Báo cáo thực tập cơ bản thiết kế mạch ổn áp tuyến tính 5V sử dụng phần mềm altium trong đó bao gồm các bước thực hiện chi tiết từ vẽ mạch nguyên lý (Schematic ) đến chọn thư viện và cuối cùng là vẽ mạch in PCB
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN: ĐIỆN- ĐIỆN TỬ ─────── * ─────── BÁO CÁO THỰC TẬP CƠ BẢN THIẾT KẾ MẠCH SỬ DỤNG PHẦN MỀM ALTIUM Đề tài: MẠCH ỔN ÁP TUYẾN TÍNH 5V Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hoàng Hiệp Mã số sinh viến: 20213703 Giáo viên hướng dẫn : Thầy Vũ Hồng Vinh Lớp: IOT-01 HÀ NỘI, tháng năm 2023 Phần mở đầu Thiết kế mạch in trình tạo vẽ kỹ thuật mạch điện tử mạch in (PCB) bao gồm việc lên kế hoạch thiết kế sơ đồ mạch, xác định vị trí định hướng linh kiện mạch, lựa chọn vật liệu thiết kế lớp PCB đường dẫn điện vẽ kỹ thuật… Nó đóng vai trị quan trọng việc đảm bảo chất lượng hiệu suất mạch điện tử, tiết kiệm chi phí sản xuất hỗ trợ sửa chữa nâng cấp tương lai Có nhiều phần mềm hỗ trợ thiết kế mạch phần mềm có ưu điểm nhược điểm riêng cung cấp nhiều tính công cụ để hỗ trợ thiết kế mạch phần mềm thiết kế mạch Altium Designer phần mềm thiết kế mạch điện tử PCB (Printed Circuit Board) phổ biến sử dụng rộng rãi ngành cơng nghiệp điện tử Nó cung cấp cho người dùng giao diện đồ họa thân thiện tính mạnh mẽ để tạo mạch in phức tạp từ lập kế hoạch đến phân tích, tạo vẽ kỹ thuật sản xuất mạch Qua trình học hướng dẫn thầy Vũ Hồng Vinh Em thực hành sản phẩm “ Mạch ổn áp tuyến tính 5V” thu kết tốt Trong trình thực sản phẩm này, thân em học hỏi thêm nhiều kiến thức bổ ích liên quan đến ngành em nói riêng hay Điện- Điện tử nói chung Em hiểu cách hoạt động mạch điện bản, hiểu nguyên lý hoạt động chức linh kiện như: Tụ hóa, diode, điện trở, led… Trong trình thực hiện, trình bày sản phẩm khơng thể tránh khỏi sai sót định, mong nhận từ thầy góp ý đánh giá thẳng thắn để em rút kinh nghiệm hoàn thiện sản phẩm sản phẩm tương lai Em xin chân thành cảm ơn! MỤC LỤC Phần mở đầu I, Giới thiệu 1, Sơ đồ nguyên lý 2, Nguyên lý, chức 3, Các linh kiện sử dụng II, Các thao tác thiết kế mạch nguyên lý .6 III, Vẽ mạch in (PCB) .13 IV, Tổng kết .17 1, Kết luận .17 2, Hướng phát triển 17 I, Giới thiệu 1, Sơ đồ nguyên lý Trong trình học tập, em định thiết kế mạch in cho “ mạch ổn áp tuyến tính 5V” 2, Nguyên lý, chức Mạch ổn áp tuyến tính 5V mạch ổn áp tuyến tính thiết kế để cung cấp điện áp ổn định 5V với đầu vào điện áp DC, sản phẩm giá trị điện áp đầu vào DC có giá trị 9V Nguyên lý hoạt động mạch hoạt động dựa IC lm78xx: Khi điện áp đầu vào IC thay đổi, điện áp đầu điều chỉnh để đưa điện áp đầu ổn định 5V Trong IC lm78xx có số thành phần quan trọng bao gồm transistor khuếch đại, điều chỉnh điện áp, điện trở phân áp tụ điện lọc Trong đó, transistor khuếch đại hoạt động điều khiển để điều chỉnh điện áp đầu Điện áp đầu vào IC lm78xx đưa vào điều chỉnh bao gồm điện trở phân áp transistor khuếch đại Khi điện áp đầu vào thay đổi, điện áp đầu điều chỉnh để đưa điện áp đầu ổn định 5V Các tụ điện sử dụng để lọc nhiễu đảm bảo điện áp đầu ổn định 3, Các linh kiện sử dụng Sau tìm hiểu nguyên lý, chức sơ đồ nguyên lý “mạch ổn áp tuyến tính 5V”, ta tìm linh kiện có đặc tính kỹ thuật phù hợp, tương thích để thiết kế mạch hoạt động điều kiện tốt Điện trở 1k Ohm Tụ 104 Tụ hóa 220uF/16V diode IC lm78xx Led Header (Rắc cắm chân vào, ra) II, Thiết mạch nguyên lý Mở phần mềm Alitium Desginer Tạo project mới: File – Menu – New – Project Chọn loại Project phù hợp Multi-board Design Project: Project nhiều mạch in PCB PCB