Giáo trình Vẽ, thiết kế, chế tạo mạch in (Nghề: Công nghệ kỹ thuật Điện-Điện tử - CĐ/TC) - Trường Cao đẳng nghề Đồng Tháp

TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ ĐỒNG THÁP KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ GIÁO TRÌNH MƠN HỌC: VẼ, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MẠCH IN NGÀNH, NGHỀ: CNKT ĐI N ĐI N T TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG/TRUNG CẤP (Ban hành kèm theo Quyết định Số: /QĐ-CĐNĐT ngày… tháng…năm 2018 Hiệu trưởng Trường Cao đẳng nghề Đồng Tháp) Đồng Tháp, năm 2018 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin phép dùng nguyên trích dùng cho mục đích đào tạo tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh bị nghiêm cấm LỜI GIỚI THIỆU Để thực biên soạn giáo trình đào tạo nghề Công nghệ kỹ thuật điện điện tử trình độ Cao Đẳng Nghề giáo trình Thiết kế mạch in giáo trình mơn học đào tạo chuyên ngành biên soạn theo nội dung chương trình khung Bộ Lao động Thương binh Xã hội Tổng cục Dạy Nghề phê duyệt Nội dung biên soạn ngắn gọn dễ hiểu tích hợp kiến thức kỹ chặt chẽ với nhau, logíc Khi biên soạn tác giả cố gắng cập nhật kiến thức có liên quan đến nội dung chương trình đào tạo phù hợp với mục tiêu đào tạo nội dung lý thuyết thực hành biên soạn gắn với nhu cầu thực tế sản xuất đồng thời có tính thực tiển cao Nội dung giáo trình biên soạn với dung lượng thời gian đào tạo 90 gồm có: Bài MĐ18-1: Hướng dẫn cài đặt sử dụng phần mềm Protues Bài MĐ18-2: Cài đặt phần mềm Altium Designer Bài MĐ18-3: Vẽ mạch phần mềm Altium Designer Bài MĐ18-4: Tạo thư viện Altium Bài MĐ18-5: Chế tạo mạch in Trong trình sử dụng giáo trình tuỳ theo yêu cầu khoa học cơng nghệ phát triển điều chỉnh thời gian bổ sung kiên thức cho phù hợp Trong giáo trình chúng tơi có đề nội dung thực tập để người học cố áp dụng kiến thức phù hợp với kỹ Tuy nhiên tùy theo điều kiện sở vật chất trang thiết bị trường có thề sử dụng cho phù hợp Mặc dù cố gắng tổ chức biên soạn để đáp ứng mục tiêu đào tạo không tránh khiếm khuyết Rất mong nhận đóng góp ý kiến thầy giáo bạn đọc để tác giả hiệu chỉnh hoàn thiện Đồng Tháp ngày tháng năm 2018 Biên soạn Chủ biên :Ths Nguyễn Thanh Trí MỤC LỤC GIỚI THIỆU Error! Bookmark not defined Bài 1: Hướng dẫn cài đặt sử dụng phần mềm Protues Giới thiệu khái quát phần mềm protues Hướng dẫn cài đặt phần mềm Protues Hướng dẫn sử dụng phần mềm Protues BÀI 2: CÀI ĐẶT ALTIUM DESIGNER Cài đặt 11 Kích hoạt phần mềm AltiumDesigner 16 14 BÀI 3: THIẾT KẾ MẠCH VỚI ALTIUM DESIGNER 15 Add thư viện cho AltiumDesigner 15 Tạo Project thiết kế mạch 16 Vẽ sơ đồ nguyên lý 18 Thiết kế mạch in PCB 24 4.1 Update nguyên lý sang PCB 25 4.2 Đặt luật dây 28 4.3 Đi dây (Routing) 30 Đặt lại hình dạng board mạch (cắt board) 31 Phủ đồng (Polygon Pour) 32 Coppy mạch in nhiều (ghép bo mạch) 33 Xuất file mạch in PCB Error! Bookmark not defined 8.1 Phương pháp làm mạch thủ công (ủi, kéo lụa) 64 8.2 Phương pháp làm mạch gia công máy 66 Xuất danh sách linh kiện Error! Bookmark not defined BÀI 4: TẠO THƯ VIỆN TRONG ALTIUM DESIGNER 34 Tạo thư viện nguyên lý 34 Tạo thư viện chân linh kiện (Footprint) 37 Tạo thư viện 3D cho linh kiện 47 MỘT SỐ PHÍM TẮT SỬ DỤNG TRONG ALTIUM 51 BÀI TẬP THỰC HÀNH 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO……………………………………… … .64 BÀI 1: HƯỚNG DẪN CÀI ĐẶT S DỤNG PHẦN MỀM PROTUES Mã bài: MĐ18-01 G Ngày việc sử dụng máy