Bao Cao TTCB - Báo cáo vẽ mạch nguyên lí và mạch in sử dụng Orcad PDF

Preview

Summary

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG ---------- BÁO CÁO THỰC TẬP CƠ BẢN Đề tài: THIẾT KẾ MẠCH ĐÈN TỰ SÁNG KHI TRỜI TỐI Sinh viên thực hiện: MSSV: Lớp: Hà Nội, tháng 10 – 2018 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG ---------- BÁO CÁO THỰC TẬP CƠ BẢN Đề tà...

Description

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

VIỆN ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG ----------

BÁO CÁO THỰC TẬP CƠ BẢN Đề tài:

THIẾT KẾ MẠCH ĐÈN TỰ SÁNG KHI TRỜI TỐI

Sinh viên thực hiện: MSSV: Lớp:

Hà Nội, tháng 10 – 2018

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

VIỆN ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG ----------

BÁO CÁO THỰC TẬP CƠ BẢN Đề tài:

THIẾT KẾ MẠCH ĐÈN TỰ SÁNG KHI TRỜI TỐI

Sinh viên thực hiện: MSSV: Lớp: Giảng viên hướng dẫn: Hà Nội, tháng 10 – 2018

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

Giảng viên đánh giá: Sinh viên thực hiện: Tên báo cáo: Thiết kế mạch đèn tự sáng khi trời tối

Nhận xét của Thầy .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... ..............................................................................

Ngày:

/

/201

Người nhận xét

(Ký và ghi rõ họ tên)

LỜI NÓI ĐẦU Công nghệ sinh ra để phục vụ con người. Con người nghiên cứu, xây dựng, sáng tạo, phát triển công nghệ và sử dụng chúng trong nhiều lĩnh vực như kinh tế, khoa học, văn hóa, nghệ thuật, giải trí. Trong thời đại hiện nay, vấn đề tài nguyên và môi trường là một thách thức lớn cho mỗi quốc gia. Chúng ta phải khai thác tài nguyên đi đôi với tiết kiệm chúng. Mặt khác, mỗi người cần phải ra sức nâng cao ý thức bảo vệ môi trường qua từng hành động của mình. Chính vì những lý do kể trên, việc thiết kế một hệ thống đèn thông minh có thể hoạt động phụ thuộc vào điều kiện môi trường sẽ góp phần tiết kiệm nguồn tài nguyên đáng giá, bảo vệ môi trường. Với mục tiêu nhằm bảo vệ môi trường và bước đầu làm quen với chuyên ngành Điện tử - viễn thông, tác giả tìm tòi thông qua các phương tiện tìm kiếm để từ đó, thiết kế ra một mạch điện đơn giản: mạch đèn tự sáng khi trời tối, qua đó, có thể ứng dụng vào thực tiễn để tạo ta một hệ thống đèn thông minh. Vì kiến thức còn hạn chế và kỹ năng chưa tốt, em mong thầy … có những ý kiến đánh giá, nhận xét cũng như phê bình để chúng em được trau dồi nhiều kinh nghiệm trong quá trình học tập sau này hơn.

Em xin chân thành cảm ơn!

MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU…………………………………………………………………..4 MỤC LỤC……………………………………………………………………….5 DANH

SÁCH

CÁC

HÌNH

VẼ…………………………………………………..6 DANH SÁCH CÁC BẢNG BIỂU……………………………………………… 7 PHẦN

MỞ

ĐẦU………………………………………………………….

……..8 Chương

1:

Thiết

kế

mạch nguyên

lý

bằng

phần mềm

Capture

CIS……………..8 Chường

2:

Thiết

kế

mạch

in

bằng

phần

mềm

Layout

Plus……………………..18 KẾT LUẬN…………………………………………………………………….29

DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1: Cách tạo Project trong Capture CIS……………….. …………………7 Hình

1.2:

Hộp

thoại

New

Project……………………………………………...…7 Hình

1.3:

Cách

lấy

linh

kiện……………………………………...

