Hướng dẫn sử dụng phần mềm thiết kế mạch điện tử OrCAD

Nguyễn Ngọc Hà -***** - Tp Hồ Chí Minh - 11/2011 Mở đầu ORCAD công cụ thiết kế mạch điện tử đơn giản phổ biến Cũng có nhiều phần mềm thiết kế mạch điện tử khác, nhiên, chọn sử dụng phần mềm này, cơng cụ đánh giá mạnh Các thư viện linh kiện ORCAD coi mạnh nay, hầu hết nhà sản xuất linh kiện điện tử cung cấp add-in thư viện linh kiện cho ORCAD Đã có nhiều sách hướng dẫn sử dụng ORCAD hình, nhiên giá sách cao thực chất ORCAD khơng có phức tạp, vậy, tơi muốn thực tài liệu hướng dẫn cách đơn giản, để cung cấp miễn phí cho sinh viên Thành thực mà nói, sách dù có hướng dẫn tỉ mỉ tới đâu, khơng thể giúp bạn sinh viên nắm bắt toàn chức ORCAD, mà chủ yếu, bạn thực hành nhiều, mày mò nhiều, hỏi han nhiều, bạn tìm hiểu nắm bắt ORCAD dễ dàng Trong tài liệu hướng dẫn này, bước đơn giản, để bạn thực mạch nguyên lý ORCAD, sau hướng dẫn bạn bước để xuất thành mạch in, chạy mạch in, điều chỉnh mạch in, cuối việc làm mạch in điện tử nhà Tài liệu chia làm phần: -Phần Cài đặt OrCAD 9.2 -Phần Một số thao tác để vẽ mạch nguyên lý với ORCAD dùng CAPTURE -Phần Cách chuyển từ mạch nguyên lý sang mạch in thao tác LAYOUT PLUS -Phần Một số mạch điện tử lý thú để bạn nâng cao khả vẽ mạch -Phần Làm mạch in lớp thủ cơng Cịn phần mơ OrCAD Pspice hướng dẫn sau Ở tơi chọn sử dụng OrCAD 9.2 tính phổ biến nó, thư viện đủ, chiếm tài nguyên, lỗi, sử dụng ổn định Hiện có 16.5 nặng (10G tất sau cài đặt ), việc cài đặt khó khăn Kể từ 16.3 trở Cadene bỏ phần Layout mà thay vào PCB Editor, tài liệu phần chủ yếu tài liệu tiếng anh Nhưng muốn trở thành nhà Design PCB chuyên nghiệp nên sử dụng Link dowload: OrCAD 9.2 part1: http://www.mediafire.com/download.php?cpp7hztxpquc094 OrCAD 9.2 part2: http://www.mediafire.com/download.php?s5h0e49kv6orr87 Dùng phần mềm FFSJ để nối file: http://www.mediafire.com/download.php?blnyug2582ebiqb OrCAD 9.2 Protable : http://www.mediafire.com/download.php?o0z6sxoj672e11b Hướng dẫn sử dụng phần mềm thiết kế mạch điện tử OrCAD Mục lục Mở đầu Mục lục 03 Chương Cài đặt phần mềm OrCAD 9.2 10 Chương Vẽ mạch nguyên lý OrCAD Capture Cis 2.1 Tổng quan OrCAD Capture 17 2.2 Vẽ mạch nguyên lý OrCAD Capture 17 2.2.1 Khởi động OrCAD Capture 17 2.2.2 Tạo project 18 2.2.2.1 Tạo Project 18 2.2.2.2 Thiết lập kích thước cài đặt ban đầu cho vẽ 20 2.2.2.3 Các đối tượng làm việc 24 2.2.3 Các phím tắt từ khóa OrCAD Capture 24 2.2.3.1 Phím tắt 24 2.2.3.3 Từ khóa tìm kiếm nhanh linh kiện 25 2.2.4 Vẽ sơ đồ nguyên lý 25 