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

Giáo trình Vẽ, thiết kế, chế tạo mạch in cung cấp cho người học những kiến thức như: Hướng dẫn cài đặt sử dụng phần mềm Protues; Cài đặt phần mềm Altium Designer; Vẽ mạch bằng phần mềm Altium Designer; Tạo thư viện trong Altium; Chế tạo mạch in. Mời các bạn cùng tham khảo!

TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ ĐỒNG THÁP

KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

GIÁO TRÌNH MÔN 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

của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng nghề Đồng Tháp)

Đồng Tháp, năm 2018

TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN

Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo

Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm

LỜI GIỚI THIỆU

Để thực hiện biên soạn giáo trình đào tạo nghề Công nghệ kỹ thuật điện điện tử

ở trình độ Cao Đẳng Nghề giáo trình Thiết kế mạch in là một trong những giáo trình môn học đào tạo chuyên ngành được biên soạn theo nội dung chương trình khung được

Bộ Lao động Thương binh Xã hội và Tổng cục Dạy Nghề phê duyệt Nội dung biên soạn ngắn gọn dễ hiểu tích hợp kiến thức và kỹ năng chặt chẽ với nhau, logíc

Khi biên soạn tác giả đã cố gắng cập nhật những kiến thức mới có liên quan đến nội dung chương trình đào tạo và phù hợp với mục tiêu đào tạo nội dung lý thuyết

và thực hành được biên soạn gắn với nhu cầu thực tế trong sản xuất đồng thời có tính thực tiển cao Nội dung giáo trình được biên soạn với dung lượng thời gian đào tạo 90 giờ 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 bằng phần mềm Altium Designer

Bài MĐ18-4: Tạo thư viện trong Altium

Bài MĐ18-5: Chế tạo mạch in

Trong quá trình sử dụng giáo trình tuỳ theo yêu cầu cũng như khoa học và công nghệ phát triển có thể điều chỉnh thời gian và bổ sung những kiên thức mới cho phù hợp Trong giáo trình chúng tôi có đề ra nội dung thực tập của từng bài để người học cũng cố và áp dụng kiến thức phù hợp với kỹ năng Tuy nhiên tùy theo điều kiện cơ sở vật chất và trang thiết bị các trường có thề

sử dụng cho phù hợp Mặc dù đã cố gắng tổ chức biên soạn để đáp ứng được mục tiêu đào tạo nhưng không tránh được những khiếm khuyết Rất mong nhận được đóng góp

ý kiến của các thầy cô giáo bạn đọc để tác giả sẽ hiệu chỉnh hoàn thiện hơn

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 6

1 Giới thiệu khái quát phần mềm protues 6

2 Hướng dẫn cài đặt phần mềm Protues 6

3 Hướng dẫn sử dụng phần mềm Protues

BÀI 2: CÀI ĐẶT ALTIUM DESIGNER 3

1 Cài đặt 11

2 Kích hoạt phần mềm AltiumDesigner 16 14

BÀI 3: THIẾT KẾ MẠCH VỚI ALTIUM DESIGNER 15

1 Add thư viện cho AltiumDesigner 15

2 Tạo Project thiết kế mạch 16

3 Vẽ sơ đồ nguyên lý 18

4 Thiết kế mạch in PCB 24

4.1 Update nguyên lý sang PCB 25

4.2 Đặt luật đi dây 28

4.3 Đi dây (Routing) 30

5 Đặt lại hình dạng board mạch (cắt board) 31

6 Phủ đồng (Polygon Pour) 32

7 Coppy mạch in ra nhiều bản (ghép bo mạch) 33

8 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 bằng máy 66

9 Xuất danh sách linh kiện Error! Bookmark not defined BÀI 4: TẠO THƯ VIỆN TRONG ALTIUM DESIGNER 34

1 Tạo thư viện nguyên lý 34

2 Tạo thư viện chân linh kiện (Footprint) 37

3 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 nay việc sử dụng máy tính để thiết kế các mạch điện là rất phổ biến nó giúp cho công việc nhanh chóng hơn và độ chính xác là rất cao; hơn nữa chúng ta có thể chỉnh sửa đến khi mạch điện tối ưu trước khi làm mạch chính thức Chính vì vậy trong Bài 1 này chúng ta bắt đầu cài đặt phần mềm thiết kế mạch điện dùng Protues