……………10 Hình

1.4:

Lựa

chọn

thư

viện

linh

kiện…………………………………………10 Hình

1.5:

Lựa

chọn

linh

kiện…………………………………………………..11 Hình

1.6:

Biểu

tượng

nguồn……………………………………………………12 Hình

1.7:

Lựa

chọn

nguồn…………………………………………………..…12 Hình

1.8:

Các

linh

kiện

mạch……………………………………13

cần

thiết

cho

Hình

1.9:

Hộp

thoại

thay

đổi

giá

trị

linh

kiện………………………………….14 Hình

1.10:

Mạch

nguyên

lí……………………………………………………..14 Hình

1.11:

Biểu

tượng

thu

nhỏ

mạch

nguyên

Design…………………………………………15 Hình

1.12:

Biểu

tượng

kiểm

tra

lí……………………………….15 Hình

1.13:

Hộp

thoại

DRC……………………………………………………..16 Hình

1.14:

Biểu

tượng

tạo

file

netlist…………………………………………..16 Hình

1.15:

Hộp

thoại

Create

Netlist……………………………………………17 Hình

2.1:

Đường

dẫn

tạo

mạch

in………………………………………………18 Hình

2.2:

Chọn

file

netlist

để

vẽ

mạch

in………………………………………19 Hình

2.3:

Đặt

tên

cho

file

mạch

in……………………………………………..19 Hình

2.4:

Thông

báo

yêu

cầu

tìm

kiếm

chân

linh

kiện…………………………20 Hình

2.5:

Hộp

thoại

đế…………………………………………………..21

chân

Hình

2.6:

Mạch

đi

dây

chưa

sắp

xếp

linh

kiện………………………………..21 Hình

2.7:

Biểu

tượng

Online

DRC……………………………………………22 Hình

2.8:

Biểu

tượng

Tool

và

23

xếp

linh

AST………………………………………..22 Hình

2.9:

Mạch

đi

dây

đã

sắp

kiện…………………………………..23 Hình 2.10: Lựa chọn Route Layer…………………………………... ………..23 Hình 2.11: Hộp thoại Edit Layer Strategy………………………. ……..……..24 Hình 2.12: Mạch in chưa đổ đồng………………………………..…….. ……..25 Hình

2.13:

Hộp

thoại

đặt

tên

mạch

in…………………………………………26 Hình

2.14:

Mạch

in

có

đường

bao

…………………………………………….27 Hình 2.15: Hộp thoại Edit Obstacle………………………………….. ………28 Hình

2.16:

Mạch

chỉnh………………………………………………..29

DANH SÁCH CÁC BẢNG BIỂU

in

hoàn

Bảng

1:

Lựa

chọn

linh

kiện

trong

thư

cho

linh

viện……………………………………..11 Bảng

2:

Tìm

kiếm

chân

đế

kiện……………………………………….20

PHẦN MỞ ĐẦU “Mạch đèn tự động sáng khi trời tối” là một mạch điện đơn giản với các linh kiện điện tử cơ bản đối với các sinh viên ngành Điện tử - Viễn thông. Trong bản báo cáo này, tác giả sẽ trình bày những thao tác cơ bản, đơn giản để thiết kế mạch nguyên lí, mạch in bằng phần mềm Orcad 9.2. Bản báo cáo bao gồm phần mở đầu, 2 chương và kết luận. Trong đó, các chương lần lượt là Thiết kế mạch nguyên lí bằng phần mềm Capture CIS, Thiết kế mạch in bằng phần mềm Layout Plus.

CHƯƠNG 1: THIẾT KẾ MẠCH NGUYÊN LÍ BẰNG PHẦN MỀM CAPTURE CIS 1.1 Khởi động – Tạo Project - Ta có 2 cách thức để khởi động phần mềm Capture CIS +

Cách

1:

Vào

Files\Orcad\Capture,

đường sau

đó

dẫn

sau

C:\Program

nháy

đúp

chuột

vào

Capture.exe. + Cách 2: Nháy chuột vào biểu tượng của sổ Window, sau đó tìm chương trình Capture CIS để khởi động. - Tạo Project: ta cũng có 2 cách để tạo Project + Cách 1: Sau khi khởi động Capture CIS, ta chọn mục File > New > Project trên màn hình làm việc

+ Cách 2: Ta nhấp chuột vào biểu tượng hình trang giấy ở phía góc trên bên phải màn hình

Hình 1.1: Cách tạo Project trong Capture CIS - Khi hộp thoại New Project hiên lên, ta đặt tên sơ đồ nguyên lý của mạch vào khung Name, sau đó chọn mục Schematic ở phần Creat a New Project Using, tiếp theo nhấp Browse… để lựa chọn nơi lưu trữ file và ấn OK.

