáng đèn. CAD điện tử Chương 5 Làm mạch in thủ công - 90 - Bài 4. Vẽ mạch in cho mạch ghi âm sau. Hướng dẫn: A 2 A 4 A 3 A 9 R J 2 C O N 2 1 2 R C 5 0 .1 U F A 0 P E \ E O M \ A 4 R J 5 C O N 2 12 A 7 R A R 1 C O N 9 123456789 A 8 R D 2 O V F \ A 8 R J 4 S P E A K E R 12 A 6 R R 9 3 3 0 A 1 E O M \ A 0 C E \ A 6 A 2 R C 1 0 .1 U F R J 1 C O N 8 12345678 A 1 A 5 A 0 A 1 R R 8 1 0 K R C 7 0 .1 U F A 7 C E \ R C 0 4 7 0 K A 0 A 5 O V F \ R A R 2 C O N 5 12345 V C C A 4 R C 2 0 .1 U F A 9 R R 7 1 0 K V C C A 9 A 7 A 7 A 3 O V F \ R R 1 0 3 3 0 A 5 A 8 R R 4 1 k V C C R J 3 C O N 5 12345 R Q 2 N P N E C B 3 2 1 A 4 R R 2 4 .7 U F R Q 1 N P N E C B 3 2 1 S W 2 S W D IP -1 0 /S M A 5 R R 5 1 0 k A 2 A 1 A 8 A 9 V C C A 3 A 6 P E \ R D 1 E O M \ P D R C 4 0 .1 U F R R 1 1 0 0 K A 3 A 2 R C 3 0 .1 U F R U 1 IS D 2 5 6 0 12345678 1 2 1 3 2 1 1 4 1 5 9 1 0 19 2 2 2 3 2 5 1 1 1 7 1 8 2 0 2 4 2 6 1 6 2 8 2 7 A 0 /M 0 A 1 /M 1 A 2 /M 2 A 3 /M 3 A 4 /M 4 A 5 /M 5 A 6 /M 6 A 7 G N D A G N D A N A O U T S P + S P - A 8 A 9 AGC O V F C E E O M A U X IN M IC M IC R E F A N A IN P D X C L K V C C + V C C P E R R 6 1 0 k R A R 3 C O N 5 12345 E O M \ O V F \ R C 6 2 2 0 U F R R 3 5 K 1 A 6 CAD điện tử Chương 5 Làm mạch in thủ công - 91 -  Tìm linh kiện ISD2560  Click chuột chọn PLACE PART  Chọn PART SEARCH (tìm kiếm linh kiện)  Gõ tên *ISD2560* (dấu * thay cho một ký tự bất kỳ)  click chuột chọn Begin Search.  Sau khi tìm xong, nếu có linh kiện đúng tên thì trong ô Libraries sẽ xuất hiện thư viện chứa linh kiện cần tìm  Chọn OK  Linh kiện đã tìm thấy và chọn  Chỉnh sửa linh kiện sao cho giống như sơ đồ.  Tất cả các linh kiện còn lại đã biết cách lấy ra. CAD điện tử Chương 5 Làm mạch in thủ công - 92 - Bài 5. Vẽ mạch in cho sơ đồ mạch điều khiển ma trận bằng thanh ghi dịch Hướng dẫn: Tìm linh kiện 74595 bằng cách chọn PART SEARCH  gõ tên linh kiện 74*595 (* thay thế cho ký tự bất ký)  Chọn BEGIN SEARCH Sau khi tìm thấy nhấn chọn OK.  