Mục tiêu:

- Kiến thức: Cài đặt và chèn thư viện vào phần mềm Protues đúng yêu cầu kỹ thuật

- Kỹ năng: Vẽ sơ đồ nguyên lý và mô phỏng được mạch điện theo đúng yêu cầu

- Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Biết vận dụng kiến thức vẽ và mô phỏng các mạch điện thực tế

Nội dung chính:

1 Giới thiệu khái quát phần mềm protues

Phần mềm Proteus là công cụ mô phỏng hoạt động của mạch điện tử nó cho phép mô phỏng hoạt động của hầu hết các linh kiện điện tử mạch điện tử thông thường đặc biệt có thể hổ trợ mô phỏng cho các MCU như: PIC 8051 AVR …

Phần mềm Proteus là phần mềm mô phỏng mạch điện tử của Lancenter Electronic gồm 2 phần: ISIS cho phép mô phỏng mạch và ARES dùng để vẽ mạch

Bước 3: Chọn Use a locally installed lincense key > Next

Bước 4: Nhấn chọn Next

Bước 5: Nhấn chọn Browse For Key File > đi đến thư mục Licence trong 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 và 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 ra chờ trong vài phút…

Bước 14: Nhấn chọn Close

Bước 2: Lấy linh kiện từ thanh công cụ nhấp chọn vào Component Mode chọn

tiếp Pick from Libraries cửa sổPick Devices hiện ra

tại Key words gõ "AT89" để lấy IC AT89C51 (khi mô phỏng thì IC 89C51/52 và

89S51/52 là như nhau) ChọnAT89C51 và nhấp đúp để lấy linh kiện ra ngoài

Tiếp theo lấy thạch anh làm tương tự trong ô Key words gõ "Crystal" chọn Crystal,

nhấp đúp để lấy linh kiện

Với LED trong Key words gõ LED, kéo xuống dưới chọn LED - YELLOW để dễ

quan sát lấy trở tụ cũng tương tự như vậy

Sau khi hoàn tất lấy linh kiện các linh kiện đã được chọn sẽ nằm bên trái vùng làm việc để đưa linh kiện ra ngoài vùng làm việc ta nhấp vào linh kiện đó rồi đưa chuột ra vùng làm việc nhấp trái chuột linh kiện đó sẽ xuất hiện khi hoàn thành ta đc một vùng làm việc với các linh kiện

Tiếp theo tiến hành lấy nguồn đất Từ thanh công cụ ta chọn Terminal Mode tại cửa

sổ nhỏ bên trái vùng làm việc ta chọn GROUND (GND) hoặc POWER (VCC)

Bước 3: Di chuyển và nối dây linh kiện Để di chuyển ta nhấp phải chuột một lần vào

linh kiện đó nó sẽ sáng lên tiếp đến nhấp trái chuột giữ và kéo rê chuột qua chỗ cần

di chuyển tới rồi thả chuột Nếu không muốn chọn linh kiện đó ta nhấp phải chuột 2 lần lên linh kiện hoặc nhấn phải chuột và nhấn phím Delete trên bàn phím

Để xoay linh kiện ta nhấp phải chuột vào linh kiện đó rồi chọn một trong các mục để

xoay linh kiện

Sau khi hoàn thành việc sắp xếp linh kiện ta tiến hành việc nối dây để nối dây hãy di chuyển con trỏ chuột đến chân linh kiện thứ nhất một ô vuông màu đỏ bằng nét đứt xuất hiện tại đầu chân linh kiện Nhấn giữ chuột và di chuyển chuột tới chân linh kiện thứ 2 sao cho tại đầu chân linh kiện này cũng xuất hiện một ô vuông thả chuột ra thì một dây nối được tự động kết nối và sắp xếp đường đi của dây nối Nếu nối dây bị sai

ta nhấp phải chuột hai lần vào dây đó để xóa bỏ

Bước 4: Nạp chương trình vào vi điều khiển và chạy mô phỏng:

Sau khi hoàn thành việc nối dây ta được một mạch điện hoàn chỉnh:

Để tiến hành mô phỏng ta phải nạp chương trình vào vi điều khiển nhấp phải chuột

vào IC AT89S52 rồi nhấp trái chuột cửa sổ Edit Component hiện ra:

Component Reference (tham chiếu linh kiện) mỗi linh kiện lấy ra ngoài vùng làm

việc ngoài tên chính thức của linh kiện (VD: AT89S52) chương trình còn đặt thêm một tên khác để quản lý tên này bắt đầu từ U1 rồi tới U2 U3

Component Value là tên linh kiện

Clock Frequency là tần số bộ tạo dao động cho IC nó ảnh hưởng tới tốc độ xử lý dữ

liệu của vi điều khiển ở đây mặc định là 12MHz bạn có thể thay đổi giá trị này nhưng cần phải tính toán

PCB Package hình dáng chân linh kiện liên quan tới việc vẽ mạch in

Program File chứa tên chương trình cần chạy mô phỏng chương trình này phải ở

dạng file HEX ở mục này bạn cầncấu hình đường dẫn đến file HEX đấy Hình:

Trở về màn hình chính của chương trình ISIS và thực hiện mô phỏng bằng cách chuột trái vào các biểu tượng dưới góc trái màn hình

Trong phần này tác giả trình bày các bước cài đặt phần mềm Altium Designer gồm các nội dung cụ thể:

- Giới thiệu phần mềm Altium Designer

- Hướng dẫn cài đặt phần mềm Altium Designer

- Hướng dẫn sử dụng phần mềm Altium Designer

MỤC TIÊU

- Kiến thức: Cài đặt được phần mềm Altium đúng yêu cầu kỹ thuật

- Kỹ năng: Biết Crack và chèn thư viện vào phần mềm

- Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Biết vận dụng kiến thức vẽ các mạch điện trong thực tế theo yêu cầu

NỘI DUNG CHÍNH

1 Giới thiệu phần mềm Altium

Phần mềm Altium Designer được phát triển từ phần mềm Protel của hãng Altium

Đây là một phần mềm thiết kế điện tử đồng nhất tích hợp cả thiết kế nguyên lý, thiết

kế mạch in PCB mô phỏng 3D lập trình hệ thống nhúng và FPGA… Bộ thư viện của phần mềm được Altium bổ sung khá đầy đủ của các hãng nổi tiếng như TI, ST, Microchip …

Các điểm đặc trưng của Altium Designer :

 Giao diện thiết kế quản lý và chỉnh sửa thân thiện dễ dàng biên dịch quản lý file, quản lý phiên bản cho các tài liệu thiết kế

 Hỗ trợ mạnh mẽ cho việc thiết kế tự động đi dây tự động theo thuật toán tối ưu phân tích lắp ráp linh kiện Hỗ trợ việc tìm các giải pháp thiết kế hoặc chỉnh sửa mạch linh kiện netlist có sẵn từ trước theo các tham số mới

 Mở xem và in các file thiết kế mạch dễ dàng với đầy đủ các thông tin linh kiện netlist, dữ liệu bản vẽ kích thước số lượng…

 Hệ thống các thư viện linh kiện phong phú, chi tiết và hoàn chỉnh bao gồm tất

cả các linh kiện nhúng, số tương tự…

 Đặt và sửa đối tượng trên các lớp cơ khí, định nghĩa các luật thiết kế, tùy chỉnh các lớp mạch in, chuyển từ schematic sang PCB, đặt vị trí linh kiện trên PCB

 Mô phỏng mạch PCB 3D, đem lại hình ảnh mạch điện trung thực trong không gian 3 chiều hỗ trợ MCAD-ECAD, liên kết trực tiếp với mô hình STEP, kiểm tra khoảng cách cách điện cấu hình cho cả 2D và 3D

 Hỗ trợ thiết kế PCB sang FPGA và ngược lại

 Có thể thấy rằng Altium Designer có nhiều điểm mạnh so với các phần mềm khác như đặt luật thiết kế quản lý dự án dễ dàng giao diện thân thiện dễ sử dụng…

2 Hướng dẫn cài đặt phần mềm Altium Designer

- Bước 1: Mở thư mục chứa phần mềm tiến hành (giải nén file nếu có) chạy file

“AltiumDesignerSetup” để bắt đầu quá trình cài đặt

- Bước 2: Màn hình xuất hiện thông báo chọn “ Yes” Sau đó nhấn “ Next”