Hình 1.2: Hộp thoại New Project

1.2 Vẽ mạch nguyên lí Sau khi tạo được Project, ta bắt đầu tiến hành vẽ mạch nguyên lí. - Bước 1: Lấy linh kiện: ta chọn Place > Part… để lụa chọn linh kiên cần thiết

Hình 1.3: Cách lấy linh kiện Sau đó, ta cần thêm các thư viện chứa linh kiện. Ta chọn Add Library, hộp thoại Library xuất hiện và ta lựa chọn các thư viện phù hợp, ấn Mở

Hình 1.4: Lựa chọn thư viện linh kiện Ta lựa chọn linh kiện theo bảng sau Tên linh

Part

Part list

Library

Số lượng

kiện Điện trở Biến trở

R RESISTOR

R RESISTOR

DISCRETE DISCRETE

5 1

Quang trở

VAR RESISTOR

VAR RESISTOR

DISCRETE

1

Diode

VAR 2 2N1070

VAR 2 2N1070

TRANSISTO

3

LED CON2

R DISCRETE CONNECTO

1 1

LED Chân cắm

LED CON2

R Bảng 1: Lựa chọn linh kiện trong thư viện Để đưa linh kiên ra màn hình design, ta chọn Libraries phù hợp, nhập tên Part, lựa chọn Part list phù hợp và ấn OK.

Hình 1.5: Lựa chọn linh kiện

Tiếp tục, ta tìm 2 chân nối đất và nối nguồn của mạch. Trên thanh công cụ phía tay phải, ta nhấp vào Place ground.

Hình 1.6: Biểu tượng nguồn Tìm 2 chân GND và VCC trong thư viện CAPSYM

Hình 1.7: Lựa chọn nguồn

- Bước 2: Sắp xếp linh kiện và nối dây Sau khi lấy đầy đủ các linh kiện, ta được hình dưới đây

Hình 1.8: Các linh kiện cần thiết cho mạch Ta tiến hành sắp xếp các linh kiện bằng cách nhấp chuột trái vào linh kiện cần sắp xếp, di chuột để di chuyển đến vị trí phù hợp, nếu cần thiết, dùng phím R để xoay linh kiện một góc 90 độ, dùng phím V để xoay linh kiện đối xứng. Dựa vào sơ đồ bố trí các linh kiện, ta nối dây theo sơ đồ nguyên lí. Ta nhấn phím W để con trỏ chuột thực hiện thao tác đi dây, ta nhấp chuột trái vào chân linh kiện cần nối và di chuyển con trỏ đến vị trí đã vẽ theo sơ đồ nguyên lí.

Để thay đổi giá trị linh kiện, ta nhấp đúp chuột vào dòng chữ chỉ giá trị linh kiện, sau đó nhập giá trị cần thiết vào thanh Value

Hình 1.9: Hộp thoại thay đổi giá trị linh kiện Cuối cùng, ta thu được sơ đồ nguyên lí

Hình 1.10: Mạch nguyên lí - Bước 3: Kiểm tra mạch nguyên lí Sau khi vẽ sơ đồ nguyên lí xong, ta cần kiểm tra xem sơ đồ có lỗi hay không. Ta nhấp chuột vào Minimize ở góc trên bên phải màn hình

Hình 1.11: Biểu tượng thu nhỏ Design Tiếp theo, chọn Page 1 trong SCHEMATIC ở phía bên trái và nhấp vào Design Rules Check trên thanh công cụ

Hình 1.12: Biểu tượng kiểm tra mạch nguyên lí

Chương trình sẽ hiện ra hộp thoại Design Rules Check, ta lựa chọn như hình dưới đây và ấn OK. Nếu mạch không báo lỗi tức là mạch nguyên lí ta vẽ đã hoàn thiện. Nếu không, ta cần phải sửa các lỗi trong mạch mà Session Log đã chỉ ra.

Hình 1.13: Hộp thoại DRC 1.3 Tạo file netlist Tại Page 1 trong SCHEMATIC, ta nhấp vào biểu tượng Create Netlist trên thanh công cụ

Hình 1.14: Biểu tượng tạo file netlist Chương trình sẽ hiện ta hộp thoại Create Netlist, ta vào mục Layout, chọn vị trí đặt file netlist bằng nhấp vào Browse…, chọn User Properties are in inches và ấn OK để hoàn thiện file netlist

Hình 1.15: Hộp thoại Create Netlist

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ MẠCH IN BẰNG PHẦN MỀM LAYOUT PLUS 2.1 Khởi động phần mềm Layout Plus Tương tư như Capture CIS, ta có 2 cách để mở phần mềm Layout Plus - Cách 1: Vào C:\Program Files\Orcad\Layout Plus và nháy đúp chuột vào layout.exe để khởi động - Cách 2: Nhấp vào biểu tượng cửa sổ Window ở màn hình và tìm kiếm phần mềm Layout Plus 2.2 Tạo mạch in Sau khi khởi động xong Layout Plus, ta tạo file mạch in mới bằng cách nhấp vào File ở phía trên bên phải màn hình, chọn New. Khi hiện ra hộp thoại Load template file, ta vào đường dẫn sau Orcad > Layout_Plus > Data và chọn _DEFAULT.TCH, ấn Mở

Hình 2.1: Đường dẫn tạo mạch in Sau đó, chương trình hiện ra hộp thoại Load Netlist Source, ta vào nơi đã trước đõ đã lưu file netlist, nhấp chọn file đó và ấn Mở

Hình 2.2: Chọn file netlist để vẽ mạch in Đặt tên cho file và Lưu

Hình 2.3: Đặt tên cho file mạch in

Sau khi lưu file, phần mềm sẽ chạy và hiện ra hộp thoại thông báo thiếu chân đế, ta phải tiến hành việc tìm kiếm chân đế cho linh kiện.