2.2.4.1 Tìm kiếm chọn linh kiện 25 2.2.4.2 Vẽ mạch cụ thể 29 2.2.4.3 Sắp xếp linh kiện 34 2.2.5 Kiểm tra lỗi sơ đồ nguyên lý 37 2.2.6 Tạo file netlist 39 2.3 Tạo thư viện linh kiện OrCAD Capture 40 2.3.1 Giới thiệu 40 2.3.2 Các bước tạo linh kiện 40 2.3.2.1 Tìm datasheet 40 2.3.2.2 Tiến hành tạo linh kiện 41 Nguyễn Ngọc Hà Email: hanguyen92205@gmail.com Lớp D10CQDT01_N – Học viện Cơng nghệ Bưụ Viễn thông Tp HCM Hướng dẫn sử dụng phần mềm thiết kế mạch điện tử OrCAD Mục lục 2.3.2 Vẽ đường bao lưu linh kiện 43 2.4 Chỉnh sửa linh kiện 43 2.4.1 Đặt vấn đề 43 2.4.2 Tiến hành chỉnh sửa 44 2.4.3 Lưu linh kiện vừa chỉnh sửa 45 Chương Vẽ mạch in với OrCAD Layout 3.1 Tổng quan phần mềm OrCAD Layout 47 3.2 Vẽ mạch in với OrCAD Layout 47 3.2.1 Khởi động OrCAD Layout 47 3.2.2 Một số lệnh 48 3.2.2.1 File 48 3.2.2.1.1 Open 48 3.2.2.1.2 Import 48 3.2.2.1.3 Export 48 3.2.2.2 Tools 48 3.2.2.2.1 Library Manager 48 3.2.2.2.2 OrCAD Capture 48 3.2.3 Tạo thiết kế 48 3.2.3.1 Liên kết Footprint 51 3.2.3.1.1 Một số footprint thông dụng 51 3.2.3.1.2 Liên kết đến footprint 51 3.2.4 Footprint board mạch 54 3.2.4.1 Chỉnh sửa footprint 54 3.2.4.2 Tạo chân linh kiện 56 3.2.4.3 Những ý tạo chân linh kiện 64 Nguyễn Ngọc Hà Email: hanguyen92205@gmail.com Lớp D10CQDT01_N – Học viện Công nghệ Bưụ Viễn thơng Tp HCM Hướng dẫn sử dụng phần mềm thiết kế mạch điện tử OrCAD Mục lục 3.2.5 Một số thao tác cần thiết trước vẽ Layout 65 3.2.6 Thiết lập môi trường thiết kế 65 3.2.6.1 Thiết lập đơn vị đo hiển thị 65 3.2.6.2 Đo kích thước board mạch 66 3.2.6.3 Layer Stack 66 3.2.6.4 Thiết lập khoảng cách đường mạch 67 3.2.6.5 Thiết lập độ rộng đường mạch in 68 3.2.6.6 Vẽ đường bao 69 3.2.7 Sắp xếp linh kiện board 70 3.2.7.1 Sắp xếp linh kiện tay 70 3.2.7.2 Sắp xếp linh kiện tự động 71 3.2.8 Vẽ mạch 71 3.2.8.1 Vẽ tự động 72 3.2.8.2 Vẽ tay 72 3.2.9 Hoàn thiện mạch 73 3.2.9.1 Chèn đoạn text vào mạch in 73 3.2.9.2 Phủ mass cho mạch in 74 3.2.10 In mạch Layout 75 Chương Một số tập 4.1 Mạch nguồn 77 4.1.1 Sơ đồ nguyên lý 77 4.1.2 Sơ đồ mạch in 78 4.1.2.1 Sắp xếp linh kiện 78 4.1.2.2 Vẽ mạch 79 4.2 Mạch nạp STK200/300 80 Nguyễn Ngọc Hà Email: hanguyen92205@gmail.com Lớp D10CQDT01_N – Học viện Cơng nghệ Bưụ Viễn thông Tp HCM Hướng dẫn sử dụng phần mềm thiết kế mạch điện tử OrCAD Mục lục 4.2.1 Giới thiệu 80 4.2.2 Sơ đồ nguyên lý 80 4.2.3 Sơ đồ mạch in 81 4.2.3.1 Sắp xếp linh kiện 81 4.2.3.2 Vẽ mạch 81 4.3 Mạch nạp AVR USB 910 83 4.3.1 Giới thiệu 83 4.3.2 Sơ đồ nguyên lý 83 4.3.3 Sơ đồ mạch in 84 