Tạo ma trận led 7 đoạn (xem lại cách tạo linh kiện) VCC c 1 c 1 9 C14 STR_R C10C2 JOUT1 CON18 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 H8 c 9 HP4 C23 HP6 c 1 1 c 2 8 C30 J6 CON9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 H2 C L R c 3 2 UD2 74F595/SO 14 1 1 1 0 1 2 1 3 1 5 1 2 3 4 5 6 7 9 1 6 8 SDI C L K M R S T R O E Q 0 Q 1 Q 2 Q 3 Q 4 Q 5 Q 6 Q 7 QS V C C G N D HP3 C18 ARR1 CON9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 h2 O E OE R4 R C6 DGR_OUT c 7 CLK_R DGR_OUT HP8 h6 HP1 HP7 ARR2 1 2 3 4 5 6 7 8 9C16 C9 CLK_R STR_GR Q2 BC213 1 3 2 UD1 74F595/SO 14 1 1 1 0 1 2 1 3 1 5 1 2 3 4 5 6 7 9 1 6 8 SDI C L K M R S T R O E Q 0 Q 1 Q 2 Q 3 Q 4 Q 5 Q 6 Q 7 QS V C C G N D c 5 h1 C1 STR_R c 2 1 H4 c 1 3 R6 R HP3 C22 CTR[0..4] c 1 7 C29 HP2 c 2 7 H5 DR_IN C17 CLR Q7 BC213 1 3 2 C26 VCC VCC C5 DR_OUT HP5 h5 HP5 C L K _ G R UX1 74F595/SO 14 1 1 1 0 1 2 1 3 1 5 1 2 3 4 5 6 7 9 1 6 8 SDI C L K M R S T R O E Q 0 Q 1 Q 2 Q 3 Q 4 Q 5 Q 6 Q 7 QS V C C G N D C13 Q5 BC213 1 3 2 Q8 BC213 1 3 2 c 3 0 HP7 Q1 BC213 1 3 2 c 1 4 C28 HP4 S T R _ G R R7 R DGR_IN HP5 O E S T R _ G R c 1 6 CLK_GR Q3 BC213 1 3 2 HP3 H7 C21 c 6 c 2 2 C25 VCC C12 HP4 H1 h4 OE c 1 8 C32 VCC c 2 6 c 1 5 VCC C4 VCC C27 R2 R VCC OE R1 R HP1 c 1 0 h8 H3 CLK_R c 8 C20 VCC c 4 HP7 HP2 c 2 9 C L K _ G R C8 C L R h3 Q6 BC213 1 3 2 c 2 HP1 c 2 3 C31 HP8 c 2 5 U200 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 1 12 13 1 4 1 5 1 6 17 1 8 19 2 0 2 1 22 2 3 2 4 C15 R3 R VCC C3 C11 R5 R C24 HP8 R8 R c 1 2 HP6 h7 c 3 H6 DR_OUT HP2 C19 HP6 UX2 74F595/SO 14 1 1 1 0 1 2 1 3 1 5 1 2 3 4 5 6 7 9 1 6 8 SDI C L K M R S T R O E Q 0 Q 1 Q 2 Q 3 Q 4 Q 5 Q 6 Q 7 QS V C C G N D Q4 BC213 1 3 2 c 2 4 c 2 0 CLR C7 STR_R CLR ARG2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 VCC U100 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 1 12 13 1 4 1 5 1 6 17 1 8 19 2 0 2 1 22 2 3 2 4 c 3 1 CAD điện tử Chương 5 Làm mạch in thủ công - 93 - CAD điện tử Chương 5 Làm mạch in thủ công - 94 - Bài 6. Vẽ mạch in cho khối hiển thị bằng led 7 đoạn D O4 L E D 4 D 4 D 6 L E D 1 L R 9 D O6 IN T 0 L E D 3 IN T 0 D O5 G IA Y _ D D O2 C J 1 1234567891 0 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6 D O0 D O0 D O0 D O6 D O 0 L 7 D 2 1 2 3 4 5 6 7 89 10 e d a1 c p b a a2f g D O1 D 1 D O1 D 3 L R 6 D O3 V C C J 3 C O N 1 1 J 2 C O N 1 1 D O3 D O 5 L