Hình 2.4: Thông báo yêu cầu tìm kiếm chân linh kiện Ta chọn Link existing footprint to component… để tìm chân đế, ta tìm chân đế theo bảng sau Mã linh kiện R RESISTOR VAR RESISTOR VAR 2 2N1070 LED CON2

Library JUMPER JUMPER JUMPER VRES TM_DIODE JUMPER

Footprints JUMPER100 JUMPERVAR JUMPER100 VRES13 DAX2/SOD64 JUMPER100

Bảng 2: Tìm kiếm chân đế cho linh kiện

Hình 2.5: Hộp thoại chân đế 2.3 Sắp xếp linh kiện và vẽ mạch in Sau khi hoàn thiện phần tạo mạch in, ta được hình ảnh dưới đây

Hình 2.6: Mạch đi dây chưa sắp xếp linh kiện

Để thuận lợi cho việc sắp xếp linh kiện, trước tiên ta tắt Online DRC

Hình 2.7: Biểu tượng Online DRC

Ta bỏ phần chữ ghi giá trị linh kiện trên mạch in cho không bị rối mắt bằng cách nhấp chọn Tool trên thanh công cụ, chọn 23 AST và nhấn phím “-“

Hình 2.8: Biểu tượng Tool và 23 AST

Tiếp tục, ta chuyển sang Component tool trên thanh công cụ và di chuyển các linh kiện về vị trí thích hợp bằng cách kéo – thả chuột và dùng phím R, V để xoay tương tự như trong mạch nguyên lí, kết quả thu được mạch sau khi đi dây

Hình 2.9: Mạch đi dây đã sắp xếp linh kiện Do mặc định của mạch in là 4 lớp nên ta phải chọn chế đọ 1 lớp cho nó. Nhấp chuột vào biểu tượng View Spreadsheet > Strategy > Route Layer

Hình 2.10: Lựa chọn Route Layer Sau đó, hộp thoại Route Layer xuất hiện, để chỉ làm mạch in với lớp TOP, ta nháy đúp chuột vào mục Enabled của BOTTOM, INNER 1, INNER 2, sau đó bỏ tích Routing Enabled và ấn OK

Hình 2.11: Hộp thoại Edit Layer Strategy

Tiếp sau khi chỉnh lớp, ta cho chương trình tự động chạy vẽ mạch in, ta chọn Auto > Autoroute > Board, sau khi chương trình chạy xong, ta nhấn View > Zoom All (Fit) để phóng to mạch, ta thu được hình ảnh dưới đây

Hình 2.12: Mạch in chưa đổ đồng

Ta đặt tên cho mạch bằng cách chọn Text, sau đó nháy chuột phải vào màn hình Design, chọn New, đặt tên vào phần Text String và ấn OK

Hình 2.13: Hộp thoại đặt tên mạch in

Sau đó, ta tiến hành khoanh vùng đổ đồng cho mạch bằng cách sử dụng công cụ Obstacles Tool, ta vẽ đường bao xung quanh mạch

Hình 2.14: Mạch in có đường bao

Ở điểm kết thúc đường bao, ta nháy chuột phải và lựa chọn Properties…, chương trình sẽ hiện ra hộp thoại Edit Obstacle. Ở hộp thoại này, ta lựa chọn Obstacle Type > Copper Pour để đổ đồng, chọn Obstacle Layer > TOP để lựa chọn lớp được đổ và ấn OK

Hình 2.15: Hộp thoại Edit Obstacle

Cuối cùng, ta thu được mạch in

Hình 2.16: Mạch in hoàn chỉnh

KẾT LUẬN Thông qua việc vẽ và thiết kế mạch nguyên lí, mạch in, em đã nắm bắt được một cách cơ bản các bước, các cách, trình tự thực hiện để tạo ra một mạch in hoàn chỉnh. Từ đó, em tiếp tục hoàn thiện kỹ năng để vẽ được mạch in tốt nhất, đồng thời phù hợp nhất bằng phần mềm Orcad 9.2....