(NB) Giáo trình Thiết kế mạch in (Nghề Kỹ thuật sửa chữa, lắp ráp máy tính): Phần 2 trình bày những kiến thức về tổng quan về phần mềm vẽ mạch in OrCAD Layout như khởi động OrCAD Layout, sắp xếp linh kiện lên board mạch, một số thao tác cần thiết trước khi vẽ Layout và in mạch Layout. Mời các bạn tham khảo!
CHƯƠNG VẼ MẠCH IN VỚI ORCAD LAYOUT Mục tiêu − Thiết kế chân cắm mạch in; − Sử dụng chương trình tiện ích khác orcad; − Thiết kế mạch in mạch điện tử Nội dung Tổng quan phần mêm vẽ mạch in OrCAD Layout Để thi công board mạch thực tế cần phải xuất mạch nguyên lý Capture sang file mạch in hỗ trợ Layout Phần hướng dẫn bạn xuất file mnl mạch nguyên lý sang Layout để vẽ mạch in hoàn chỉnh, cách chọn chân linh kiện footprint, tạo thư viện chân linh kiện mới, Vẽ mạch in với OrCAD Layout 2.1 Khởi động OrCAD Layout Khởi động OrCAD với chương trình Layout Plus - Start -> AllPrograms-> Orcad Family Release 9.2 -> Layout - Click vào biểu tượng hình Desktop Màn hình làm việc Layout Plus sau 37 2.2 Một số lệnh 2.2.1 File Chứa lệnh liên quan đến việc tạo mới, mở, nhập xuất tập tin đối tượng vòa Layout hay sang thành phần khác ( để sử dụng số phần mềm thiết kế mạch khác Protel, PCAD PCB, ) 2.2.1.1 Open Liệt kê tất tập tin MAX nằm thư mục hành 2.2.1.2 Import Cho phép mở hay nhận file tạo từ phần mềm khác Protel PCB, CadStar PCB, 2.2.1.3 Export Cho phép xuất file MAX tạo từ OrCAD Layout sang phần mềm thiết kế mạch in khác Protel PCB, CadStar PCB, 2.2.2 Tools 2.2.2.1 Library Manager Cho phép bạn chỉnh sữa hay tạo footprint linh kiện Từ bạn tạo hay sưu tập thư viện footprint linh kiện mà bạn hay sử dụng cho thiết kế sau 2.2.2.2 OrCAD Capture Cho phép mở chương trình thiết kế mạch nguyên lý OrCAD Capture từ chương trình vẽ board mạch OrCAD Layout Ngồi Tools cịn chức khác SmartRout cho phép bạn vẽ mạch thông minh, Edit App Settings, Reload App Settings, 2.3 Tạo thiết kế Để tạo thiết kế mới, vào menu File -> New từ biểu tượng công cụ Xuất hộp thoại Load Template File, ta nhập vào file Template theo đường dẫn mặc định: C:\Program Files\Orcad\Layout_Plus\Data File template file định dạng số thông số mặc định cho board mạch, số lớp board mạch, khoảng cách dây, kích thước đường mạch, quy định thiết kế, sử dụng xuyên suốt trình vữ mạch với Layout Nếu board bình thường bạn chọn file default.tch ( jump6238.tch giúp trình chạy mạch hiệu , jumper khơng cắt ngang IC,…) Cịn bạn muốn thiết kế board mạch riêng theo 38 hình dạng cụ thể, Sound Card, Lan card, load file template khác Nhấn Open để thực load file TCH Xuất hộp thoại Load Netlist Source u cầu bạn chọn file netlist có MNL tạo OrCAD Capture Nhấp Open để chọn mở file Netlist 39 Tại hộp thoại Save File As bạn nhập vào đường dẫn tên file mà bạn muốn lưu thiết kế Mặc định Layout Plus đặt tên file mặc định trùng với file netlist lưu thư mục chứa project Nhấp Save để tiến hành lưu Nếu linh kiện mạch thiết kế linh kiện chưa có liên kết đến thư viện footprint Layout Plus lần xuất hộp thoại yêu cầu bạn phải liên kết đến footprint Đây bước khó khăn đòi hỏi bạn phải cẩn thận, chọn sai chân mạch coi bỏ đi, ttos bạn xem kỹ hình ảnh thực tế linh kiện để việc chọn hình dạng kích thước footprint xác Kinh nghiệm cho thấy tốt bạn tực việc gắn footprint cho tất linh kiện suốt trinh