Báo cáo Thực tập: Thiết kế Mạch In 5V IC | 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 TẬP CƠ BẢN
THIẾT KẾ MẠCH IN SỬ DỤNG PHẦN MỀM ALTIUM
MẠCH ỔN ÁP 5V SỬ DỤNG IC 7805 Giáo viên hướng dẫn: T.S Vũ Hồng Vinh Sinh viên: Nguyễn Văn Khương MSSV: 20203469 Lớp: Điện tử 09-K65 Hà Nội, tháng 4 năm 2022 1 M.c l.c I.
Giới thiệu mạch ổn áp 5V.................................................................................................3
1. Giới thiệu chung..............................................................................................................3
2. Mạch ổn áp 5v.................................................................................................................3
3. Sơ đồ khối:......................................................................................................................3 II.
Thiết kế mạch nguyên lý...............................................................................................4
1. Tạo Project......................................................................................................................4
2. Vẽ sơ đồ mạch nguyên lý................................................................................................5 III.
Thiết kế mạch in............................................................................................................9
1. Thêm file mạch in mới....................................................................................................9
2. Cập nhật Netlist từ mạch nguyên lý sang mạch in..........................................................9
3. Kiểm tra, xác nhận lỗi nếu có........................................................................................10
4. Sắp xếp linh kiện hợp lý................................................................................................10
5. Một số thiết lập các quy tắc thiết kế mạch in................................................................11
6. Đi dây mạch in..............................................................................................................12
7. Cắt bo theo hình dạng yêu cầu......................................................................................13
8. Phủ đồng cho mạch.......................................................................................................14
9. Kết quả sản phẩm..........................................................................................................15 IV.
Kết Luận......................................................................................................................15 2
I. Giới thiệu mạch ổn áp 5V 1. Giới thiệu chung
Nguồn điện là thành phần không thể thiếu trong các mach điện tử và nó
đóng một vai trò quan trọng ảnh hưởng tới hoạt động của mạch. Việc cung
cấp nguồn điện một chiều có điện áp 5V, 6V, 9V, 12V, 15V, 18V, 24V để
cung cấp cho các thiết bị điện tử thông d.ng chạy điện một chiều.
Đổi với các mạch dùng vi xử lý, các lC TTL, ICs đòi hỏi cần phải có nguồn
cung cấp ốn định 5V (dao động từ 4.75V đển 5.25V) nều điện áp không
năm trong dải đó mà xuống mức giới hạn thì ICs không hoạt động (Reset)
còn trên mức giới hạn thì hỏng ICs.
Vì thế cần sử d.ng mạch ổn áp để sử d.ng cho các mạch cần dùng. 2. Mạch ổn áp 5v
- Chúng ta sẽ cung cấp điện áp đầu vào thông qua J1 (tương ứng với chân
dương và âm), và điện áp 5V ở đầu ra sẽ thông qua chân J2.
- Dùng một diode cầu 5A để chỉnh lưu điện áp xoay chiều, giá trị hiệu d.ng
ta lấy là 12V. Chúng được kết hợp với t. chỉnh lưu để tạo ra điện áp một chiều 15V.
- C1 là t. lọc đầu vào, C2 là t. lọc đầu ra. - IC7805 :ổn áp 5V Lưu ý:
- IC 7805 dễ bị nóng nên để mạch ổn định và hoạt động lâu dài ta nên gắn
thêm keo tản nhiệt cho IC.
- Mạch điều chỉnh điện áp này thích hợp để cấp nguồn cho các mạch điện tử
có điện áp 5V và dòng trở lại là 1A. 3. Sơ đồ khối: Nguồn điện (nếu điện Khối mạch Khối mạch Đầu ra điện áp lớn thì và khối ổn áp và áp 1 chiều dùng thêm chỉnh lưu nâng dòng 5V máy biến (Cầu Diode) (IC 7805) áp) 3
II. Thiết kế mạch nguyên lý 1. Tạo Project
Bước 1: Mở phần mềm Altium Designer
Bước 2: Tạo Project mới. File – New – Project – Project
H nh 1: giao diện tạo project mới từ Menu Bước 3: Đặt tên và lưu project
H nh 2: giao diện New project
PCB Project: Project theo tiêu chuẩn công nghiệp hoặc tự tuỳ biến 4
Integrated Library: Thư viện thiết kế mạch in tích hợp
Script Project: Project chương trình Script bổ trợ thiết kế mạch in Name: Đặt tên Project
Location: Vị trí lưu Project
Bước 4 : Tải thư viện và thêm thư viện vào Altium
- Thêm các thư viện footprint, SCH, PCB hoặc tạo thư viện nguyên lý thiết kế
mạch, sao chép các linh kiện từ những thư viện có sẵn, download trên google.
- Click vào components góc phải Altium hoặc chọn:Place- part… sẽ xất hiện
m.c components. ở đó ta click vào ô 3 gạch góc phải -chọn file-based Libraries
Preferences…-install để thêm thư viện đã download vào.
H nh 3: Giao diện thêm thư viện có sẵn
2. Vẽ sơ đồ mạch nguyên lý Bước 1 : Thêm Schematic mới
- Vào Project. Project – Add New to Project – Schematic
- Lưu lại (Ctrl S hoặc F S) 5
H nh 4: Giao diện tạo mới mạch PCB Bước
2 : Lần lượt chọn các linh kiện theo thiết kế tính toán đưa vào mạch nguyên lý.
