Báo cáo nhập môn ngành Điện Đề tài cách vẽ và mô phỏng mạch trên altium desinger

CHƯƠNG II: Tạo một project, thư viện linh kiện trong altium designer, một số công cụ và phím tắt trong altium designer.. Để có thể học một cách nhanh chóng cũng như sử dụng phần mềm thiế

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI KHOA KĨ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA

BÁO CÁO NHẬP MÔN

NGÀNH ĐIỆN

ĐỀ TÀI: CÁCH VẼ VÀ MÔ PHỎNG MẠCH TRÊN

ALTIUM DESINGER

Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Thị Huệ

Họ tên sinh viên: Trần Nguyễn Phúc Thành

Lớp: Tự động hóa 09

Mã số sinh viên:20232302

MỤC LỤC

CHƯƠNG I: Giới thiệu phần mền Altium Designer.

CHƯƠNG II: Tạo một project, thư viện linh kiện trong altium designer, một số công cụ và phím tắt trong altium designer.

CHƯƠNG III: Cách vẽ mạch nguyên lý và mạch in trong altium designer.

CHƯƠNG IV: Cách vẽ mạch in từ mạch nguyên lý trong Altium designer.

CHƯƠNG I: Giới thiệu phần mềm Altium Designer.

Như chúng ta cũng đã biết, hiện nay trên thị trường có nhiều phần mềm thiết

kế mạch điện tử như: Proteus, OrCad, Eagle, Altium Designer, Kicad,… Trong đó phần mềm Altium Designer là dễ tiếp cận hơn cả, giao diện đẹp mắt, cộng đồng sử

dụng đông đảo cũng là điểm thu hút các kỹ sư điện tử chọn đó để phát triển các sản phẩm

Altium Designer trước kia có tên gọi quen thuộc là Protel DXP, được phát triển bởi hãng Altium Limited Nó là một phần mềm chuyên ngành được sử dụng trong thiết

kế mạch điện tử và là một phần mềm mạnh với nhiều tính năng nổi bật như:

 Giao diện thiết kế, quản lý và chỉnh sửa thân thiện

 Hỗ trợ mạnh mẽ cho việc thiết kế tự động, đi dây tự động theo thuật toán tối ưu

 Hệ thống thư viện phong phú và đa dạng

Học phần mềm Altium Designer cần những kiến thức gì?

Để có thể học một cách nhanh chóng cũng như sử dụng phần mềm thiết kế mạch điện

tử Altium Designer hiệu quả thì người học cần có các kiến thức sau đây:

 Kiến thức về linh kiện điện tử: Đây là phần rất quan trọng trong việc thiết

kế mạch in, bạn phải hiểu rõ thì mới có thể làm việc được

 Kỹ năng đọc datasheet, chọn linh kiện

 Kiến thức về mạch điện, lý thuyết mạch

 Khả năng tìm tòi, tự học thông qua việc tìm kiếm thông tin trên Internet

CHƯƠNG II: Tạo một project, thư viện linh kiện trong altium designer, một số phím tắt trong altium designer.

1 Tạo một project.

B1 Khởi động phần mềm altium designer

B2 Bạn chọn File => New => Project.(một create project hiện ra)

B3 Bạn nhập tên project và nơi lưu trữ => create

B4 Bạn nhấp chuột phải vào file bạn vừa tạo => Add new to project => schematic sau đó lưu lại.( làm tương tự với file PCB)

2 Thư viện linh kiện trong altium designer.

Chúng ta có thể sử dụng thư viện có sẵn trong altium designer tuy nhiên thư viện này khá sơ sài và không có đủ linh kiện để chúng ta thực hiện một số dự án Vì vậy, chúng ta cần

có những linh kiện từ bên ngoài Trong bài viết này, mình xin giới thiệu với các bạn cách thêm thư viện Còn một số cách khác bạn có thể tham khảo ở một số nguồn ở cuối bài viết Thêm thư viện:

B1 Trên thanh công cụ bạn chọn View => panels => components => chọn biểu tượng

=> file-based Libraries Preferences => Installed => Install

B2 Bạn chọn file thư viện đã tải xuống từ trước.