vẽ mạch Capture 2.3.1 Liên kết Footprint Để làm tốt phần bạn phải thường xuyên làm mạch, có kinh nghiệm việc tìm kiếm footprint nhanh 2.3.1.1 Một số footprint thông dụng - Thư viện TO : TO92 ( transistor: C828, C1815, C535, ), TO202 (Transistor: H1061, IC ổn áp họ 78xxx, 79xxx, ) - Thư viện DIP100T: /W.300 ( IC cắm từ 14-20 chân ) /W.600 ( IC cắm từ 2440 chân ) - Thư viện TM_CAP_P footprint loại tụ điện - Thư viện JUMPER footprint loại điện trở, quang trở, biến trở, - Thư viện TM_DIODE footprint loại diode hay led 40 2.3.1.2 Liên kết đến footprint Quay lại hình làm việc Layout xuất hộp thoại sau: Trong hộp thoại Link Footprint to Component có thơng báo khơng tìm thấy chân D1 có tên DIODE Vì nên tìm chân cho linh kiện cách nhấp chuột vào liên kết Link existing fooprint to component Hộp thoại Footprint for DIODE xuất , lần sử dụng bạn phải add thư viện vào cách nhấp chuột trái vào nút Add Bạn chọn đường dẫn đến thư viện Layout mặc định là: C:\Program Files\Orcad\Layout_Plus\Library Bạn nên add tất vào để tiện cho trình sử dụng 41 Tại khung Libraries nhấp chọn mục JUMPER Tại khung Footprints nhấp chọn mục JUMPER200 ( khoảng cách chân 200 mils = mm ) để chọn chân diode OK để thực Tiếp theo hộp thoại Link Footprint to Component có thơng báo khơng thể tìm thấy chân chân cắm J1 có tên CON2 Nhấp chuột vào Link existing fooprint to component 42 Trong hộp thoại Footprint for CON2, khung Libraries chọn JUMPER, khung Footprints chọn JUMPER100 Xong nhấp chọn OK Trong hộp thoại Link Footprint to Component có thơng báo khơng thể tìm thấy chân linh kiện Q3 có tên T2801 Nhấp vào Link existing fooprint to component Trong hộp thoại Footprint for T2801, khung Libraries chọn TO, khung Footprints chọn TO202AB để chọn chân cho Triac Tiếp tục chọn liên kết chân linh kiện cho chân lại ( transistor Q1, Q2 tương ứng TO - > TO126, cuộn dây L1 thư viện JUMPER chọn JUMPER100, công tắc chấu biến trở chọn TO-> TO202AB TO-> T126, tụ điện chọn JUMPER > JUMPER100, ) khơng cịn xuất hộp thoại Link Footprint to Component Khi hoàn thành liên kết đến footprint với linh kiện, OrCAD Layout tự động load footprint hình vẽ: 43 2.4 Footprint board mạch Khi fooprint load, khơng với u cầu thiết kế phải chỉnh sửa tạo chân linh kiện cho phù hợp 2.4.1 Chỉnh sửa fooprint Chọn linh kiện cần thay đổi board mạch vừa load, sau nhấp chuột phải chọn Properties nhấp đôi chuột vào linh kiện Hộp thoại Edit Component xuất hiện, bạn sửa lại tên giá trị linh kiện, Nhấp chuột vào Footprint để thay đổi footprint Từ hộp thoại Select Footprint ta lựa chọn footprint thích hợp Tuy nhiên khơng tìm thấy footprint phù hợp ta phải tạo fooprint cho phù giợp với linh kiện 44 2.4.2 Tạo chân linh kiện Ta tạo chân linh kiện cách chương trình Layout Plus, vào menu Tools -> Library menager Để tạo footprint hoàn toàn bạn bấm Create New Footprint … Ví dụ: Tạo footprint cho pushbutton (Panasonic part EVQ-PAG04M) bạn cần số thông tin kích thước nó: 45 Hộp thoại Create New Footprint Nhập tên linh kiện mục Name of footprint, ví dụ PB Bấm chọn English Mặc dù kích cỡ phận linh kiện cho hệ mét hầu hết kích thước chế tạo PCB đơn vị inches ( hay mils = 1/1000 inch) Để dùng theo hệ mét bạn phải thay đổi systems settings (vào Options -> System Settings) xuất hộp thoại bên Nhấp