Project: Project theo tiêu chuẩn công nghiệp tùy biến 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 Ở em chọn loại PCB Project đặt tên PCB_Project.PrjPCB Tạo file sơ đồ nguyên lý (Schematic) cho project: Project – Add New to Project – Schematic lưu lại (nên lưu Folder với file Projcet thuận tiện cho việc tìm kiếm) Ở em lưu file Schematic tên: Sheet1.SchDoc Tạo thư viện nguyên lý thiết kế mạch: Project – Add New to Project – Schematic Library Hoặc ta thêm thư viện có sẵn mạng cách dowload thêm vào Như sản phẩm em sử dụng thư viện Alitium Library.IntLib thầy vinh cung cấp Dưới linh tải thư viện (nhấn ctrl + click vào link để truy cập ) https://husteduvn-my.sharepoint.com/personal/duc_nguyenminh3_hust_edu_vn/ _layouts/15/onedrive.aspx?ga=1&id=%2Fpersonal%2Fduc %5Fnguyenminh3%5Fhust%5Fedu%5Fvn%2FDocuments%2FSharing%2FT %C3%A0i%20li%E1%BB%87u%20%C4%90A2%2FAltium%20Library %2EIntLib&parent=%2Fpersonal%2Fduc%5Fnguyenminh3%5Fhust%5Fedu %5Fvn%2FDocuments%2FSharing%2FT%C3%A0i%20li%E1%BB%87u %20%C4%90A2 Vẽ sơ đồ nguyên lý - Ta chọn linh kiện liệt kê phần I.3, chọn components phía bên trái hình chọn thư viện vừa cài đặt để tìm linh kiện - Nếu chưa có components ta nhấn vào Panels – components để làm xuất (góc trái hình) Cửa sổ components Tìm linh kiện cho sơ đồ nguyên lý, linh kiện em chọn từ thư viện Alitium Library.IntLib ST T Tên linh kiện Tìm kiếm thư viện Điện trở Tụ Tụ hóa Diode IC lm78xx Led Header Res CN-SEMI-DIP CN-ALU-DIP Diode Lm78xx Led Header2 Sau lấy linh kiện ra, ta xếp lại linh kiện cho hợp lý Nhấn Place – Wire (hoặc ctrl+ W) để nối chân linh kiện lại với Sử dụng Net Label để kết nối chân linh kiên Các chân linh kiện đặt tên giống kết nối với Place – Net Label Đặt tên cho Net Kết nối chân linh kiên sử dụng Port Connection Place – Power Port Đánh số tự động cho linh kiện: Tools – Annotation – Annotate Schematics – Update Changes List – Accept Changes – Validate Change – Execute Change – Close Sau đánh số ta thu kết III, Vẽ mạch in (PCB) Tạo file mạch in Project – Add New to Project – PCB – Save Sau từ cửa số Design schematic chọn Update Schematic Document Kiểm tra lỗi có Validate Changes – Execute Changes – Close Nếu tất linh kiện tích xanh có nghĩa mạch khơng có lỗi update sang pcb Chọn tab PCB xếp linh kiện hợp lí Đi dây cho mạch PCB: dây thủ công dây auto Route-Auto routeAll Kết sau dây thu mạch in: Cắt gọn bo mạch Bấm phím 1-Design-Redesign Board shape cắt theo ý muốn Kết thu IV, Tổng kết 1, Kết luận Trong trình học tập từ học phần thực tập nói chung hay thiết kế mạch in Altium Design nói chung, phần mềm hữu ích q trình học tập công việc sau này, em không vận dụng kiến thức học thông qua học lớp mà rèn luyện thêm kĩ cần thiết khác học tập xa công việc sau Kết đạt nhờ cố gắng, chăm tìm hiểu thân mà phải nhắc đến hướng dẫn nhiệt tình thầy Vũ Hồng Vinh Em xin cảm ơn thầy giúp đỡ em nhiều, tạo điều kiện cho em q trình học tập mơn học 2, Hướng phát triển Nâng cao kỹ đọc tài liệu: học cách đọc hiểu tài liệu kỹ thuật vẽ mạch, datasheet tài liệu liên quan Tự lập thư viện: sản phẩm trên, em sử dụng thư viện có sẵn thầy cung cấp, nên việc học tự lập thư viện đảm bảo tính xác độ tin cậy linh kiện mạch thiết kế với nhu cầu khác Làm thêm nhiều mạch phức tạp hơn, khó khăn Nâng cao kiến thức thiết kế mạch, mô mạch: Tìm hiểu cơng nghệ phương pháp thiết kế, mô khác nhau, cải thiện kỹ Thiết kế layout PCB cho tối ưu Thực hành thiết kế mạch in nhúng: học tích hợp linh kiện IoT vào mạch để kết nối internet thiết bị khác