B3 Bạn chọn open

3 Một số phím tắt trong altium designer.

Phím tắt Chức năng

Alt + Click Làm nổi bật những Net cùng tên (Làm mờ toàn bộ các phần còn

lại của mạch nguyên lý)

A + L (Ctrl + Shift + L) Căn chỉnh các linh kiện thẳng hàng theo lề trái

A + R (Ctrl + Shift + R) Căn chỉnh các linh kiện thẳng hàng theo lề phải

A + T (Ctrl + Shift + T) Căn chỉnh các linh kiện thẳng hàng theo lề trên

A + B (Ctrl + Shift + B) Căn chỉnh các linh kiện thẳng hàng theo lề dưới

A + H (Ctrl + Shift + H) Căn chỉnh các linh kiện cách đều theo chiều ngang

A + V (Ctrl + Shift + V) Căn chỉnh các linh kiện cách đều theo chiều dọc

C + C Biên dịch Project, kiểm tra các lỗi kết nối

Ctrl + lăn chuột Phóng to, thu nhỏ bản vẽ

Ctrl + Click và kéo Di chuyển cả linh kiện và đường mạch

Ctrl + G (Ctrl + Shift +

G)

Thay đổi kích thước lưới

Ctrl + M Đo khoảng cách

Ctrl + W Nối dây

P + B Vẽ đường bus

P + D + L Vẽ đường ngăn cách các khối trong sơ đồ nguyên lý

P + N Đặt tên cho đường dây

P + O Lấy GND, VCC

P + P Lấy linh kiện trong thư viện

P + T Chèn văn bản vào bản vẽ

P + V + N Đánh dấu chân không dùng

P + W (Ctrl + W) Đi dây nối chân linh kiện

R + I Mở cửa sổ danh sách linh kiện dùng trong dự án

Spacebar (Shift +

Spacebar)

Xoay linh kiện

Shift + C Xóa mọi áp dụng trên mạch nguyên lý

Shift + Click chuột trái

và kéo Copy linh kiện và kéo linh kiện ra

Shift + Spacebar Chuyển chế độ đi dây góc vuông hay đường chéo

Giữ phải chuột và rê Di chuyển bản vẽ

TAB Thay đổi các thông số của mạch

T + A + A Mở cửa sổ quản lý đặt tên linh kiện

T + A + U Đặt tên tự động cho linh kiện

T + P Cài đặt thông số cho mạch nguyên lý

T + S Chọn linh kiện trong mạch in từ mạch nguyên lý

V + A Phóng to một khu vực tùy chọn

V + D Đưa bản vẽ về vừa khung màn hình

V + F Đưa mạch nguyên lý vừa khung màn hình

V + I Phóng to bản vẽ

V + O Thu nhỏ bản vẽ

X Lật linh kiện theo trục X (trong khi bấm trái chuột và giữ linh

kiện)

Y

Lật linh kiện theo trục Y (trong khi bấm trái chuột và giữ linh kiện)

Một số phím tắt sử dụng khi thiết kế sơ đồ mạch in

Phím tắt Chức năng

2 Xem mạch ở dạng 2D

3 Xem mạch ở dạng 3D

Ctrl + M Đo kích thước mạch

Ctrl + Shift + L (hoặc A +

L)

Căn chỉnh linh kiện theo lề trái

Ctrl + Shift + R (hoặc A +

R)

Căn chỉnh linh kiện theo lề phải

Ctrl + Shift + T (hoặc A +

T) Căn chỉnh linh kiện theo lề trên

Ctrl + Shift + B (hoặc A +

B) Căn chỉnh linh kiện theo lề dưới

Ctrl + Shift + H (hoặc A +

H)

Căn chỉnh linh kiện cách đều theo hàng ngang

Ctrl + Shift + V (hoặc A +

V)