4.3.3.1 Sắp xếp linh kiện 84 4.3.3.2 Vẽ mạch 84 4.4 Mạch LED rượt đuổi 86 4.4.1 Giới thiệu 86 4.4.2 Sơ đồ nguyên lý 86 4.4.3 Sơ đồ mạch in 86 4.4.3.1 Sắp xếp linh kiện 86 4.4.3.2 Vẽ mạch 87 4.5 Mạch đồng hồ số đơn giản 90 4.5.1 Giới thiệu 90 4.5.2 Sơ đồ nguyên lý 90 4.5.3 Sơ đồ mạch in 90 4.5.3.1 Sắp xếp linh kiện 90 4.5.3.2 Vẽ mạch 91 4.6 Một số mạch điện tử hay 93 4.6.1 Mạch điều khiển tải âm 93 Nguyễn Ngọc Hà Email: hanguyen92205@gmail.com Lớp D10CQDT01_N – Học viện Cơng nghệ Bưụ Viễn thông Tp HCM Hướng dẫn sử dụng phần mềm thiết kế mạch điện tử OrCAD Mục lục 4.6.2 Mạch đèn giáng sinh 93 4.6.3 Mạch tạo xung 1kHz 94 4.6.4 Mạch bảo vệ áp 94 4.6.5 Mạch khóa số điện tử 94 4.6.6 Mạc relay bảo vệ dòng pha 95 4.6.7 Mạch relay bảo vệ dòng pha 95 4.6.8 Mạch đồng hồ vạn niên 95 Chương Làm mạch in thủ công 5.1 Dụng cụ cần thiết 100 5.2 Chuẩn bị in 100 5.3 Ủi mạch 100 5.4 Ngâm mạch 100 5.5 Khoan board 101 5.6 Bảo vệ mạch 101 Nguyễn Ngọc Hà Email: hanguyen92205@gmail.com Lớp D10CQDT01_N – Học viện Cơng nghệ Bưụ Viễn thông Tp HCM Hướng dẫn sử dụng phần mềm thiết kế mạch điện tử OrCAD Chương Cài đàt OrCAD Phần 1: Cài đặt phần mềm OrCAD 9.2 Để cài đặt OrCAD 9.2 bạn thực bước sau: - Cho đĩa CD cài đặt OrCAD vào máy chạy trực tiếp ổ cứng: Nhấp chuột phải vào file setup.exe , chọn Run as administrator hình Nguyễn Ngọc Hà Email: hanguyen92205@gmail.com Lớp D10CQDT01_N – Học viện Công nghệ BCVT Tp.HCM 10 Hướng dẫn sử dụng phần mềm thiết kế mạch điện tử OrCAD Chương Cài đàt OrCAD - Đợi vài giây thấy hộp thoại xuất hình yêu cầu nên tắt hết chương trình diệt virut , khơng q trình cài đặt xãy vài lỗi khơng mong muốn Click vào OK để tiếp tục thực công việc cài đặt - Một hộp thoại ra, chọn Next để tiếp tục: Nguyễn Ngọc Hà Email: hanguyen92205@gmail.com Lớp D10CQDT01_N – Học viện Công nghệ BCVT Tp.HCM 11 Hướng dẫn sử dụng phần mềm thiết kế mạch điện tử OrCAD Chương Cài đàt OrCAD - Chọn Yes hộp thoại Software License Agreement: - Chọn Next để tiếp tục hộp thoại tiếp theo: - hộp thoại yêu bạn nhập key codec A B E F G H I J K ( Enter xuống dịng sau kí tự) chọn Next nhập 17 chữ số hộp thoại hình Next để tiếp tục Nguyễn Ngọc Hà Email: hanguyen92205@gmail.com Lớp D10CQDT01_N – Học viện Công nghệ BCVT Tp.HCM 12 Hướng dẫn sử dụng phần mềm thiết kế mạch điện tử OrCAD 4.4.3.2 vẽ mạch Chương Bài tàp Chọn lớp BOTTOM, thay đổi độ rộng đường mạch phù hợp rùi chọn chế độ chạy dây tự đông 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 , nhấp chuột vào đường mạch cần vẽ, di