Phương pháp thực hiện bản vẽ mạch in trên phần mềm PROTEUS

Phương pháp vẽ mạch in phần mềm PROTEUS 1- Vẽ SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ SCHEMATIC CAPTURE: Các bước thực hiện: Sinh viên click vào Icon PROTEUS hình Destop, Giao diện phần mềm mở Đầu tiên ta vẽ vẽ SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ vào giao diện SCHEMATIC CAPTURE phần mềm cách click vào biểu tượng màu xanh tollbar (ISIS) Sau Click vào biểu tượng này, trang Schematic Capture mở cho tiến hành vẽ SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ Trong vẽ giáo trình (Hình 1.1) mạch chia thành phần: MẠCH NGUỒN ỔN ÁP TUYẾN TÍNH DÙNG IC HỌ 78xx MẠCH CẢM BIẾN ÁNH SÁNG DÙNG QUANG TRỞ (LDR) Hình 1.1: Mạch cảm biến ánh sáng (Mạch nguyên lý_dùng vẽ mạch in) Lưu ý: mạch Nguồn ổn áp có nhiệm vụ cung cấp điện áp nguồn DC 6V cho mạch Cảm biến ánh sáng Sinh viên bắt đầu vẽ mạch nguyên lý với phần mạch nguồn này: Hình 1.2: Phần mạch nguồn ổn áp 6V dùng IC 7806 Để tiến hành vẽ mạch ta phải vào THƯ VIỆN phần mềm để chọn linh kiện có sơ đồ Việc chọn lựa linh kiện CHỦNG LOẠI, KÍCH THƯỚC quan trọng nên phải quan tâm kỹ yếu tố Sinh viên Click vào chữ P hình (hoặc gõ vào phím tắt P bàn phím), hộp thoại mở ra, PICK DEVICE chọn linh kiện Ta cần phải nhập TỪ KHĨA vào KEYWORDS để gọi linh kiện Từ khóa (keywords) cho linh kiện: (Chữ in đậm từ khóa)  Một số lưu ý:  Muốn lấy ta việc Click chuột vùng vẽ mạch để lấy nhiêu Việc đặt tên linh kiện Proteus luôn tự động ưu tiên từ số nhỏ nhất, tăng dần lên tùy vào số lượng linh kiện chủng loại ta thả hình  Muốn xóa ta cần click double chuột PHẢI vào đối tượng cần xóa  Linh kiện mà ráp mạch loại linh kiện XUYÊN LỖ (Though Hole) nên ta chấp nhận linh kiện có chân MÀU TÍM, khơng chọn linh kiện có chân màu đỏ, dành cho linh kiện chip dán (Surface Mount)  Đầu nối dây J1: nhập từ khóa TBL (TBLOCK) chọn TBLOCK I2, hình hình ảnh 2D linh kiện, ta chọn OK click chuột trái thả linh kiện hình Xoay linh kiện cách click chuột PHẢI vào  Diode cầu: nhập từ khóa BRI (BRIDGE), chọn loại cầu tròn (1A/100V)  Tụ điện: nhập từ khóa CAP (CAPACITOR), tùy chọn Tụ điện phân làm hai loại TỤ CÓ PHÂN CỰC TỤ KHÔNG PHÂN CỰC (tụ AC), việc chọn chủng loại kích thước tụ cần phải quan tâm không ráp linh kiện ta gặp phải khó khăn kích thước khơng phù hợp Với tụ AC ta chọn đối tượng mà phần mềm đề xuất cách nhấp vào OK sau vẽ mạch in ta tùy ý thay đổi kích thước chân sau Cịn đồi với tụ hóa (tụ phân cực) ta phải thực hai thao tác: Thứ nhất: ta chọn vào mục Capacitor hộp Category Thứ hai: ta chon vào mục Radial Electrolytic hộp Sub- Category Thì hình hiển thị danh mục dài loại tụ hóa với đủ kích cỡ Ta việc chọn vào giá trị phù hợp, cụ thể: với tụ C1 ta chọn giá trị 1000uF/25V ứng với tụ C3 100uF/50V (Việc chọn 100uF/50V khoảng cách chân không sát dễ dàng vẽ dây sau này)  IC ổn áp họ 78xx: thường có định dạng chân sẵn, ta cần nhập từ khóa: 7806 thư viện tự động hiển thị định dạng vỏ cho ta chọn chọn OK  Led: nhập từ khóa LED chọn Led tùy ý, tốt ta nên chọn Led có tính