- Bước 3,4 : Tích vào chọn “I accept the agreement” → tiếp tục nhấn “Next”

→ “Next”

-

- Bước 5,6 : Chọn thư mục cài đặt → “Next” → “Next”

- Bước 7: Đợi quá trình cài đặt hoàn tất

Sau khi quá trình cài đặt hoàn tất chọn “ Run AltiumDesigned” → “Finish”

3 Hướng dẫn sử dụng phần mềm AltiumDesigner 16

- Bước 1: Click vào “ Add standalone license file”

- Bước 2: Chọn đường dẫn đến thư mục chứa phần mềm cài đặt ban đầu vào thư mục License  NB201601.alf

→ “Open”

Như vậy là đã hoàn thành quá trình cài đặt phần mềm AltiumDesigner 16

Bài 3: VẼ MẠCH VỚI ALTIUM DESIGNER

Mã bài: MĐ18-03 GIỚI THIỆU:

Trong phần này tác giả trình bày cách vẽ thiết kế mạch trên nền phần mêm Altium gồm các nôi dung:

- Add thư viện vào phần mềm Altium Designer

- Tạo Project thiết kế mạch

- Kỹ Năng:Tìm và chèn thêm được thư viện vào phần mềm Vẽ được sơ đồ nguyên lý của mạch điện thành thạo

- Năng lực tự chủ và trách nhiệm:Biết vận dụng kiến thức vẽ các mạch điện trong thực tế theo yêu cầu

NỘI DUNG CHÍNH:

1 Add thư viện cho AltiumDesigner

Mặc định Altium có 2 thư viện cơ bản làm Miscellaneous Devices và

Miscellaneous Connectors Để thuận tiện trong vẽ và thiết kế mạch in ta cần tiến

hành add thêm thư viện cho Altium

Khởi động chương trình từ Shortcut trên destop màn hình nền hoặc vào Start 

Altium  Altium Designer Khi đó cửa sổ làm việc có dạng như sau:

Click vào

Libraries 

Libraries 

Install  Install from file → chọn

đường dẫn đến file

thư viện Altium  Open, kết thúc

(Thư viện có thể tải thêm trên mạng như Library, syhaunguyen…để có nguồn linh

kiện đầy đủ hơn phuc vụ cho việc thiết kế)

2 Tạo Project thiết kế mạch

Từ giao diện ban đầu chọn File  New  Project  PCB Project Hoặc bằng các phím tắt: F N J

Tại mục Name ta sẽ đặt tên bản thiết kế Location vị trí lưu bản thiết kế Sau đó nhấn OK

Project vừa tạo ra được đặt tên là Example.PrjPCB xuất hiện trong tab Project

bên trong chưa có file vẽ thiết kế nào

Việc tiếp theo là add 2 file chính là Schematic và PCB cần thiết cho việc thiết kế

mạch bằng cách: Click chuột phải vào file Project  Add New to Project  chọn:

 Schematic file vẽ mạch nguyên lý cho bản thiết kế

 PCB file vẽ mạch in cho thiết kế

 Tab Project là nơi quản lý các Project và các file được tạo mới hoặc mở ra trong

Tab Project

*.SchDoc : định dạng file cho sơ đồ nguyên lý (Schematic)

*.PcbDoc : định dạng file cho mach in PCB

*.SchLib : thư viện nguyên lý

*.PcbLib : thư viện chân linh kiện (footprint)

đổi Lưu lại bản vẽ bằng cách: Cl ck p ả vào “Sheet1.SchDoc” chọn Save đặt tên

mới cho bản vẽ tại mục File name và nhấn Save để lưu lại

Môi trường làm việc của Altium trong chế độ vẽ file nguyên lý có thêm các menu mới:

 Project cho phép kiểm tra thiết kế di chuyển gỡ bỏ các file trong nó

 Place lấy các kết nối trong thiết kế Wire, Bus, Bus Entry, Part …

 Designer gồm các chức năng như mở thư viện thêm xóa thư viện tạo thư viện từ file mạch nguyên lý đang mở Đặc biệt ở đây có Document Options cho

phép cài đặt khổ giấy bản vẽ nguyên lý chọn các ô lưới hiển thị trong bản vẽ để ước lượng căn khoảng cách các linh kiện