E D 4 L Q 3 2 3 1 D O6 V C C D O2 L Q 2 2 3 1 L R 5 L E D 1 K C 2 1 2 L R 1 4 IN T 1 D O 4 D O4 L E D 3 L R 1 3 L R 4 D O 3 L R 1 2 K C 1 1 2 D O5 L 7 D 1 1 2 3 4 5 6 7 89 10 e d a1 c p b a a2f g L 7 D 3 1 2 3 4 5 6 7 89 10 e d a1 c p b a a2f g D O3 L D S 7 L E D 12 D O4 L Q 1 2 3 1 D O1 L R 1 1 D O6 L R 2 L R 7 V C C L E D 2 D O0 V C C D O4 G IA Y L R 3 L E D 2 L R 1 5 D O 2 L R 1 D O [0 ..7 ] L R 1 0 D O5 J 4 C O N 1 1 L Q 4 2 3 1 L 7 D 4 1 2 3 4 5 6 7 89 10 e d a1 c p b a a2f g L D S 6 L E D 12 D O 6 S W 1 7 1 2 L R 8 D 0 J 1 C O N 1 1 IN T 1 D O2 L R 1 7 1 5 0 D O5 D 5 S W 1 8 1 2 D O2 D O3 D O 1 D 2 D O1 C U 0 1 23456789 1 9 1 1 8 1 7 1 6 1 5 1 4 1 3 1 2 1 1 2010 A 0 A 1 A 2 A 3 A 4 A 5 A 6 A 7 G D IR B 0 B 1 B 2 B 3 B 4 B 5 B 6 B 7 VC CGN D CAD điện tử Chương 5 Làm mạch in thủ công - 95 - V C C C L R C R 110 K C A R 1 4 K 7 123456789 D L Q 1 C 8 2 8 1 23 U 3 D S 1 2 8 8 7 1 9 2 3 2412 4567891 0 1 1 1 4 1 7 1 1 8 1 5 13 IR Q S Q W VC CGN D A D 0 A D 1 A D 2 A D 3 A D 4 A D 5 A D 6 A D 7 A S D S M OT R S T R /W C S P C 4 1 0 4 H 6 P 1 .2 A D 7 V C C A D 1 P 2 .5 R S T V C C A D 4 P 1 .2 J 2 C O N 1 1 P 2 .4 P D 2 L E D 12 M O S I A D 2 P 1 .4 S T R _ R O E V C C P 1 .1 A D 5 IR Q H 5 C S W 1 1 2 M O S I - + P D 1CA U D IO D E 3 1 2 4 D G R _ IN P C 210 3 R R 3R V C C V C C D L C 1 1 0 U F 12 A D 2 A D 4 J 5 C O N 1 1 U 6 7 4 A B T 2 4 5 23456789 1 9 1 1 8 1 7 1 6 1 5 1 4 1 3 1 2 1 1 2 0 1 0 A 0 A 1 A 2 A 3 A 4 A 5 A 6 A 7 G D IR B 0 B 1 B 2 B 3 B 4 B 5 B 6 B 7 V C C G N D R J 0 C O N 3 1 2 3 D L R 2 1 0 K D A T A _ R E M O T E P 1 .3 D R _ IN D A T A _ R E M O T E V C C C U 0 0 8 9 S 8 2 5 2 2 9 3 0 40 20 31 19 18 9 3 9 3 8 3 7 3 6 3 5 3 4 3 3 3 2 12345678 2 1 2 2 2 3 2 4 2 5 2 6 2 7 2 8 1 0 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6 1 7 P S E N A L E VC C GN D EA X1 X2 R S T P 0 .0 /A D 0 P 0 .1 /A D 1 P 0 .2 /A D 2 P 0 .3 /A D 3 P 0 .4 /A D 4 P 0 .5 /A D 5 P 0 .6 /A D 6 P 0 .7 /A D 7 P 1 .0 P 1 .1 P 1 .2 P 1 .3 P 1 .4 P 1 .5 _ M O S I P 1 .6 _ M IS O P 1 .7 _ S C K P 2 .0 /A 8 P 2 .1 /A 9 P 2 .2 /A 1 0 P 2 .3 /A 1 1 P 2 .4 /A 1 2 P 2 .5 /A 1 3 P 2 .6 /A 1 4 P 2 .7 /A 1 5 P 3 .0 /R X D P 3 .1 /T X D P 3 .2 /IN T 0 P 3 .3 /IN T 1 P 3 .4 /T 0 P 3 .5 /T 1 P 3 .6 /W R P 3 .7 /R D P R 2 3 K 3 P 1 .3 R S T V C C C A R 2 4 K 7 123456789 C L K _ G R R R 1 4 K 7 V C C S C K P 2 .2 P 2 .7 P J 1 P O W E R _ A C /D C 1 2 M O S I P 2 .3 S C KW R \ P 2 .0 D L R 3 4 7 0 M IS O H 4 R Q 0 C 8 2 8 A D 3 P 1 .4 R R 2 4 K 7 V C C W R \ P 1 .2 IR Q IN T _ R E M O T E S C K R R 0 1 0 K C A R 0 4 K 7 123456789 P D 3 5 .6 V D L R 1 1 0 K M IS O V C C S C K A L E C J 0 2 _ C O N 9 123456789 C 2 V C C V C C V C C A D 7 C L K _ R H 3 J 3 C O N 1 1 V C C M IS O P 1 .0 P 1 .1 D L D 1 L E D 12 H 7 A D 0 A D 1 P 1 .1 P C 1 2 2 0 0 U F M IS O J 4 C O N 1 1 C Y 0 1 Z T A P 2 .1 P 2 .6 IN T _ R E M O T E Q 1 H 1 0 6 1 23 1 V C C P 1 .4 R D \ C J 0 6 C O N 6 123456 R D \ A D 5 A D 0 S T R _ G R H 2 R D 1 L E D 1 2 C 1 P 1 .0 U 5 7 4 A B T 2 4 5 23456789 1 9 1 1 8 1 7 1 6 1 5 1 4 1 3 1 2 1 1 2 0 1 0 A 0 A 1 A 2 A 3 A 4 A 5 A 6 A 7 G D IR B 0 B 1 B 2 B 3 B 4 B 5 B 6 B 7 V C C G N D A D 6 V C C A D 3 P 1 .0 H 1 P R 1 3 K 3 P 1 .3 A D 6 H 8 C C 0 1 1 0 U F M O S I J 1 C O N 1 8 123456789 1 0 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6 1 7 1 8 CAD điện tử Chương 5 Làm mạch in thủ công - 96 - A D 1 D 0 1 0 D 0 1 4 D 0 1 3 O U 1 D M 7 4 L S 5 7 3 23456789 1 11 1 9 1 8 1 7 1 6 1 5 1 4 1 3 1 2 10 20 D 0 D 1 D 2 D 3 D 4 D 5 D 6 D 7 L E O E Q 0 Q 1 Q 2 Q 3 Q 4 Q 5 Q 6 Q 7 GN D V C C A D 5 A D 2 A D 7 V D D D0 3 V C C V D D D 0 6 A D 7 D 0 9 P 1 C O N N E C T O R D B 2 5 1 3 2 5 1 2 2 4 1 1 2 3 1 0 2 2 92 1 82 0 71 9 61 8 51 7 41 6 31 5 21 4 1 O U 2 1 U L N 2 8 0 3 12345678 1 8 1 7 1 6 1 5 1 4 1 3 1 2 1 1 1 0 9 I0I1I2I3I4I5I6I7 O 0 O 1 O 2 O 3 O 4 O 5 O 6 O 7 C O M G N D L 7 C H 1 2 3 1 4 5 6 7 89 10 e d a1 c p b a a2f g D 8 D 0 D 2 V C C D 6 V D D V C C L 7 C H 2 2 3 1 4 8 6 7 59 10 e d a1 c p b a a2f g D O N V I C H U C D 1 2 D 0 2 A D 0 D 5 L 7 D V 2 2 3 1 4 8 6 7 59 10 e d a1 c p b a a2f g D 1 3 D 0 5 D 4 A D 3 D 1 5 D 3 O U 2 D M 7 4 L S 5 7 3 23456789 1 11 1 9 1 8 1 7 1 6 1 5 1 4 1 3 1 2 10 20 D 0 D 1 D 2 D 3 D 4 D 5 D 6 D 7 L E O E Q 0 Q 1 Q 2 Q 3 Q 4 Q 5 Q 6 Q 7 GN D VC C A D 1 A D 6 D 0 7 A D 4 D 0 4 A D 6 D 1 1 D 7 D 1 A