chuyển đến vị trí phù hợp, chạy hết đường mạch lại nhớ đường mạch không cắt Trở chế độ Component Tool thoại sau , nhấp chuột phải, chọn thẻ New Xuất hộp Nguyễn Ngọc Hà Email: hanguyen92205@gmail.com Lớp D10CQDT01_N – Học viện Cơng nghệ Bưu Viễn thông Tp HCM 87 Hướng dẫn sử dụng phần mềm thiết kế mạch điện tử OrCAD Chương Bài tàp Nhấp chuột vào khung Footprint để tìm chân linh kiện cho via Nguyễn Ngọc Hà Email: hanguyen92205@gmail.com Lớp D10CQDT01_N – Học viện Cơng nghệ Bưu Viễn thơng Tp HCM 88 Hướng dẫn sử dụng phần mềm thiết kế mạch điện tử OrCAD Nhấp chọn OK Chương Bài tàp 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 hoàn chỉnh, chèn text muốn Nguyễn Ngọc Hà Email: hanguyen92205@gmail.com Lớp D10CQDT01_N – Học viện Cơng nghệ Bưu Viễn thơng Tp HCM 89 Hướng dẫn sử dụng phần mềm thiết kế mạch điện tử OrCAD 4.5 Mạch đồng hồ số đơn giản Chương Bài tàp 4.5.1 Giới thiệu Mạch đồng hồ số dùng Led đoạn để hiển thị phút giây, sử dụng VDK AT89C52 để lập trình điều khiển IC thời gian thực DS1307 Thích hợp cho muốn tự làm mạch cho riêng tặng bạn bè 4.5.2 Sơ đồ nguyên lý Mạch có sơ đồ nguyên lý hình 4.5.3 Sơ đồ mạch in 4.5.3.1 Sắp xếp linh kiện Sơ đồ bố trí linh kiện Nguyễn Ngọc Hà Email: hanguyen92205@gmail.com Lớp D10CQDT01_N – Học viện Cơng nghệ Bưu Viễn thơng Tp HCM 90 Hướng dẫn sử dụng phần mềm thiết kế mạch điện tử OrCAD Chương Bài tàp 4.5.3.2 Vẽ mạch Chọn vẽ mạch lớp ( BOTTOM ), chỉnh kích thước độ rộng đường mạch phù hợp Autoroute mạch điện ta có kết hình Nguyễn Ngọc Hà Email: hanguyen92205@gmail.com Lớp D10CQDT01_N – Học viện Cơng nghệ Bưu Viễn thông Tp HCM 91 Hướng dẫn sử dụng phần mềm thiết kế mạch điện tử OrCAD Chương Bài tàp Kiểm tra mạch, tạo via cho jumper, phủ mass ta có mạch hồn chỉnh sau bố trí linh kiện board Nguyễn Ngọc Hà Email: hanguyen92205@gmail.com Lớp D10CQDT01_N – Học viện Cơng nghệ Bưu Viễn thơng Tp HCM 92 Hướng dẫn sử dụng phần mềm thiết kế mạch điện tử OrCAD 4.6 Một số mạch điện tử hay Chương Bài tàp Ở phần giới thiệu cho bạn số mạch điện lý thú ( sưu tầm ) để bạn nghiên cứu vẽ làm board thật 4.6.1 Mạch điều khiển tải âm 4.6.2 Mạch đèn giáng sinh Nguyễn Ngọc Hà Email: hanguyen92205@gmail.com Lớp D10CQDT01_N – Học viện Cơng nghệ Bưu Viễn thơng Tp HCM 93 Hướng dẫn sử dụng phần mềm thiết kế mạch điện tử OrCAD 4.6.3 Mạch tạo xung 1kHz Chương Bài tàp 4.6.4 Mạch bảo vệ áp 4.6.5 Mạch khóa số Nguyễn Ngọc Hà Email: hanguyen92205@gmail.com Lớp D10CQDT01_N – Học viện Cơng nghệ Bưu Viễn thơng Tp HCM 94 Hướng dẫn sử dụng phần