Báo cáo thực hành thiết kế mạch in | Thực tập cơ bản | Trường Đại học Bách khoa Hà Nội

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐIỆN-ĐIỆN TỬ
BÁO CÁO THỰC HÀNH CƠ BẢN
THIẾT KẾ MẠCH IN SỬ DỤNG PHẦN MỀM ALTIUM DESIGNE R
THIẾT KẾ MẠCH ĐIỆN TỬ
Giáo viên hướng dẫn: Thầy Vũ Hồng Vinh
Sinh viên thực hiên: Nguyễn Minh Quang MSSV: 20214052 Lớp: Điện tử 01-K6 6 HÀ NỘI,2022 Hà Nội, 1-2022 Mục Lục
Phần 1: Giới thiệu mạch 3
Phần 2: Các thao tác thiết kế mạch nguyên lí 3
Phần 3 Các bước thiết kế mạch in Phần 4: Kết luận
PHẦN 1: GIỚI THIỆU MẠC H 2 1. Giới thiệu chung
Mạch tạo xung vuông là một mạch điện tử tuy đơn giản nhưng là một trong
những mạch rất cơ bản ,từ đó phát triển các mạch nhiều tính năng hơn. Một
số thiết bị điện tử chỉ hoạt động khi có tín hiệu xung …Mạch tạo xung được
ứng dụng rất nhiều trong các hệ thống điện tử, hệ thống thông tin số, hệ thống điều khiển.
Mạch tạo xung vuông sử dụng IC555 để chuyển dao động của dòng điện
xoay chiều dạng hình sin sang dao động có dạng vuông. Mạch có 3 khối :
- Khối vào có tác dụng tạo tần số và độ rộng xung theo ý muốn - Khối tạo xung vuông
- Khối phản hồi cho phép ta nhận biết dòng điện ra có dạng là xung vuông ( sử dụng 2 đèn led)
2. Nguyên lý hoạt động của mạch
Khi cấp dòng điện từu 5-12V dòng điện sẽ chạy qua 2 con điện trở và tụ
điện để tao nên xung có tần số và độ rộng xung theo ý muốn theo công thức:
T = 0.7 × (R1 + 2R2) × Ck và f = 1.4 / ( (R1 + 2R2) × Ck )
Dòng điện có dạng hình sin sẽ đi vào khối tạo xung vuông là IC555 tạo nên
dòng điện đi ra có dạng xung vuông như hình vẽ: Hình 1: Ảnh xung vuông 3
Tiếp theo dòng điện có dạng xung vuông này sẽ đi vào khối phản hồi gồm
2 đèn led. Khi ở mức điện áp cao Tm thì đèn 1 sáng , khi dòng điện ở mức đièn áp
thấp Ts thì đèn thứ 2 sáng. Hai đèn sẽ nhấp nháy liên tục (một dèn sáng thì một đèn
tối) chứng tỏ mạch ra có dạng xung vuông. PHẦN 2: THIẾT KẾ MẠC H NGU ÊN Y LÝ 1.Tạo project:
Bước 1: Tạo Project mới. File-New-Project-Project
Hình 2: Giao diện tạo Project từ Menu
Bước 2: Đặt tên và lưu Project 4
Hình 3: Giao diện New Project
2. Tạo thư viện nguyên lý thiết kế mạch
Hình 4. Giao diện sau khi mở từ thư viện có sẵn 5
Tìm và lấy linh kiện (Ở đây em sử dụn
g linh kiện lấy từ thư viện Syhaunguyen.Intlib) Hình 5: Giao di
ện chương trình để ch n và l ọ ấy linh kiện
Hình 6: Lấy linh kiện ra ngoài 6
Tiến hành tương tự để lấy các linh kiện sau: Tên linh kiện Part Thư viện Điện trở Res Syhaunguyen.Schlib Biến trở Var Syhaunguyen.Schlib Tụ điện Cap Syhaunguyen.Schlib Đèn led Led Syhaunguyen.Schlib Công tắc Swit Syhaunguyen.Schlib IC *555 Syhaunguyen.Schlib Giắc nguồn Header Syhaunguyen.Schlib
Hình 7: Sau khi lấy các linh kiện ra ngoài 3. Vẽ sơ đồ nguyên lý
a. Sắp xếp và đi dây trong linh kiện
Kết nối các chân linh kiện sử dụn
g Wire để thực hiện. Place-Wire 7 A
Hình 8: Giao diện sau khi sắp x n ếp và đi dây linh kiệ
b. Đánh số linh kiện. Tools-Annotation-Annotate Schematics-Update Changes List- Accept Changes-OK . Hình 9: Giao di linh ki ện sau khi đánh số ện 8 III. THIẾT KẾ MẠCH I N
1. Cập nhật từ mạch nguyên lý sang mạc in. h
Hình 10: Giao diện tính năng cập nhật chuyển từ mạc nguyên lý sang m h ạc h in
Khi này cửa s Engieering Change Order hi ổ ện ra. Ch n Ex ọ ecute Changes Hình 11: Giao di p nh ện tính năng cậ ật netlist từ nguyên lý sang m sơ đồ ạch in 2. Kiểm tra xá nh c ận lỗi nếu có 9
Hình 12: Giao diện kiểm tra lỗi khi cập nhật netlist từ nguyên lý sang m sơ đồ ạch in
3. Sắp xếp linh kiện cho hợp lý
Hình 13: Giao diện sau khi sắp xếp lại linh kiện 4. Đi dây mạch in
Chọn Route - Auto Route- Al l 10
Hình 14: Giao diện sử dụng công c ụ i dây trong m đ ạch in Hình 15: H p tho ộ
ại Sitius Routing Strategies hiện lên. Ch n Route ọ All Kết quả sau khi đi dây 11
Hình 16: Giao diện sau khi i dây đ
5. Thiết lập quy tắc đi dây Chọn De i s gn – Rules
Hình 17: Giao diện thiết lập quy tắc i dây đ 12
Width: Thiết lập kích thước các đường dây mạch. Thông thường, kích thước
các đường dây mạch có độ rộng từ 6mil – 12mil. Đường nguồn có kích thước 15mil – 30mil.