D 2 D 1 0 A D 3 L 7 D V 1 2 3 1 4 5 6 7 89 10 e d a1 c p b a a2f g A D 5 O U 1 1 U L N 2 8 0 3 12345678 1 8 1 7 1 6 1 5 1 4 1 3 1 2 1 1 1 0 9 I0I1I2I3I4I5I6I7 O 0 O 1 O 2 O 3 O 4 O 5 O 6 O 7 C O M G N D A D 0 D 0 1 D 0 0 D 1 4 D 0 8 V D D A D 4 D 0 1 5 D 0 1 2 D 0 1 1 D 9 CAD điện tử Chương 5 Làm mạch in thủ công - 97 - R 11 1K C 4 22N IN 3 R 2310K C 9100n C 1210n C 7 10n O U T 1 C 8 15n R 427k C 1047n R 533K -12V O U T 2 0 R 11K R 16 27K R 327k -12V C 5 100n U 2A TL082 32 84 1 +- V+V- O U T 0 +12V R 2410K 0 C 322N 0 +12V R 26 27K R 1315K 0 U 1B TL082 56 84 7 +- V+V- O U T 0 J1CO N 3 123 0 R 21 1K 0 C 1 150n R 26 33K O U T 3 C 2 150n 668n IN 1 0 IN 2 0 0 0 U 1A TL082 32 84 1 +- V+V- O U T C 1110n R 12 1M R 22 1M J2CO N 3 123 R 627K R 1415K R 15 33K R 21M R 9 10K R 44K 7 O U T2 U 2B TL082 56 84 7 +- V+V- O U T -12V U 4ATL082 32 84 1 +- V+V- O U T 0 R 16 10K +12V R 34K 7 0 -12V 0 U 4B TL082 56 84 7 +- V+V- O U T +12V C 9 10N O U T1 +- U 1LF 398 38 5 1 24 6 7 +12V R 144K 7 R 17 4K 7 R 24K 7 0 0 O U T1 R 124K 7 +12V C 310N R 7 4K 7 J3CO N 2 12 -12V C 510N 0 C 11n R 12M 2 C 71nL O W P A S S F I L T E R 0 C 610N R 812K C 12 10N 0 O U T2 R 610K C 11 10N +- U 3LF 398 38 5 1 24 6 7 -12V R 11 2M 2 J2IN2 1 2 0 R 19 10K R 15 1K 2 U 2A TL082 32 84 1 +- V+V- O U T R 13 4K 7 0 C 8 1U F C 10 10N 0 J1IN1 1 2 L O W P A S S F I L T E R 0 R 51K 2 C 410N C 2 1U F R 18 12K CAD điện tử Chương 5 Làm mạch in thủ công - 98 - Bài 7 Mạch nguồn Để cho mạch được gọn khi đi dây các bạn sử dụng chức năng “ đặt nhãn đường mạch “ bằng cách nhấp chuột vào biểu tượng Place net alias bên thanh công cụ phải Đặt tên cho nhãn trong khung Alias, màu chữ trong khung Color, và muốn thay đổi định dạng chữ thì nhấp vào nút Change... trong khung Font Đặt nhãn vào vị trí đi dây phù hợp, làm tương tự cho đầu dây còn lại, các đườngmạch có chung nhãn sẽ được tự động nối với nhau khi chuyên qua Layout Plus Chức năng này rất hữu dụng, nhất là khi thiết kế mạch phức tạp, sử dụng nhiều IC,... Tạo nhãn đường mạch sẽ cho mạch nguyên lý gọn hơn và thẩm mý hơn CAD điện tử Chương 5 Làm mạch in thủ công - 99 - Các bạn có thể sắp xếp linh kiện theo hình dưới Các thông