mềm thiết kế mạch điện tử OrCAD 4.6.6 Mạch relay bảo vệ dòng pha Chương Bài tàp 4.6.7 Mạch relay bảo vệ dòng pha 4.6.8 Mạch đồng hồ vạn niên Mạch để gọn thẩm mỹ bạn nên thiết kế board lớp ( TOP, BOTTOM ) Nguyễn Ngọc Hà Email: hanguyen92205@gmail.com Lớp D10CQDT01_N – Học viện Công nghệ Bưu Viễn thơng Tp HCM 95 Hướng dẫn sử dụng phần mềm thiết kế mạch điện tử OrCAD Khối điều khiển Chương Bài tàp Khối hiển thị Nguyễn Ngọc Hà Email: hanguyen92205@gmail.com Lớp D10CQDT01_N – Học viện Công nghệ Bưu Viễn thơng Tp HCM 96 Hướng dẫn sử dụng phần mềm thiết kế mạch điện tử OrCAD Chương Bài tàp Đây sơ đồ mạch in tham khảo, vẽ EAGLE Trên OrCAD vẽ mạch lớp cịn mạch lớp hồn thiện khối hiển thị xong nên up sau Khối hiển thị Các jumper Nguyễn Ngọc Hà Email: hanguyen92205@gmail.com Lớp D10CQDT01_N – Học viện Cơng nghệ Bưu Viễn thơng Tp HCM 97 Hướng dẫn sử dụng phần mềm thiết kế mạch điện tử OrCAD Chương Bài tàp Nguyễn Ngọc Hà Email: hanguyen92205@gmail.com Lớp D10CQDT01_N – Học viện Công nghệ Bưu Viễn thơng Tp HCM 98 Hướng dẫn sử dụng phần mềm thiết kế mạch điện tử OrCAD Khối điều khiển Chương Bài tàp Các jumper Nguyễn Ngọc Hà Email: hanguyen92205@gmail.com Lớp D10CQDT01_N – Học viện Công nghệ Bưu Viễn thơng Tp HCM 99 Hướng dẫn sử dụng phần mềm thiết kế mạch điện tử OrCAD Chương Làm boàrd thủ cong Chương 5: Làm mạch in thủ công Phần giới thiệu bạn cách làm board lớp thủ công nhà từ sơ đồ mạch in vẽ OrCAD Layout Plus 5.1 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 5.2 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 khơng có OrCAD không 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 5.3 Ủi mạch 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 nhòe đường mạch, làm cong board, Làm nhiều bạn tự rút kinh ngiệm cho riêng 5.4 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 sôi khoảng phút Nguyễn Ngọc Hà Email : hanguyen92205@gmail.com Lơp D10CQDT01_N – Học viện Cơng nghệ Bưủ Viễn thông Tp.HCM 100 Hướng dẫn sử dụng phần mềm thiết kế mạch điện tử OrCAD Chương Làm boàrd thủ cong xong Cịn nước nguội khoảng phút Bạn thấy đồng phần khơng có đường mạch bong hết Sau dùng cọ xoong đánh 5.5 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 5.6 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 hịa tan xăng axeton (hiệu thuốc hàng mành), dung dịch dạng keo, sau lấy bút lơng qt lên Khi axeton xăng bay lớp nhựa thông bảo vệ mạch Nguyễn Ngọc Hà Email : hanguyen92205@gmail.com Lơp D10CQDT01_N – Học viện Công nghệ Bưủ Viễn thơng Tp.HCM 101