Căn chỉnh linh kiện cách đều theo hàng dọc

Ctrl + Shift + G Cài đặt chế độ lưới nhanh

Ctrl + Shift + Lăn chuột Chuyển lớp (tạo via liên kết 2 lớp top và bottom)

D + R

Đặt luật đi dây (kích thước đường dây, lỗ via, khoảng cách các linh kiện,…)

D + S + D Định lại kích thước board mạch

D + T + A Hiển thị tất cả các lớp

D + T + S Chỉ hiện thị các lớp tín hiệu

E + O + S Cài gốc tọa độ cho bo mạch in

G (Ctrl + G) Cài đặt chế độ lưới

O + D (Ctrl + D)

Hiện thị cửa sổ View Configuration (Điều chỉnh ẩn hiện các thành phần)

P + G Phủ đồng cho mạch in

P + L Vẽ đường bao board mạch in

P + T Đi dây bằng tay

P + V Lấy lỗ Via

L Mở View Configuration để điều chỉnh hiển thị các lớp

Q GGGG(Ctrl + Q) Chuyển đơn vị mil sang mm và ngược lại

R + B Hiển thị thông tin mạch (kích thước, số lượng linh

kiện…)

Shift + C Xóa thước đo kích thước mạch

Shift + M Hiện kính lúp

Shift + R Thay đổi các chế độ đi dây (Cắt – Không cho cắt – Đẩy

dây)

Shift + S

Chỉ cho phép hiện 1 lớp đang chọn (các lớp còn lại được ẩn)

Shift + Spacebar

Thay đổi các chế độ đường dây (Tự do – Theo luật – Vuông 90 độ – Cong)

Spacebar Giữ chuột trái vào linh kiện ấn, bấm phím Spacebar để

xoay linh kiện

TAB Hiện cửa sổ thay đổi thông tin khi đang thao tác

T + D + R Kiểm tra lỗi khi hoàn thành đi dây bẳng tay

T + E Bo tròn đường dây gần chân linh kiện

T + M Xóa lỗi hiển thị trên màn hình

T + U + A Xóa tất cả các đường mạch

U + U + A Xóa bỏ tất cả các đường dây đã nối

U + U + N Xóa các đường dây có cùng tên

V + B Xoay bản vẽ 180 độ

V + F Hiển thị toàn bản vẽ

CHƯƠNG III: Cách vẽ mạch nguyên lý và mạch in trong altium designer.

1 Cách vẽ mạch nguyên lý

B1 Mở project chúng ta vừa tạo ở trên, vào file scheet

B2 Chọn những linh kiện cần thiết

- Chọn panels => components => kích chuột vào để chọn thư

kiện

- Nhấp đúp chuột vào linh kiện bạn cần rồi đưa ra màn hình, chọn vị trí thích hợp rồi kích chuột để linh kiện được đặt tại chỗ đó

B3 Kích chuột vào biểu tượng để đi dây

B4 Chỉnh thông số linh kiện

- Bạn nháy đúp chuột vào linh kiện => 1 bảng properties xuất hiện => bạn chỉnh tên linh kiện và thông số

B5 Bạn chọn simulate trên thanh công cụ để check lỗi của mạch

CHƯƠNG IV: CHUYỂN TỪ MẠCH NGUYÊN LÝ SANG MẠCH IN PC

Nhấp chuột phải vào bảng Project >> Add new to Project >> PCB layout Một cửa sổ màu đen sẽ xuất hiện Đây là tài liệu bố cục PCB để thiết kế bố cục PCB Tiếp theo đi đến cửa sổ

sơ đồ

Project >> Project options >> Class generation >> Bỏ chọn generate rooms và bỏ chọn electronic component classes để tránh bất kỳ lỗi không mong muốn nào trong PCB

Bây giờ đi đến cửa sổ sơ đồ Design >> Update PCB Document để mở cửa sổ Engineering Change Order Nhấp vào xác thực thay đổi và sau đó nhấp vào thực hiện thay đổi sẽ tạo ra

dấu tick màu xanh lục ở bên phải cửa sổ Như vậy có nghĩa là mọi thứ đều ổn Chuyển đến tài liệu PCB và ở dưới cùng bên phải, các linh kiện đã có sẵn