Design Rules – Routing – Width – Width – Min Width: 10mil – Preferred
Width: 12mil – Max Width: 30mil. OK
Hình 18: Giao diện thiết lập r độ ng dây d ộ ẫn trong mạc h in
Via : Thiết lập kích thước lỗ Via. Thông thường lỗ Via có đường kính trong là
0.4mm, đường kính ngoài là 0.8mm. Kích thước này có thể thay đổi to hơn hoặc
nhỏ hơn tuỳ thuộc vào khả năng của nhà sản xuất bo mạch.
Design Rules – Routing Via Styles – Routing Vias – Via Diametter: 0.8mm – Via Hole Size: 0.4mm – O K 13
Hình 19: Giao diện thiết lập kích thước Via trong mạc h in
6. Cắt bo theo hình dạng yêu cầu
Để có thể tạo hình dạng bo mạch bên ngoài, Altium hỗ trợ tính năng cắt bo
theo đường bao ngoài mạch in.
Chọn lớp KeepOutLayer trên thanh công cụ nằm ngang phía dưới của của sổ thiết kế mạch in.
Vẽ đường bao bo mạch theo hình dạng mong muốn: Place – Keepout – Track
Cắt hình dạng bo mạch theo đường Keepout
Chọn toàn bộ đường Keepout.
Từ thanh công cụ trên cửa số màn hình thiết kế mạch in chọn Design – Board
Shape – Define from selected object 14
Hình 20: Giao diện bo mạc sau khi thi h ết lạp hình dạng 7. Kết quả thu được
Hình 21: Giao diện sau khi thu được 15
Hình 22: Giao diện 3D c a m ủ ạc h
8. Các linh kiện sử dụn g trong mạch Tên linh kiện Kí hiệu Thư viện Kí hiệu c ân h đế Điện trở R1/4W Syhaunguyen.Schlib R1/4W Biến trở VR Syhaunguyen.Schlib VR Tụ điện CP1 Syhaunguyen.Schlib CP1/2 Đèn led Led Syhaunguyen.Schlib Led-52 Công tắc SW3x2 Syhaunguyen.Schlib SW3x2 IC LM555 Syhaunguyen.Schlib DIP8/W0.3 Giắc nguồn Hed2 Syhaunguyen.Schlib Hed2 Phần 4: Kết Luận
Sau quá trình học tập, nghiên cứu và thực hành, em đã hoàn thành thiết kế mạch
“Bộ tạo dao động âm tần dịch pha”. Mạch này có các ưu điểm và nhược điểm như sau: - Ưu điểm: + Dễ lấy linh kiện
+ Mạch không cần quá to, tuy theo kích thước người dùng
+ Thiết kế nhỏ gọn, tiện lợi 16 + Dễ sử dụng
+ Kết quả hiển thị nhanh
+ Dễ kiểm tra hỏng hóc ngầm của các linh kiện - Nhược điểm: + Cần thư viện hợp lí + Còn chưa có vỏ +Tính linh động kém
Do giới hạn về thời gian thực hiện cũng như kiến thức tìm hiểu được, mạch này
còn nhiều thiếu sót nhất định, mong thầy thông cảm. Qua đây em cũng xin cảm ơn
thầy Vũ Hồng Vinh đã hướng dẫn em nghiên cứu và thực hiện thiết kế mạch Bộ
tạo dao động âm tần dịch pha trong môn học Thực tập cơ bản. Em xin trân trọng cảm ơn. 17