ACTIVE để tiện cho việc mơ sau Chọn màu tùy thích, không chọn loại hai màu (Bi-Colour) Đối với Led Active chưa có sẵn định dạng vỏ, ta chọn kiểu đóng vỏ cho sau  Điện trở: nhập từ khóa RES (RESISTER) để tùy chọn kích thước chân (nếu điện trở cơng suất), cịn với điện trở thường với kích thước chân 0,4 inch ln đề xuất sẵn ta việc nhấp OK thả hình thơi  Ký hiệu GND (GROUND - ĐẤT): Để vẽ nguồn cung cấp (POWER) đất (GND) ta click vào TERMINAL MODE công cụ mép bên trái cửa sổ vẽ mạch chọn GROUND xong nhấp thả hình Trong trường hợp mạch cần vẽ thêm nguồn (POWER) ta làm tương tự cần Lời khuyên: Nên lấy lúc tất điện trở có mạch ta thay đổi trị số điện trở cho với giá trị mà mang mach cách Click Double vơ hình điện trở sửa giá trị Ta đổi tên linh kiện cách Tiếp theo ta vẽ mạch Cảm biến ánh sáng bên mạch nguồn kết nối chúng lại với Để ý: Nguồn cung cấp cho mạch phải gồm đủ dây, DƯƠNG ÂM Dây DƯƠNG thường gọi tên VCC dây ÂM thường gọi GND (đất) Hình 1.3: Phần mạch cảm biến ánh sáng dùng Quang trở (LDR) Từ khóa (keywords) cho linh kiện có mạch: (Chữ in đậm từ khóa)  Quang trở (LDR): nhập từ khóa LDR, chọn LDR có tính Active để sau mơ  Biến trở (VR RV Proteus): nhập từ khóa POT (POTENTIAL: CHIẾT ÁP), chọn POT-HG, loại linh kiện phải chon có tính nặng active để sau thực mô  Op-Amp 741: Op-amp 741 (làm chức so sánh mạch) ta có nhiều tùy chọn, có nhiều Op-Amp khác chọn cho chức so sánh Trong hình vẽ sử dụng IC 741, IC có Op-Amp IC đóng vỏ chân Để chọn IC ta nhập từ khóa 741 chọn hình mà phần mềm đề xuất Op Amp 741 IC có chân Có hai ngõ vào cho tín hiệu chân (IN -) chân (IN +) Ngõ chân Chân nguồn dương (VCC) chân chân nguồn âm (GND) chân 4, chân cịn lại khơng dùng đến  LED: với led hiển thị, để mô ta thấy rõ ánh sáng ta phải chọn Led có tính active hướng dẫn  Relay: nhập từ khóa RELAY chọn Relay có tính active Với Relay active chưa có hỗ trợ định dạng chân, ta click chuột phải vào hình Relay hình vẽ sơ đồ nguyên lý chọn Packaging Tool Sẽ xuất cửa sổ Package Device với dịng thơng báo chưa có định dạng đóng vỏ cấu trúc chân cho linh kiện Hình 1.4: Xem định dạng linh kiện Click chuột vào ADD cửa sổ Pick Packages Ta nhập từ khóa RLY vào ô Keywords cửa sổ Packagings chọn Relay có chân với khoảng cách chân hình mẫu (RLY-NTE-46): Hình 1.5: Chọn Relay có chân phù hợp Hình 1.6: Định chân cho linh kiện Thực thao tác định chân cho linh kiện cách đặt DẤU NHẮC trỏ chuột vào vị trí có màu xanh hình 1.6, sau ta rê chuột qua phía hình linh kiện click vào chân tương ứng (vd: chân C1 bên bảng ứng chân C1 bên phía linh kiện) Sau ta click chọn xong trỏ tự động nhảy xuống hàng phía dưới, làm lần lược chân cịn lại hết sau click vào Assign Package(s) ta chọn chọn Save Package(s) sau chọn Yes Như ta định dạng đóng vỏ định chân cho Relay Hình 1.7: Kết Save Package(s)  Diode: nhập từ khóa DIODE Click OK để chọn Diode mà phần mềm đề xuất  Transistor C1815: ta nhập từ khóa NPN chọn Transistor loại NPN Xong ta chọn vỏ cho thao tác ta vừa thực với Relay  Để chọn vỏ cho Transistor tùy vào cơng suất