OK Bây bạn làm việc theo hệ mét Switch có tất chân ta cần định dạng cho padstack chân có đặc điểm giống Đầu tiên vào View → Spreadsheet →Padstacks Ta thấy xuất hộp thoại padstacks, ta double click vào padstack có tên T1 xuất hộp thoại Edit Padstack cho tất lớp T1 46 Bản mạch hoàn chỉnh: Nếu vẽ mạch nhiều lớp lúc vẽ, nhấn phím Backspace phím số để hiển thị số lớp định,1: TOP, 2: BOTTOM, 2.10 In mạch Layout Để in mạch vừa vẽ, bạn thực bước sau: - Chọn Option → Post Process Settings - Nhấp chuột phải vào lớp muốn in (vd: lớp BOTTOM), chọn Preview - Vào menu File, chọn Print/Plot (Ctrl + P) - Chọn hình nhấp OK 63 Kết quả: 64 Câu hỏi ôn tập - Vẽ mạch in với orcad layout 65 CHƯƠNG MỘT SỐ BÀI TẬP Mục tiêu − Rèn luyện kỹ vẽ sơ đồ nguyên lý OrCAD Capture Cis − Rèn lyện kỹ vẽ sơ đồ mạch in layout − Vẽ hoàn chỉnh sơ đồ lắp layout Nội dung Vẽ mạch nguồn 1.1 Sơ đồ nguyên lý: Để cho mạch gọn dây bạn sử dụng chức “đặt nhãn đường mạch” cách nhấp chuột vào biểu tượng Place net alias công cụ phải 66 bên Đặt tên cho nhãn khung Alias, màu chữ khung Color, muốn thay đổi định dạng chữ nhấp vào nút Change khung Font Đặt nhãn vào vị trí dây phù hợp, làm tương tự cho đầu dây lại, đường mạch có chung nhãn tự động nối với chuyển qua Layout Plus Chức hữu dụng, thiết kế mạch phức tạp, sử dụng nhiều IC, Tạo nhãn đường mạch cho mạch nguyên lý gọn thẩm mỷ 1.2 Sơ đồ mạch in 1.2.1 Sắp xếp linh kiện Các bạn xếp linh kiện theo hình 1.2.2 Vẽ mạch ( sử dụng chế độ Autoroute ) Các thông số độ rộng đường mạch mạch cho hình: 67 Chọn chế độ chạy mạch in lớp (BOTTOM) vào Auto – Autoroute, ta hình Kiểm tra đường mạch chỉnh sữa lại muốn Sau chèn Text phủ mass cho mạch Sơ đồ mạch hoàn chỉnh 68 Mạch nạp STK200/300 2.1 Giới thiệu Mạch nạp loại sử dụng cho board STK200/300 Atmel nên thường gọi STK200/300 Mạch giao tiếp với máy tính qua cổng LPT (cổng song song) Có phiên phổ biến mạch STK200/300 phiên thu gọn phiên sử dụng IC đệm dòng 74xxx Ở sử dung mạch có IC đệm 74HC245, mạch nạp ổn định an toàn Mạch hỗ trợ nhiều chương trình nạp sử dụng cho hầu hết loại chip AVR Mạch có linh kiện dễ kiếm chi phí rẻ nên dùng nhiều giói SV 2.2 Sơ đồ ngun lý Mạch có sơ đồ ngun lý hình: 69 Sử dung chức place no connect dây Chức để đánh dấu vào chân không để tạo đường bus 2.3 Sơ đồ mạch in 2.3.1 Sắp xếp linh kiện Linh kiện mạch xếp hình 2.3.2 Vẽ mạch Các thơng số độ rộng đường mạch tham khảo 70 Chạy dây lớp BOTTOM Kiểm tra mạch, chèn Text phủ mass cho mạch 71 Mạch hoàn chỉnh: Mạch đèn LED rượt đuổi Sau chạy dây tự động, số đường mạch chưa chạy được, ta phải tiến hành vẽ tay , tạo jumper cho đường mạch lại Chọn chế độ vẽ tay Edit Segmaent Mode mạch cần vẽ, di , nhấp chuột vào đường 72 chuyển đến vị trí phù hợp, chạy hết đường mạch cịn lại nhớ đường mạch khơng cắt Trở chế độ Component Tool , nhấp chuột phải, chọn thẻ New Xuất hộp thoại sau: Nhấp chuột vào khung Footprint để tìm chân linh kiện cho via 73 Nhấp chọn OK Đặt vào vị trí cần tạo VIA, jumper làm mạch phải tiến hành hàn dây Mạch sau tạo jumper, chỉnh sửa phù hợp hình Tiến hành phủ mass cho mạch để tạo mạch hồn chỉnh, chèn text muốn Câu hỏi ơn tập 74 CHƯƠNG LÀM MẠCH IN THỦ CÔNG Mục tiêu − Làm mạch in phương pháp gia công thủ công − Rèn luyện kỹ gia công mạch in Nội dung Phần giới thiệu bạn cách làm