- Vào components-chọn thư viện có linh kiện cần lấy- search tên linh kiện-
nhấn và kéo linh kiện ra màn hình
H nh 5: Lấy linh kiện cần dùng đưa ra màn h nh
Những linh kiện cần dùng cho mạch ổn áp 5V : 6 Stt Tên linh kiện Kí hiệu Thông số SL 1 IC7805 U1 7805 1 2 T. điện( t. hóa) C1 2200µF 1 3 T. điện (t. hóa) C2 220µF 1 4 T. điện không phân cực C3-104 100nF 1 5 Điện trở R1,R2 1kΩ 2 6
Đèn led - Red :báo nguồn vào D1 LED-RED 1 7
Đèn led – Green: báo nguồn ra D1 LED-GREEN 1 8 Diode cầu BR1 1 9 Header J1,J2 2 Bước 3
: Sắp xếp các linh kiện hợp lý và nối mạch nguyên lý.
- Kết nối các chân linh kiện: Place – Wire (ctrl+W ) hoặc chọn trên thanh công c.
H nh 6: ảnh sau khi xếp và nối mạch nguyên lý Bước 4 : Đánh số linh kiện
- Tools – Annotation – Annotate Schematics – Update Changes List –
Accept Changes – OK (Hoặc sử d.ng phím nóng T A N) 7
H nh 7: Giao diện tính năng đánh số linh kiện
H nh 8: Giao diện các thông số tính năng đánh số linh kiện
- Kết quả sau khi đánh số 8
mạch nguyên lí hoàn chỉnh III. Thiết kế mạch in 1. Thêm file mạch in mới
- Vào Project. Project – Add New to Project – PCB – Save
H nh 9: Giao diện mới tạo PCB
2. Cập nhật Netlist từ mạch nguyên lý sang mạch in
- Từ cửa sổ mạch nguyên lý, Design – Update PCB Document 9
H nh 10: Giao diện tính năng cập nhật netlist từ sơ đồ nguyên lý sang mạch in
3. Kiểm tra, xác nhận lỗi nếu có
- Validate Changes – Execute Changes – Close
H nh 11 : Giao diện kiểm tra lỗi khi cập nhật netlist từsơ đồnguyên lý sang mạch in
4. Sắp xếp linh kiện hợp lý
- Kéo thả linh kiện về các vị trí hợp lý. (Thường theo sắp xếp mạch nguyên lý) 10
H nh 12: ảnh sau khi sắp xếp lại các linh kiện theo sơ đồ nguyên lý
- Hiển thị kết quả dưới dạng 3D. Tại cửa sổ vẽ mạch in. View –3D Layout
Model hoặc nhấn giữ chuột phải và chọn phím 3
H nh 13: mạch dưới dạng 3D
5. Một số thiết lập các quy tắc thiết kế mạch in
- Từ cửa sổ thiết kế mạch in Chọn Design –Rules
Các luật cơ bản trong thiết kế mạch in
Clearance: Thiết lập khoảng cách giữa các đường dây trong mạch
in(Design Rules –Electrical –Clearance –Minimum Clearance –Apply.Clearance) 11
Width: Thiết lập độ rộng các đường mạch ( Design Rules –Routing –Width –Width )
Routing Vias: Thiết lập kích thước lỗ Via [ Design Rules –Routing Via
Styles –Routing Vias –Via Diametter( đường kính ngoài)–Via Hole Size(đường kính trong)–Apply.]
H nh 14: Minh họa về thiết lập Clearance -Lưu ý:
Clearance :Thông thường thiết lập bằng kích thước đường dây nhỏ nhất(15mm)
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.
15-25 mm ( đường nét cho linh kiện nhỏ)
25-40mm( đường nét cho linh kiện vừa)
40-60mm ( đường nét cho linh kiện lớn) 6. Đi dây mạch in
- Chọn lớp linh kiện cần đi dây. Chọn Bottom Layer hoặc Top Layer.
Place –Track (P T). Di chuột đến các Pin của linh kiện và kết nối đến khi
hết các Connection thì dừng lại. 12
H nh 15: Giao diện sử dụng công cụ đi dây trong mạch in
-Lưu ý: khi đi dây mạch in, tránh đi dây tạo thành góc nhọn hoặc góc vuông.
H nh 16: Mạch sau khi đi dây
7. Cắt bo theo hình dạng yêu cầu
- Để có thể tạo hình dạng bo mạch bên ngoài, Chọn lớp KeepOutLayer trên
thanh công c. nằm ngang phía dưới của của sổ thiết kế mạch in. Vẽ đường
bao bo mạch theo hình dạng mong muốn: Place –Keepout –Track
- Chọn toàn bộ đường Keepout. Chọn Design–Board Shape –Define from selected objects 13
H nh 17: Giao diện bo mạch
H nh 18: Giao diện 3D của bo mạch sau khi được cắt 8. Phủ đồng cho mạch
Phím tổ hợp P G – kéo chuột tới khu vực cần phủ Chọn Net: GND Chọn Layer: Top Layer 14
H nh 19: Giao diện tùy chỉnh phủ đồng cho mạch 9. Kết quả sản phẩm
H nh 20: Mạch hoàn thiện 2D
H nh 21: Mạch hoàn thiện 3D IV. Kết Luận
Qua bài thực hành, em bổ xung được thêm nhiều kiến thức :
Hiểu biết thêm về Altium, những bước để làm ra một mạch in hoàn chỉnh
Tự tay thực hành dựng 1 mạch hoàn chỉnh
Bổ xung thêm kiến thức về linh kiện điện tử cũng như chức năng và nguyên lý của chúng
Rất cảm ơn thầy đã hướng dẫn em trong quá trình dạy vừa qua để có thể
hoàn thành bài thực hành này ạ !!! 15