mà ta có nhiều định dạng vỏ phù hợp kích thước cho linh kiện loại Có kiểu đóng vỏ thơng dụng cho Transistor (BJT) xét theo công suất chúng Với Transistor cơng suất nhỏ ta có đóng vỏ dạng TO-92; Với Transistor cơng suất vừa ta có đóng vỏ dạng TO-220; Với Transistor cơng suất lớn ta có đóng vỏ dạng TO-3P TO247 Trong phạm vi này, Transistor C1815 Transistor công suất nhỏ nên ta chọn kiểu đóng vỏ TO92 Thực thao tác chọn vỏ làm với Relay, đến phần nhập từ khóa ta gõ TO92 vào Keywords hộp thoại Pich Packages Click chọn kiểu chân TO92/5  Định chân cho Transistor với lưu ý: chân B số (3), chân C số (2) chân E số (1) Rồi Assign Package(s) Save lại  Đổi tên cho linh kiện: Click double vào hình chon Transistor đổi tên thành C1815 đầy đủ 2SC1815 o Trở lại với Led Biến trở mà ta lấy trước chưa định dạng vỏ/chân lại cho nó:  LED: ta nhập lại từ khóa LED chọn kiểu vỏ mà phần mềm đề xuất bắng cách nhấp OK Nhớ thực bước định chân cho Led khơng chương trình báo lỗi ta click vào Assign Package(s)  Biến trở: biến trở POT-HG khơng có hỗ trợ định dạng vỏ, sau ta nhập từ khóa PRE vào Keywords cửa sổ Pick Packages ta tùy chọn kiểu vỏ phù hợp Với biến trở dạng tinh chỉnh ta chọn PRE-SQ1, với biến trở dạng nút áo ta chọn PRE-SQ4, ta nên chọn PRE-SQ4 2- Vẽ BẢN VẼ MẠCH IN giao diện PCB LAYOUT: Sau ta hoàn tất vẽ SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ rồi, bước ta mở giao điện để thiết kế vẽ mạch in, gọi PCB (PRINTING CIRCUIT BOARD) cách click vào biểu tượng màu đỏ tollbar (ARES) Sau Click vào biểu tượng này, trang PCB LAYOUT mở cho tiến hành xếp linh kiện vẽ BẢN VẼ MẠCH IN Thao tác giao diện ta kiểm tra lại linh kiện SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ đảm bảo có vỏ hết chưa, cách click vào Components Mode, có linh kiện chưa có vỏ, hệ thống đánh dấu màu đỏ vị trí linh kiện Ta phải quay lại trang SCHEMATIC CAPTURE để chọn vỏ cho linh kiện thiếu Hình 1.8: Components Mode, 2D Graphics Box Mode Layer Selector Tiếp theo ta click vào 2D Graphics Box Mode để vẽ đường biên Board mạch (Board Edge) Nhớ chọn lớp Board Edge ô Layer Selector để có đường biên màu vàng chức đường biên board mạch ta đổ linh kiện Sinh viên chọn vào để lấy thước đo chiều dài chiều rộng mạch Kích thươc Board mạch quy định hình chữ nhật có bề rộng 60mm bề dài 80mm Chọn vào chữ m cơng cụ: để đọc kích thước theo hệ milimet thu hẹp hình chữ nhật để có kích thước u cầu Nhấp chuột vào đường biên board màu vàng, dấu màu xanh đường dây vàng đó, ta nhấp vào dấu màu xanh để di chuyển đường biên Vào Tools, chọn Auto-Placer để mở hộp thoại chọn ALL OK để đổ linh kiện lên Board mạch Sắp xếp linh kiện Boad cho đường dây nối chân linh kiện với rối rắm nhất, chỉnh sửa linh kiện tréo chân cách Rotation, rtiến hành dây Hình 1.9: Auto Placer (Tự động đổ linh kiện Board) Hình 1.10: Chọn Track Mode (để vẽ dây) Để thiết kế Board mạch vừa nhỏ gọn kích thước vừa gọn gàng đường dây người thiết kế phải dựa theo mối liên quan linh kiện nằm nhóm chức để xếp cho phù hợp Dưới vài mẫu vẽ cho Sinh Viên tham