board lớp thủ công nhà từ sơ đồ mạch in vẽ OrCAD Layout Plus Dụng cụ cần thiết - Panel: đồng , tùy theo board để xác định kích thước ( mua chợ Nhật Tảo ) - Dung dịch ăn mòn: FeCL3 mua chợ, HCL, H2O2 - Phụ kiện: Kìm, khoan (các mui thường dùng 0.6mm 0.8mm 1mm 3mm), giấy ráp rẻ rửa bát cọ xoong Chuẩn bị in Sau thiết kế bạn chuẩn bị in, nhà có máy in tốt, khơng có phiền ! Nếu bạn cài Adobe Acrobat, MS Office 2003 hay FinePrint có tiện ích máy in ảo, bạn in máy in ảo đem ngồi in tập tin máy in tạo pdf file ảnh Như cửa hàng bạn đem in OrCAD khơng Vấn đề bạn phải thuyết phục chủ tiệm cho bạn in Hiện có số cửa tiệm cho phép bạn in mạch file MAX, mắc Khơng bạn chép OrCAD protable USB đem tiệm mở OrCAD chọn mở file cần in lên in thơi Nếu bạn dùng giấy đề can in lên mặt bóng (mặt bóng giống mặt sau nhãn dính (phần bỏ đi)) Loại dc đánh giá cao nhất, đường mạch 10mil Còn giấy hồng hà được, bạn nên để đường mạch phải cỡ 15mil trở nên Đối với máy in HP1100 hay Canon LBP 800 trở nên, bạn phải chọn kiểu giấy nhẹ không giấy ráng chịu Khi chọn giấy nên chọn loại giấy màu vàng, ủi thấy rõ Ủi mạch 75 Trước tiên bạn đánh bề mặt đồng, tốt, đem rửa lau khô, bạn cắt đồng thành có kích thước với board bạn thiết kế Còn giấy bạn phải cắt to khung để xong có chỗ mà bóc Để nhiệt độ bàn chế độ max Sau đặt in lên bo đồng bạn đặt bàn là, khoảng 5-10 phút, ý kĩ phần mép Để nguội Nếu giấy đề can bóc, cịn giấy hồng hà phải đem ngâm nước cho giấy mục bóc Khơng nên ủi lâu làm nhịe đường mạch, làm cong board, Làm nhiều bạn tự rút kinh ngiệm cho riêng Ngâm mạch Bạn lấy FeCL3 pha với nước tốt nước sơi Pha đến bão hịa cho vào đĩa Đặt đồng vào đĩa, nghiêng đĩa người ta đãi vàng bạn pha với nước sơi khoảng phút xong Cịn nước nguội khoảng phút Bạn thấy đồng phần khơng có đường mạch bong hết Sau dùng cọ xong đánh Khoan board Mũi 0.6 đề khoan chân có chân nhỏ diode zener, mũi 0.8 trở, diode chỉnh lưu khoan lỗ bắt vít Bạn đặt mũi khoan vng góc với board, bấm cơng tác, cho khoan qua tắt, tiếp tục chuyển sang lỗ khác Bảo vệ mạch Để tránh cho mạch khỏi bị oxi hóa bạn phải quét lên mạch lớp bảo vệ Sau hàn xong, bạn phủ lớp bảo vệ Dung dịch bảo vệ: RP7 (hàng sửa xe máy, chợ trời có), Sơn bóng, nhựa thơng (có bán chợ Nhật Tảo) Với RP7 sơn bóng bạn phun trực tiếp vào phần có đường mạch Cịn với nhựa thơng bạn đem đập nhỏ, đem hòa tan xăng axeton (hiệu thuốc hàng mành), dung dịch dạng keo, sau lấy bút lơng qt lên Khi axeton xăng bay lớp nhựa thơng bảo vệ mạch Câu hỏi ôn tập 76 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Hoàng Văn Đặng OrCAD 9.2 phần mềm thiết kế mạch in, NXB Trẻ, TP HCM, 11/2000 [2] Giáo trình Orcad 9.2 - Hoàng Mạnh Hà 77 ... sang phần mềm thiết kế mạch in khác Protel PCB, CadStar PCB, 2. 2 .2 Tools 2. 2 .2. 1 Library Manager Cho phép bạn chỉnh sữa hay tạo footprint linh kiện Từ bạn tạo hay sưu tập thư viện footprint linh... giấy ráp rẻ rửa bát cọ xoong Chuẩn bị in Sau thiết kế bạn chuẩn bị in, nhà có máy in tốt, khơng có phiền ! Nếu bạn cài Adobe Acrobat, MS Office 20 03 hay FinePrint có tiện ích máy in ảo, bạn in máy. .. bus 2. 3 Sơ đồ mạch in 2. 3.1 Sắp xếp linh kiện Linh kiện mạch xếp hình 2. 3 .2 Vẽ mạch Các thông số độ rộng đường mạch tham khảo 70 Chạy dây lớp BOTTOM Kiểm tra mạch, chèn Text phủ mass cho mạch