tính để thiết kế mạch điện phổ biến giúp cho cơng việc nhanh chóng độ xác cao; chỉnh sửa đến mạch điện tối ưu trước làm mạch thức Chính Bài bắt đầu cài đặt phần mềm thiết kế mạch điện dùng Protues Mục tiêu: - Kiến thức: Cài đặt chèn thư viện vào phần mềm Protues yêu cầu kỹ thuật - Kỹ năng: Vẽ sơ đồ nguyên lý mô mạch điện theo yêu cầu - Năng lực tự chủ trách nhiệm: Biết vận dụng kiến thức vẽ mô mạch điện thực tế Nội dung chính: Giới thiệu khái quát phần mềm protues Phần mềm Proteus công cụ mô hoạt động mạch điện tử cho phép mơ hoạt động hầu hết linh kiện điện tử mạch điện tử thơng thường đặc biệt hổ trợ mô cho MCU như: PIC 8051 AVR … Phần mềm Proteus phần mềm mô mạch điện tử Lancenter Electronic gồm phần: ISIS cho phép mô mạch ARES dùng để vẽ mạch in Hướng dẫn cài đặt phần mềm Protues Bước 1: Nhấn chọn Next Bước 2: Tích chọn I accept the terms of this agreement > Next để tiếp tục Bước 3: Chọn Use a locally installed lincense key > Next Bước 4: Nhấn chọn Next Bước 5: Nhấn chọn Browse For Key File > đến thư mục Licence file giải nén tìm đến file Licence.lxk > Open Bước 6: Nhấn chọn Yes > Install Bước 7: Nhấn chọn Close Bước 8: Để mặc định > Next Bước 9: Nhấn chọn Custom Bước 10: Chọn đường dẫn cài đặt lưu trữ > Next Bước 11: Để mặc định > Next Bước 12: Để mặc định > Next Bước 13: Nhấn chọn Install Quá trình cài đặt diễn chờ vài phút… Bước 14: Nhấn chọn Close Tai lieu Luan van Luan an Do an Bài Cho mạch điện: Mạch hiển thị Led dùng IC 89s52 - V ẽ s đ - n g u y ê n lý Altium Thiết kế mạch in PCB Xuất file PDF gồm TOP BOTTOM danh sách linh kiện Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn 59 Tai lieu Luan van Luan an Do an Bài Cho mạch điện: Mạch hiển thị Led theo nhạc dùng IC AN6884 - Học viên thực tạo Ic AN6884 (kiểu chân SIP-9) - Vẽ sơ đồ nguyên lý Altium Thiết kế mạch in PCB Xuất file PDF gồm TOP BOTTOM danh sách linh kiện Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn 60 Tai lieu Luan van Luan an Do an Bài Cho mạch điện hình: Mạch cơng suât Amply dùng transistor A1943/C5200 - Vẽ sơ đồ nguyên lý Altium - Thiết kế mạch in PCB kích thước 80 x 110mm Xuất file PDF gồm TOP BOTTOM danh sách linh kiện Bài 10 Cho mạch điện hình: Mạch ứng dụng cảm biến mưa nắng Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn 61 Tai lieu Luan van Luan an Do an - Vẽ sơ đồ nguyên lý Altium - Thiết kế mạch in PCB Xuất file PDF gồm TOP BOTTOM danh sách linh kiện Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn 62 Tai lieu Luan van Luan an Do an Bài 11 Cho mạch điện hình: Mạch đếm từ 00 đến 99 - Vẽ sơ đồ nguyên lý Altium Thiết kế mạch in PCB Xuất file PDF gồm TOP BOTTOM danh sách linh kiện Bài 5: CHẾ TẠO MẠCH IN GIỚI THIỆU: Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn 63 Tai lieu Luan van Luan an Do an Trong tác giả trình bày cách xuất file dạng sơ đồ sang PDF gồm sơ đồ nguyên lý sơ đồ mạch in xuất danh sách linh kiện có sơ đồ nguyên lý cuối bước thực chế tạo mạch in MỤC TIÊU: - Kiến thức:Trình bày bước xuất file mạch in thiết kế giấy in kỹ thuật - Kỹ năng: Biết xuất file mạch in thiết kế giấy in kỹ thuật - Năng lực tự chủ trách nhiệm: Gia công mạch điện tử đạt yêu cầu kỹ thuật NỘI DUNG CHÍNH: Xuất file mạch in sang dạng file.PDF Có hai cách tùy vào cách làm mạch mà lựa chọn phù hợp: 1.1 Phương pháp làm mạch thủ công (ủi, kéo lụa) Để xuất file PDF máy tính cần cài đặt phần mềm Foxitpdf, doPDF