khảo: Hình 1.11: Bố trí linh kiện (mẫu 1) Hình 1.12: Đi dây (mẫu 1) Hình 1.13: Bố trí linh kiện (mẫu 2) Hình 1.14: Đi dây (mẫu 2) Sau xếp LK theo bố trí mạch mẫu xong, ta tiến hành dây Chọn vào Track Mode để vào chức vẽ dây cho Board mạch Nhưng để ta tùy chọn kích thước đường mạch theo ý muốn trước hết ta phải vào Tools BỎ CHỌN vị trí Auto Trace Style Selection Độ lớn đường dây không nên nhỏ, đặc biệt đường dây nguồn (VCC GND), phải chọn kích thước dây lớn T50 Hình 1.15: Bỏ chọn Auto Trace Style Selection Mỗi kết nối chân LK đến chân LK khác biểu thị đường màu XANH LÁ chúng, ta vẽ dây, ta việc click chuột vào chân LK cần vẽ nối qua chân LK kia, đường dây mạch màu XANH DƯƠNG kết nối hai chân lại với nhau, đường màu XANH LÁ biến mất, dây nối Hình 1.16: Bỏ chọn Auto Trace Style Selection Hình 1.17: Trang thái vẽ dây Trong q trình vẽ, thao tác chuột có làm cho nhãy lớp (thường từ lớp Bottom Copper màu xanh sang lớp Top Copper màu đỏ) ta phải chọn lại Dán thêm Pad hàn cho chân linh kiện: Bằng cách chọn vào biểu tượng ch6an linh kiện (màu tím tr6n cơng cụ) Through-hole Pad Mode, với kích thước thích hợp ta dán them kích thước chân cho linh kiện mạch Đặc biệt chân IC (Kích thước nhỏ phải 70-30), khơng sau khoan lỗ chân linh kiện, lỗ khoan lớn làm toàn đồng pad hàn ta hàn chân linh kiện Tương tự, chân điện trở, tụ theo mà ta chọn giá trị lớn tương ứng để dán thêm Chặt góc: cho những đường dây nối, nơi giao lộ để tạo ôm cua mềm mại cho đường dây mạch in Làm tên cho bo mạch: Ta chọn vào chữ A công cụ, xong click chuột hình, hộp thoại mở cho ta nhập tên bo mạch ta cần đặt Nên chọn chữ IN HOA, phông chữ Times New Roman, kích thước tùy vào diện tích trống nơi ta dự định đặt tên vào Lưu ý quan trọng: thứ nhất, phải chọn lớp cho CHỮ trùng với lớp đường mạch in bo mạch (Bottom Copper), thứ hai, phải Mirror để đảo ngược hình ảnh chữ (Âm bản) để sau in thành in chữ trả thuận để đọc (Dương bản) Xuất vẽ mạch in theo định dạng File PDF: Click vào OUTPUT Tool Bar, hộp thoại sổ xuống, ta chọn vào PRINT LAYOUT Một cửa sỗ mở cho ta thiết lập in Ở danh sách chọn lớp hiển thị, ta giũa lại lớp Bottom Copper Board Edge thơi Cịn lại tất phần mềm thiết lập sẵn ta khơng cần can thiệp thêm Sau Click vào OK dể save in định dạng file PDF Để tiết kiệm chi phí in ấn, trang giấy à cho phép in nhiểu số lượng hình vẽ, ta nhân thay đổi tên cho vẽ riêng cách copy dán thêm mạch cần thêm giao diện PCB Layout cửa sổ Proteus  ... kế vẽ mạch in, gọi PCB (PRINTING CIRCUIT BOARD) cách click vào biểu tượng màu đỏ tollbar (ARES) Sau Click vào biểu tượng này, trang PCB LAYOUT mở cho tiến hành xếp linh kiện vẽ BẢN VẼ MẠCH IN. .. trùng với lớp đường mạch in bo mạch (Bottom Copper), thứ hai, phải Mirror để đảo ngược hình ảnh chữ (Âm bản) để sau in thành in chữ trả thuận để đọc (Dương bản) Xuất vẽ mạch in theo định dạng File...Lưu ý: mạch Nguồn ổn áp có nhiệm vụ cung cấp điện áp nguồn DC 6V cho mạch Cảm biến ánh sáng Sinh viên bắt đầu vẽ mạch nguyên lý với phần mạch nguồn này: Hình 1.2: Phần mạch nguồn ổn áp