số về độ rộng đường mạch của mạch trên được cho như hình: CAD điện tử Chương 5 Làm mạch in thủ công - 100 - CAD điện tử Chương 5 Làm mạch in thủ công - 101 - Bài 8 Mạch đèn LED rượt đuổi Sơ đồ bố trí linh kiện Chọn lớp BOTTOM, thay đổi độ rộng đường mạch phù hợp rùi chọn chế độ chạy dây tự động CAD điện tử Chương 5 Làm mạch in thủ công - 102 - Sau khi chạy dây tự động, vẫn còn một số đường mạch chưa chạy được, ta phải tiến hành vẽ bằng tay , tạo jumper cho đường mạch còn lại. Chọn chế độ vẽ tay Edit Segmaent Mode , nhấp chuột vào đường mạch cần vẽ, di chuyển đến vị trí phù hợp, chạy hết các đường mạch còn lại nhớ là các đường mạch không cắt nhau Trở về chế độ Component Tool , nhấp chuột phải, chọn thẻ New... Xuất hiện hộp thoại sau CAD điện tử Chương 5 Làm mạch in thủ công - 103 - Nhấp chuột vào khung Footprint... để tìm chân linh kiện cho via Nhấp chọn OK Đặt vào vị trí cần tạo VIA, các jumper này khi làm mạch chúng ta phải tiến hành hàn dây Mạch sau khi tạo các jumper, và chỉnh sửa phù hợp như hình dưới Tiến hành phủ mass cho mạch để tạo bản mạch hoàn chỉnh, chèn text nếu muốn CAD điện tử Chương 5 Làm mạch in thủ công - 104 - CAD điện tử Chương 5 Làm mạch in thủ công - 105 - Bài 9 Mạch đồng hồ số đơn giản Sơ đồ bố trí linh kiện CAD điện tử Chương 5 Làm mạch in thủ công - 106 - Chọn vẽ mạch 1 lớp ( BOTTOM ), chỉnh kích thước độ rộng đường mạch phù hợp Autoroute mạch điện ta có kết quả như hình Kiểm tra mạch, tạo via cho các jumper, phủ mass và ta có mạch hoàn chỉnh như sau CAD điện tử Chương 5 Làm mạch in thủ công - 107 - bố trí linh kiện trên board CAD điện tử Chương 5 Làm mạch in thủ công - 108 - Mạch điều khiển tải bằng âm thanh Mạch đèn giáng sinh Mạch tạo xung 1kHz CAD điện tử Chương 5 Làm mạch in thủ công - 109 - Mạch bảo vệ quá áp Mạch khóa số Mạch relay bảo vệ dòng 1 pha CAD điện tử Chương 5 Làm mạch in thủ công - 110 - Mạch relay bảo vệ dòng 3 pha Mạch đồng hồ vạn niên Mạch này để gọn và thẩm mỹ thì các bạn nên thiết kế board 2 lớp ( TOP, BOTTOM ). Khối điều khiển CAD điện tử Chương 5 Làm mạch in thủ công - 111 - Khối hiển thị Khối hiển thị CAD điện tử Chương 5 Làm mạch in thủ công - 112 - Các jumper