để làm máy in ảo hỗ trợ xuất pdf Từ cửa sổ PCB nhấn File >> Page Setup (phím tắt F U) để cài đặt khổ giấy tỉ lệ in ấn cần ý đến Khổ giấy chọn A4; Scaled Print : 1.00 Color set : Mono Tiếp tục từ cửa sổ vào Advanced…xuất bảng cho phép chọn lớp Layer để xuất pdf Click phải vào để xóa (delete)hoặc chèn (insert layer) lớp cần thiết Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn 64 Tai lieu Luan van Luan an Do an Ví dụ: Lớp mạch đồng: Bottom layer bottom overlay keep-out layer, multilayer Lớp linh kiện: Top layer keep-out layer, multi-layer  Khi làm mạch ủi không cần Mirror mạch kéo lụa chọn thêm Mirror Chọn OK để kết thúc cài đặt nhấn F V để view Ở cửa sổ nhấn Print… cửa sổ Printer Config…cho phép chọn máy in ta chọn Foxit Reader PDF Printer làm máy in ảo xong nhấn OK chọn thư mục lưu file PDF lưu lại Đây xuất mạch in sau sang PDF Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn 65 Tai lieu Luan van Luan an Do an 1.2 Phương pháp làm mạch gia công máy Ta cần xuất loại file Gerber Drill: Đầu tiên ta phải đặt lại tọa độ cho mạch vào Edit >> Origin >> Set Sau click chuột sau cho dấu nhân vào gốc trái phía vẽ cách mép khoảng 10mm - Xuất file Gerber: vào File >> Fabirication Outputs >> Gerber Files Cửa sổ Gerber Setup xuất ta thiết lập thông số tab sau: Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn 66 Tai lieu Luan van Luan an Do an Sau sang thẻ Layers đánh dấu vào ô mà ta muốn xuất file Tiếp tục chuyển qua thẻ Drill Drawing Tiếp đến sang Advanced Cuối ta chọn OK để xuất file Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn 67 Tai lieu Luan van Luan an Do an - Xuất file lỗ khoan (Drill): vào File >> Fabirication >> NC Drill Files Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn 68 Tai lieu Luan van Luan an Do an Cửa sổ NC Drill Setup ta thiết lập thơng số hình: Sau bấm OK Như ta xuất xong file Gerber Drill Xuất danh sách linh kiện Việc xuất danh sách thống kê linh kiện giúp ta biết số lượng chủng loại linh kiện để chuẩn bị hàn gắn vào board mạch Thực vào Reports >> Bill of Materials (phím tắt R I) cửa sổ Bill of Materials… mục All Columns kéo chọn vào thuộc tính để xuất danh sách Tiếp tục cửa sổ vào Menu >> Report xuất tiếp cửa sổ Report Preview >> chọn Export… Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn 69 Tai lieu Luan van Luan an Do an Cuối ta đặt tên cho file xuất chọn định dạng PDF Save lại Các bước chế tạo mạch in Bước 1: Thiết kế mạch in Bước 2: Ủi mạch in Bước 3: Ngâm mạch ăn mòn Bước 4:Bảo vệ mạch in khơng bị oxy hóa Bước 5: Khoan mạch, gắn linh kiện hàn board mạch Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn 70 Tai lieu Luan van Luan an Do an TÀI LIỄU THAM KHẢO [1] Mạch điện tử công nghiệp Nguyễn Tấn Phước - NXB Tổng hợp TP HCM, 2003 [2] Kĩ thuật điện tử Lê Xuân Thế, Nguyễn Kim Giao - NXB Giáo dục, Hà Nội, 2003 [3] Giáo trình kĩ thuật mạch điện tử Đặng văn Chuyết - NXB Giáo dục, Hà Nội, 2003 [4] Điện tử công suất Nguyễn Bính - NXB Khoa học Kĩ thuật, Hà Nội, 1996 [5] Kĩ thuật điện tử Đỗ Xuân Thụ - NXB Giáo dục, Hà Nội, 2005 [6] Phân tích mạch tranzito Đỗ Thanh Hải, Nguyễn Xuân Mai - NXB Thống kê, Hà Nội, 2002 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn 71 Tai lieu Luan van Luan an Do an Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn 72 Tai lieu Luan van Luan an Do an Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn