4. CÁC THAO TÁC TRÊN LINH KIỆN VÀ THIẾT BỊ ĐO
4.1.Cách lấy linh kiện và ráp mạch
4.1.1. Lấy linh kiện
- Mở nhóm linh kiện: Click mouse vào icon của nhóm linh kiện.
- Trong cửa sổ nhóm linh kiện, chọn linh kiện với giá trị thích hợp, sau đó nhấn Ok để chọn linh kiện, click linh kiện muốn lấy đến vị trí muốn đặt linh kiện trong cửa sổ thiết kế.
4.1.2. Ráp mạch
Ráp mạch bằng cách đƣa mouse đến gần đầu linh kiện và khi thấy đầu linh kiện xuất hiện dấu tròn lớn, ta click và drag mouse đến đầu linh kiện cần nối kết, khi thấy xuất hiện dấu tròn lớn màu đỏ thì thả mouse.
Hình 3.42: Linh kiện khi lấy ra.
4.2. Thay đổi nhãn và giá trị linh kiện
Để thay đổi nhãn của bất kỳ linh kiện cho riêng mình ta thực hiện nhƣ sau: Click double_click trên linh kiện. Màn hình đặc tính của linh kiện xuất hiện. Click chuột vào lớp Label và nhập vào hay định nghĩa nhãn (nhãn đƣợc nhập vào là các ký tự và số, không có ký tự đặc biệt hay khoảng trống).
Để xóa sự thay đổi này, click Cancel.
Để thay đổi giá trị của linh kiện: Chọn lớp Value và thay đổi theo 2 cách:
Nhập thông số cần thay đổi trong khung Value của hộp thoại Properties.
Chọn Replace trong hộp thoại sau đó chọn giá trị cần thay đổi và nhấn OK.
Hình 3.44: Tiến hành nối dây.
4.3. Tìm kiếm linh kiện
Multisim đi kèm với một công cụ tìm kiếm mạnh mẽ để giúp bạn nhanh chóng xác định vị trí các linh kiện nếu bạn biết một số thông tin về loại linh kiện bạn cần. Multisim tìm kiếm các linh kiện thuộc thành phần cơ sở dữ liệu của nó đáp ứng cho tiêu chí của bạn và trình bày chúng cho bạn, cho phép bạn chọn các linh kiện mà hầu hết phù hợp với nhu cầu của các ứng dụng của bạn từ danh sách các thành phần.
- Để thực hiện tìm kiếm các linh kiện từ tiêu chuẩn của cơ sở dữ liệu: 1. Chọn Place / Component. Chọn một trình duyệt các linh kiện. 2. Nhấp vào Search. Hộp thoại tìm kiếm linh kiện xuất hiện: 3. Trong khung
Component, nhập các tiêu chí tìm kiếm của bạn (bạn phải nhập ít nhất một linh kiện). Nhập ký tự chữ số, có nghĩa là văn bản hoặc số. Trƣờng hợp không nhớ ký tự bạn có thể sử dụng "*" để đại diện tên một linh kiện muốn tìm trên các danh sách liệt kê.
Nhập thông tin tìm kiếm càng cụ thể thì kết quả tìm kiếm càng chính xác. Ví dụ, trong trƣờng Footprint Type:
- "CASE646-06" chỉ tìm thấy chính xác danh sách "CASE646-06" - "* 06" tìm thấy bất kỳ danh sách kết thúc bằng "06"
Hình 3.46: Thay đổi tên và giá trị.
Ví dụ "CAS?" sẽ phù hợp "CASE", nhƣng không phải "CASE646-06".
4. Nhấp vào Search. Để chọn một thành phần từ các kết quả tìm kiếm: Khi thao tác tìm kiếm hoàn tất, hộp thoại hiển thị kết quả tìm kiếm xuất hiện, hiển thị thông tin về các linh kiện đầu tiên xuất hiện theo tiêu chí của bạn. Danh sách linh kiện có chứa một danh sách tất cả các thành phần phù hợp với yêu cầu của bạn.
Từ danh sách linh kiện, chọn linh kiện mà bạn quan tâm. Để xem thông tin về bất cứ linh kiện tìm thấy bằng cách tìm kiếm, chỉ cần chọn nó từ danh sách và các lĩnh vực hiển thị thay đổi cho phù hợp.
5. Để chấp nhận các linh kiện đƣợc chọn, nhấn OK.
Bạn có thể tìm kiếm linh kiện một cách cụ thể nếu thao tác ban đầu cho kết quả các linh kiện với số lƣợng lớn bằng cách:
6. Bấm vào More >> Để hiển thị chi tiết các tùy chọn tìm kiếm khác. Hộp thoại sau xuất hiện.
Lƣu ý: Các tham số tìm kiếm ban đầu vẫn còn trong hộp thoại sàng lọc tìm kiếm cho đến khi một phần linh kiện đƣợc lấy.
7. Nhập các thông số mong muốn và nhấp chuột tìm
kiếm. Khi xuất hiện danh sách các linh kiện, chọn linh kiện cần tìm và nhấp OK để lấy kinh kiện.
4.4. Thay đổi màu và xoay các linh kiện
Để đổi màu linh kiện: Click phím phải chuột trên linh kiện muốn đổi và chọn
Change Color từ menu Pop up và chọn màu mong muốn từ màn hình hiện ra cho chúng
ta lựa chọn tùy thích.
Để xoay linh kiện: click phím phải chuột trên linh kiện muốn xoay và chọn - Flip Horizontal (Alt+X): Xoay linh kiện theo chiều ngang.
Hình 3.48: Kết quả tìm linh kiện.
Thông tin chi tiết của linh kiện chọn từ danh sách.
Danh sách các linh kiện có tiêu chuẩn tìm kiếm. Số linh kiện có tiêu chuẩn tìm đƣợc.
- Flip Vertical (Alt+Y): Xoay linh kiện theo chiều dọc.
- 90 Clockwise (Ctrl+R): Xoay linh kiện 90o theo chiều kim đồng hồ.
- 90 CounterCW (Ctrl+Shift+R): Xoay linh kiện 90o ngƣợc chiều kim đồng hồ.
4.5. Chạy và tạm dừng mô phỏng mạch điện
Sau khi thiết kế mạch điện hoàn chỉnh cùng với các thiết bị đo, ta thực hiện các bƣớc sau:
- Lƣu file với tên của mạch điện.
- Mở giao diện của thiết bị đo: Click đôi vào icon của thiết bị.
- Chạy và mô phỏng mạch điện: Click vào nút Activate simulation [0/1] và chọn các thông số của thiết bị thích hợp để nhận đƣợc kết quả.
- Phân tích kết quả dƣới dạng đồ thị trong cửa sổ Analysis Graphs. - Tạm dừng chạy mô phỏng: Click nút Pause.
CHƢƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ PHẦN MỀM THIẾT KẾ MẠCH IN REALPCB VERSION 2.0
1. GIỚI THIỆU CHUNG
RealPCB Version 2.0 là phần mềm vẽ mạch in đƣợc tích hợp trong phần mềm thiết kế mô phỏng vật lý Crocodile Technology 610. Phần mềm cho phép ngƣời sử dụng tự thiết kế mạch in một cách đơn giản, đƣờng mạch in đẹp, tiện lợi cho việc thiết kế các mạch điện tử đơn giản, thích hợp với ngƣời không chuyên điện tử.
2. TIẾN HÀNG VẼ MẠCH IN
Sau khi có trong mạch nguyên lý của một mạch điện tử, ta sẽ tiến hành vẽ mạch in để thiết kế mạch đồng thực tế theo các bƣớc:
2.1. Khởi động Real PCB version 2.0
RealPCB đƣợc cài đặt gián tiếp qua phần mềm Crocodile Technology 610.
Vì thế, để khởi động RealPCB, chúng ta phải vào thƣ mục cài đặt gốc của Crocodile Technology đã cài đặt.
Nếu cài đặt theo mặc định, ta có đƣờng dẫn đến thƣ mục chứa chƣơng trình Real PCB tại thƣ mục chính nhƣ sau: C:\Program Files\Crocodile Clips\ Crocodile Technology 610\ real PCB\ nhấp đúp vào realPCB.exe , để dễ dàng truy cập vào chƣơng trình cho những lần sử dụng sau, ta có thể tạo shortcut (lối dẫn tắt) cho chƣơng trình bằng cách nhấp phải chuột vào biểu tƣợng tại thƣ mục cài đặt > Send to > Desktop (create shortcut). Lúc này trên màn hình sẽ xuất hiện biểu tƣợng:
Sau khi chạy, chƣơng trình có giao diện nhƣ sau:
2.2. Tạo một Design mới
Chƣơng trình tự tạo sẵn một trang Design mới (không gian làm việc) khi ta khởi động. Khi đang làm việc với trang Design này, mà ta muốn tạo một trang design mới khác, ta chọn một trong hai cách sau:
Cách 1: Vào File > New
Cách 2: Dùng tổ hợp phím Ctrl+N.
Cách 3: Nhấp vào biểu tƣợng New trên thanh công cụ.
2.3. Các menu lệnh cần chú ý2.3.1. Menu Settings 2.3.1. Menu Settings
Menu này giúp ta cài đặt lƣới và đơn vị sử dụng trong không gian thiết kế.
Hình 4.2: Cửa sổ làm việc của realPCB.
Hình 4.3: Menu Settings.
Xem mạch in chân linh kiện
Thanh công cụ Chọn nhóm linh kiện Chọn linh kiện
Grids: Điều chỉnh độ dịch chuyển của các đối tƣợng làm việc trong lúc thiết kế ở thẻ Working Grids, đồng thời cho ẩn/hiện và điều chỉnh kích thƣớc lƣới hiển thị trên màn hình (thẻ Screen Grid), giúp ta đặt linh kiện chính xác.
Units: Cho phép chỉnh đơn vị và độ chính xác sử dụng trong toàn Design.
2.3.2. Menu File > Print setup
Tại menu này, ta có thể xuất mạch in sang dạng file ảnh để hỗ trợ cho việc in trên giấy ảnh khi máy tính không cài đặt phần mềm Crocodile. Ta chọn Microsoft Office Document Image Writer:
Hình 4.4: Lớp Working Grid và Lớp Screen. Grid
Ngoài ra, ta còn có thể chỉnh các tùy chọn cho việc in tại menu này nhƣ: hƣớng in (Orientation), kích thƣớc giấy (Paper Size), các tùy chọn cho máy in tại Properties,…
Trƣờng hợp máy có cài đặt phần mềm Crocodile, ta chỉ việc chọn máy in tại Name, chọn khổ giấy (Paper Size) sau đó nhấn OK.
2.3.3. Menu File > Print
Để in chính xác chân linh kiện, cần chọn lại tỉ lệ khi in là 100%. Check chọn Bottom Copper và [Board Outline].
Nếu máy tính dùng in có cài đặt phần mềm Crocodile thì ta chỉ việc nhấn OK thì máy sẽ tự in ra.
Nếu ta chọn xuất file ảnh nhƣ trên thì khi nhấn OK thì cửa sổ Save As xuất hiện, ta chọn nơi lƣu file ảnh, file ảnh có đuôi .mdi, dùng file này đến cơ sở in để in.
Hình 4.6: Cửa sổ Print. Setup
Hình 4.8: Cửa sổ Save As lưu mạch in.
2.4. Các đối tƣợng làm việc
Cần chú ý một số đối tƣợng nằm trên thanh công cụ:
Đối tƣợng Chức năng
Hiển thị lại trỏ chuột Chọn linh kiện Thêm nút đệm Thêm đƣờng đồng nối mạch Thêm nút nối tắt Thêm kí tự chú thích Thêm kí tự bằng đồng Đổ đồng Chỉ lấy đƣờng mạch đồng Ẩn/hiện ô lƣới Chọn chế độ hiển thị Design Bảng 2.1: Các đối tượng
2.5 Lấy mạch in của linh kiện
Cách 1: Thả chọn trực tiếp tại cột bên phải giao diện. Chọn nhóm linh kiện (Component Library) > chọn linh kiện (Components) > xem chân linh kiện trên datasheet (Schematic Symbol View) > xem chân mạch in của linh kiện (PCB Footprint Preview)
Sau đó, dùng chuột kéo linh kiện từ tên hiển thị trong Components hoặc từ khung PCB Footprint Preview ra, linh kiện sẽ dính vào trỏ chuột:
Thả chuột để đặt linh kiện tại vị trí thích hợp.
Cách 2: Chọn biểu tƣợng , sau đó chọn nhóm linh kiện (Component Library) > chọn linh kiện (Components) > xem chân linh kiện trên datasheet (Schematic Symbol Preview) > xem chân mạch in của linh kiện (PCB Footprint Preview)
Hình 4.9: Chọn mạch in của linh. kiện
Nhấn Add để chọn linh kiện, lúc này linh kiện sẽ dính theo trỏ chuột, nhấp chuột trái để đặt linh kiện, có thể đặt nhiều linh kiện bằng nhiều lần nhấp chuột. Muốn dừng việc đặt, nhấn phím ESC.
2.5.1. Nối linh kiện
Nhấp vào công cụ trên thanh công cụ, nhấp chuột để nối chân linh kiện lại với nhau:
Hình 4.11: Chọn chân mạch in linh. kiện
Hình 4.12: Lấy mạch in. linh. kiện
2.5.2. Hƣớng dẫn vẽ một mạch in cụ thể
Hƣớng dẫn vẽ một mạch in cụ thể: Mạch còi cảnh sát. Sơ đồ mạch nguyên lý:
Lấy linh kiện: Nhấp vào biểu tƣợng và chọn nhƣ hình, chọn thƣ viện chứa linh kiện tại Components Library > chọn linh kiện tại Components > Add:
Hình 4.15: Lấy điện. trở
Sau khi lấy linh kiện xong, trên không gian thiết kế xuất hiện:
Ta thấy các linh kiện còn ngổn ngang, để di chuyển chúng, nhấp vào linh kiện (Place), rê đến vị trí cần đặt rồi nhả chuột, có thể xoay linh kiện (Rotate One Step), nhân đôi linh kiện (Duplicate), thay đổi thuộc tính (Properties) của linh kiện bằng cách nhấp chuột phải vào linh kiện, một menu hiện ra.
Khi chọn Properties, một cửa sổ Properties - Component hiện ra.
Thay đổi hoặc hiển thị tên linh kiện, thay đổi vị trí linh kiện tại thẻ Component hoặc chọn giá trị linh kiện tại thẻ Component Value:
Hình 4.16: Sau khi lấy mạch in linh kiện xong.
Hình 4.18: Thay đổi hoặc hiển thị tên linh kiện.
Bây giờ ta sẽ tiến hành nối dây (dùng ) giữa các linh kiện, dựa vào sơ đồ nguyên lý và datasheet của từng linh kiện, ta tiến hành nối dây mạch in cho đúng sơ đồ nguyên lý.
Sau khi nối xong, ta đƣợc:
Nhƣng chúng ta không thể dùng mạch in này để làm mạch đồng đƣợc, chúng ta phải chuyển về mạch in trắng đen bằng phƣơng pháp xuất mạch in nhƣ trên:
Lƣu mạch in, chọn biểu tƣợng , xuất hiện cửa sổ Save As:
Hình 4.21: Cửa sổ Save As lưu bản vẽ mạch in.
CHƢƠNG 3: LINH KIỆN CƠ BẢN TRONG MẠCH
1. TỤ ĐIỆN
1.1. Khái quát về tụ điện
Tụ điện là một linh kiện điện tử thụ động tạo bởi hai bề mặt dẫn điện đƣợc ngăn cách bởi điện môi. Khi có chênh lệch điện thế tại hai bề mặt, tại các bề mặt sẽ xuất hiện điện tích cùng độ lớn, nhƣng trái dấu.
Sự tích tụ của điện tích trên hai bề mặt tạo ra khả năng tích trữ năng lƣợng điện trƣờng của tụ điện. Khi chênh lệch điện thế trên hai bề mặt là điện thế xoay chiều, sự tích luỹ điện tích bị chậm pha so với điện áp, tạo nên trở kháng của tụ điện trong mạch điện xoay chiều.
Về mặt lƣu trữ năng lƣợng, tụ điện có phần giống với ắc quy. Mặc dù cách hoạt động của chúng thì hoàn toàn khác nhau, nhƣng chúng đều cùng lƣu trữ năng lƣợng điện. Ắc quy có hai cực, bên trong xảy ra phản ứng hóa học để tạo ra electron ở cực này và chuyển electron sang cực còn lại. Tụ điện thì đơn giản hơn, nó không thể tạo ra electron - nó chỉ lƣu trữ chúng. Tụ điện có khả năng nạp và xả rất nhanh. Đây là một ƣu thế của nó so với ắc quy.
1.2. Tính chất tụ điện
1.2.1. Điện dung và đơn vị của tụ điện
Điện dung là đại lƣợng vật lý nói lên khả năng tích điện giữa hai bản cực của tụ điện, điện dung của tụ điện phụ thuộc vào diện tích bản cực, vật liệu làm chất điện môi và khoảng cách giữ hai bản cực theo công thức:
d S C0
Trong đó:
C: điện dung tụ điện, đơn vị là Fara [F]. ε: hằng số điện môi của lớp cách điện. ε0: hằng số điện thẩm.
d: chiều dày của lớp cách điện. S: diện tích bản cực của tụ điện.
Đơn vị của đại lƣợng điện dung là Fara (F). Trong thực tế đơn vị Fara là trị số rất lớn, do đó thƣờng dùng các đơn vị đo nhỏ hơn nhƣ micro Fara (1µF=10−6F), nano Fara (1nF=10−9F), pico Fara (1pF=10−12F).
1.2.2. Điện thế
Tụ điện trong các mạch thông thƣờng có thông số điện áp: 5V, 10V, 12V, 16V, 24V, 25V, 35V, 42V, 47V, 56V, 100V, 110V, 160V, 180V, 250V, 280V, 300V, 400V…
1.3. Các loại tụ điện
1.3.1. Tụ điện phân cực
Tụ điện phân cực (có cực xác định) hoặc theo cấu tạo còn gọi là tụ hóa. Thƣờng trên tụ quy ƣớc cực âm phân biệt bằng một vạch màu sáng dọc theo thân tụ, khi tụ mới chƣa cắt chân thì chân dài hơn sẽ là cực dƣơng. Khi đấu nối phải đúng cực âm - dƣơng. Trị số của tụ phân cực vào khoảng 0,47μF – vài ngàn μF, thƣờng sử dụng trong các mạch hoạt động với tần số
thấp, dùng lọc nguồn. Hình 5.1: Tụ hóa.
1.3.2. Tụ điện không phân cực
Tụ điện không phân cực (không xác định cực dƣơng âm), theo cấu tạo có thể là tụ giấy, tụ gốm, hoặc tụ mica. Tụ xoay chiều thƣờng có trị số điện dung nhỏ hơn 0,47μF và thƣờng đƣợc sử dụng trong các mạch điện tần số cao hoặc mạch lọc nhiễu.
Hình 5.2: Một số loại tụ.
2. ĐIỆN TRỞ
2.1. Hình dáng và ký hiệu
Trong thiết bị điện tử điện trở là một linh kiện quan trọng, chúng đƣợc làm từ hợp chất cacbon và kim loại tuỳ theo tỷ lệ pha trộn mà ngƣời ta tạo ra đƣợc các loại điện trở có trị số khác nhau.
Hình dạng của điện trở trong thiết bị điện tử.
Hình 5.3: Điện trở.
Ký hiệu của điện trở trên các sơ đồ nguyên lý.
2.2. Đơn vị của điện trở và cách ghi trị số của điện trở
Đơn vị điện trở là Ω (Ohm), KΩ, MΩ,…(1KΩ = 1000 Ω, 1MΩ = 1000 KΩ = 1000.000 Ω).
Các điện trở có kích thƣớc nhỏ đƣợc ghi trị số bằng các vạch màu theo một quy ƣớc chung của thế giới (Hình 2.4) các điện trở có kích thƣớc lớn hơn từ 2W trở lên