Kéo và thả từng linh kiện một trên bo Bây giờ để định hình lại bo, hãy vào View >> Board Planning Mode 1 Bạn sẽ thấy màu của bo chuyển sang màu xanh lá cây từ màu đen Bây giờ, vào Design >> Redefine Board Shape Con trỏ cộng màu xanh lục sẽ xuất hiện Bạn có thể xác định lại ranh giới của bo mạch PCB theo nhu cầu của mình Hãy nhớ kết nối cạnh cuối cùng cuối cùng với cạnh/góc bắt đầu để hoàn thành hình dạng bo Bạn cũng có thể sử dụng chỉnh sửa hình dạng bo hoặc sửa đổi hình dạng bo để thay đổi hình dạng hoặc kiểu bo

Bây giờ vào Design >> Rules Tại đây, bạn có thể chỉnh sửa các ràng buộc thiết kế bố trí PCB theo năng lực và giới hạn của nhà chế tạo PCB cũng như các yêu cầu thiết kế của bạn Điều này rất quan trọng bởi vì trong khi đặt ra thiết kế PCB, tức là định tuyến, vị trí của các linh kiện, lỗ và via cũng như các ràng buộc lớp bên trong và bên ngoài khác nếu vi phạm thì Altium sẽ báo lỗi cho bạn và sẽ không tiếp tục

Cần quan tâm đến các ràng buộc/khoảng trống của quy tắc thiết kế chính là rãnh nối với rãnh, rãnh tới dải SMD hoặc THT, rãnh tới via, rãnh tới đồng, dải SMD tới dải SMD, dải SMD tới THT, dải SMD tới via, dải SMD pad sang đồng, THT pad sang THT pad, THT pad sang via, THT pad sang đồng, via đến via, via sang đồng, khoảng hở từ đồng sang đồng Ngoài ra, các giá trị tối đa, tối thiểu và ưu tiên của chiều rộng định tuyến cần được xác định Mặt nạ hàn và mặt phẳng nguồn với các ràng buộc về miếng đệm nguồn cũng cần được xác định trong quy tắc thiết kế Các giá trị tối đa, tối thiểu và ưu tiên của đường kính có thể được đặt trong Routing via Style

Vào Design >> Layer Stackup Manager Thao tác này sẽ cho bạn chi tiết về độ dày, vật liệu, loại lớp và tên của lớp xếp chồng lên nhau

Vào Route >> Auto Route >> All >> Route All để tự động định tuyến các linh kiện được đặt trên PCB theo các quy tắc được xác định trong trình hướng dẫn quy tắc thiết kế Định tuyến

tự động sẽ tiết kiệm nhiều thời gian và công sức nhưng có thể không phải là lựa chọn tốt khi cần có sự quan tâm đặc biệt đối với các IC đặc biệt cho EMI và các cân nhắc về nhiệt khác

Sau khi hoàn tất mọi việc, vào Tools >> Design Rule Check (DRC) Chạy DRC rất quan trọng vì nó sẽ xác định mọi vi phạm quy tắc thiết kế

Tập tin đầu ra chế tạo

Bây giờ, bố cục PCB của bạn đã hoàn tất, đã đến lúc tạo tệp khoan Gerber và NC Các tệp này được gọi là tệp đầu ra chế tạo PCB Chuyển đến Files >> Fabrication Output >> Gerber Files Chọn đơn vị và định dạng thích hợp cho Gerber của bạn và đánh dấu kiểm vào plot của lớp tương ứng mà bạn muốn tạo Gerber Giữ nguyên tất cả các tham số khác và nhấp vào OK

Đối với Tệp khoan NC (Điều khiển bằng số), đánh dấu kiểm vào “Generate Separate NC Drill Files for plated and non-plated through holes và giữ nguyên tất cả các tham số khác rồi nhấp vào OK