Ví dụ: Thiết kế mạch in cho nguồn đối xứng ± 12V sơ đồ nguyên lý như sau:

Trước khi lấy linh kiện từ thư viện Altium ta cần phân tích mạch nguyên lý trên gồm:

STT Tên linh kiện Số lượng

sổ Libraries xuất hiện để lấy điện trở ta gõ Res vào khung tên linh kiện Hình dáng

linh kiện trong sơ đồ nguyên lý và chân cắm (footprint) sẽ xuất hiện bên dưới

Sau khi chọn được linh kiện cần tìm thì ấn nút Place… ở góc trên bên phải rồi nhấn phím Tab để thiết lập giá trị linh kiện Hộp thoại Properties for Schematic … chứa

các thông số tùy chọn về linh kiện

Nhấn Place …

để lấy linh kiện

Cửa sổ chọn thư viện

Điền tên

linh kiện

cần tìm

Cửa sổ hiển thị hình dạng 3D chân cắm của linh kiện

Điền giá trị linh kiện ( Vd:1K )

Sau khi điền giá trị linh kiện ta nhấn OK Cuối cùng là click chuột ra bản vẽ để đặt

linh kiện như hình

Các linh kiện còn lại ở trên tìm kiếm tương tự

 Để có thể xem hình dáng chân cắm (footprint) của linh kiện ta di chuyển trỏ chuột đến biểu tượng trong cửa sổ Libraries bỏ chọn 3D để xem footprint chọn 3D để xem hình dáng mô phỏng thực tế linh kiện Để xem được hình dạng 3D ở các

góc độ khác nhau ta nhấn giữ phím Shift đồng thời đưa chuột đến cửa sổ 3D click giữ

chuột phải và di chuyển chuột

 Trong quá trình tìm kiếm linh kiện ta có thể chuyển đổi giữa các thư viện để chọn được linh kiện phù hợp cho bản thiết kế

Một số tên linh kiện để tìm trong Altium:

 Trở băng (RN)

 Trở thường ( Res hoặc R)

 Cuộn cảm ( L hoặc Induc)

Để xoay linh kiện một góc 90o

nhấn phím Space (dấu cách) Cứ như vậy sắp xếp

theo sơ đồ nguyên lý sao cho hợp lý nhất

Bây giờ ta nối dây các linh kiện vào biểu tượng Place Wire trên thanh công cụ

hoặc phím tắt (P W) để nối chúng lại với nhau

Lấy Mass và nguồn vào biểu tượng trên thanh công cụ hoặc từ menu Place

>> Power Port (phím tắt P O)

Nếu trong quá trình nối dây có nối dây sai thì nhấp trực tiếp vào đoạn dây đó và

nhấn phím Delete trên bàn phím Để xóa bỏ thao tác trước đó nhấn Undo (Ctrl+Z),

Redo (Ctrl+Y) tác dụng ngược lại

Một số thao tác và phím tắt sử dụng khi vẽ mach nguyên lý:

Z A: zoom nhìn toàn bộ bản thiết kế trong màn hình

D O: mở thiết lập trang giấy

D B: lấy linh kiện trong thư viện

G : thay đổi kích thước ô lưới

P W: để đi dây nối chân linh kiện

T N: đổi tên tự động cho linh kiện

Space: xoay linh kiện 90o

Giữ chuột vào linh kiện ấn:

X : xoay linh kiện theo trục X (đối xứng qua trục X)

Y : xoay linh kiện theo trục Y (đối xứng qua trục Y)

Giữ Ctrl rồi lăn chuột để zoom

Nhấn giữ chuột phải và kéo bản vẽ để nhìn các khu vực khác nhau

Dưới đây là bản vẽ sau khi sắp xếp linh kiện và nối dây:

Chú ý linh kiện lúc này có tên ? và bên cạnh có đường gạch ziczắc là do linh kiện

chưa được đặt tên Để đặt tên linh kiện ta có 2 cách:

- Nhấn T N để đặt tên tự động cho linh kiện

- Nhấp đúp vào giá trị đó hộp thoại Parameter Properties xuất hiện ta thay

đổi giá trị mặc định bằng giá trị thích hợp trong khung Value

Cuối cùng ta nhấn Save trên thanh công cụ để lưu lại bản vẽ

Khuyến cáo: Sau mỗi bước quan trọng nên lưu lại bản vẽ phòng trường hợp bị

lỗi hoặc mất điện

X ấ mạc ng yên lý sang PDF a ực n n ư sa

- Vào File >>Smart PDF (phím tắt F M) >> Next ở đây có 2 lựa chọn xuất file Project hoặc file nguyên lý (ta chọn xuất file nguyên lý) tiếp tục nhấn Next >> Next, trong khung Schematics Color Mode chọn Monochrome (xuất bản vẽ đen trắng) nhấn Next >> Finish

4 Thiết kế mạch in PCB

Mở file PCB1.PcbDoc được add ở Project tạo ban đầu tiến hành save lại và đặt tên

mới giống như ở file nguyên lý Giao diện vẽ mạch

in của Altium lúc này có các Menu mới:

Place: trong này có các lựa chọn như Interactive

Routing (đi dây bằng tay) String(viết nhãn) Pad,

Via, Embedded Board Array…(coppy mạch ra

nhiều bản) Polygone Pour(phủ đồng)

Design: trong này cần chú ý đến:

Rules: đặt luật đi dây

Board Shape: định kích thước mạch

Board Option: trong này cho phép thay

đổi đơn vị đo để tiện trong quá trình thiết kế Từ

mil sang mm hoặc ngược lại

Auto Route: trong này là các tùy chọn để

Altium đi dây tự động trong mạch

All: đi toàn bộ board mạch

Net: đi dây theo tên net được chọn

Area: đi dây theo vùng chọn

Compoment: đi những nét liên quan đến linh kiện đó

…

Reports: trong này gồm có:

Board information: thông tin board mạch

như chiều dài chiều rộng số lượng Pad, hold …

Bill of Materials: cho phép liệt kê dang sách

linh kiện số lượng linh kiện để tiện cho việc mua

linh kiện

Phía dưới là các layer (lớp mạch in) của thiết kế

Một PCB sẽ được qui định ra thành nhiều lớp mỗi

lớp có một tên và màu đặt trưng cho lớp đó:

Top Layer: là đường mạch ở lớp trên cùng

Top Overlay: là lớp chữ hiển thị trên cùng của mạch

Bottom Layer: là đường mạch ở lớp cuối cùng

Bottom Overlay: là lớp chữ hiển thị mặt dưới của mạch

Keep-Out Layer: đường giới hạn ngoài cùng của mạch

- Đảm bảo Project và file nguyên lý đã được lưu lại

- Đảm bảo linh kiện có đầy đủ chân cắm footprint

Tại bản vẽ nguyên lý ta có thể xem

lại chân cắm linh kiện bằng cách nhấn

đúp vào linh kiện đó hộp thoại

Properties for Schematic… xuất

hiện tại mục Models ta sẽ thấy kiểu

chân cắm của linh kiện Nếu muốn

thay đổi chân cắm này ta nhấn Edit,

trong cửa sổ PCB Model tại mục PCB

Kiểu chân cắm

1: Nhấn Edit

để chỉnh sửa

Library chọn Any >> sau đó nhấn Browse

Mask điền kiểu chân linh kiện hoặc kéo chọn kiểu chân thích hợp >> sau đó nhấp

6:Nhấn

OK

Trước khi tiến hành Update ta cần kiểm tra lỗi của mạch nguyên lý bằng cách nhấn chuột phải vào Project và chọn Compile…hoặc có thể dùng phím tắt C C tại khung Editor phía dưới bản vẽ nhấn chọn vào mạch nguyên lý khi có lỗi sẽ có thông

báo hiện ra và đánh dấu những chỗ lồi Ngược lại thì không có thông báo gì cả

Lưu ý: Điều này là bắt buộc để có thể tiến

hành update

Bắt đầu tiến hành Update từ giao diện thiết

kế nguyên lý vào Designed >> Update

PCB…(phím tắt D U)

Cửa sổ Engineering Change Order hiện ra sẽ

liệt kê những net linh kiện được add sang PCB tiếp đến ta kéo thanh cuộn

xuống dưới bỏ chọn Add

Room sau đó nhấn chọn Execute Changes Khi đó

Altium sẽ check lần lượt từng oder được liệt kê ở cửa

sổ Update thành công là tất

cả hai cột Check và Done

được đánh dấu tick  xanh Nếu có dấu X đỏ tức là gặp lỗi cần kiểm tra lại nguyên lý Khi có lỗi thông báo sẽ hiển

thị ở cột Massage

Đóng cửa sổ lại nhận thấy các linh kiện đã chuyển sang PCB với hình dạng thực tế

của linh kiện và nó được gọi là các Footprint Các chân linh kiện được gọi là Pad và được nối với nhau bằng nét màu trắng nhỏ gọi là Net mỗi net có một tên được Altium

đặt tự động trong quá trình update từ mạch nguyên lý sang

Chọn Execute Changes

Bỏ tick ở

Add Room

Di chuyển linh kiện và sắp xếp bằng cách: click và giữ chuột vào một linh kiện

sau đó di chuyển đặt vào vị trí trên bo mạch Việc sắp xếp linh kiện là một công việc quan trọng nó ảnh hưởng đến thẩm mỹ chất lượng khả năng hoạt động hiệu quả của mạch

Trong quá trình sắp xếp linh kiện nên dựa vào mạch nguyên lý để giúp cho công tác nối dây đường mạch sau đó được thuận lợi dễ dàng Ta có thể chọn một hoặc một nhóm linh kiện từ mạch nguyên lý để sắp xếp thành một khối bằng cách: nhấn chọn

linh kiện sau đó nhấn T S từ bàn phím; chuyển qua giao diện mạch in ta thấy linh kiện

vừa chọn được bôi đen lúc này chỉ cần kéo và đặt vào vị trí thích hợp trên mạch in

Một số thao tác khi di chuyển và sắp xếp linh kiện:

Z A : để nhìn thấy toàn bộ linh kiện trong bảng thiết kế

G : để thay đổi kích thước ô lưới

Giữ Ctrl + lăn chuột để zoom in/ zoom out

Giữ chuột trái vào linh kiện ấn:

Space để xoay linh kiện 90o

L để lật linh kiện từ bottom lên top hoặc ngược lại

Chọn một lúc nhiều linh kiện rồi ấn:

A L : căn chỉnh các linh kiện thẳng hàng dọc

A T : căn chỉnh các linh kiện thẳng hàng ngang

A H : căn chỉnh các linh kiện cách đều theo hàng ngang

A V : căn chỉnh các linh kiện cách đều theo hàng dọc

4.2 Đặt luật đi dây

Mọi thao tác đi dây phủ đồng dù tự động hay bằng tay đều phải tuân thủ theo một

cài đặt trước Ví dụ như khoảng cách an toàn giữa các đường mạch và pad đường mạch với đường mạch độ rộng đường mạch

Mặc định đơn vị đo trong Altium là mil ấn phím Q để chuyển từ mil sang mm và

ngược lại

Để cài đặt vào Design >> Rules (phím tắt

D R)

Các luật được hiển thị ở dạng cây thư

mục và chia thành nhiều nhóm Cơ bản

cần chú ý đến nhóm Electrical và

Routing Các luật cần cài đặt cơ bản là:

Clearance, With, Layer, Via

- Cài đặt Clearance nó là khoảng cách an

toàn giữa các chi tiết trong mạch nằm trong

mục Electrical Mặc định Clearance là 10mil

(0.254mm) click vào để thay đổi thành giá trị

mong muốn Ví dụ trong mạch nguồn ở trên

chọn clerance =1mm

Cài đặt With qui định độ rộng đường mạch cho phép cài đặt ba giá trị min

-preferred - max Click vào giá trị để thay đổi phù hợp với yêu cầu thiết kế

Cài đặt

Routing Layer chọn lớp đi dây Altium mặc định sẽ cho phép

đi dây trên hai lớp top (lớp trên) và bottom (lớp

dưới) Tick vào lớp cần chọn để đi dây ( chú ý khi làm mạch ủi thủ công nên bỏ chọn lớp Top)

Khi vẽ mạch nhiều lớp cần sử dụng thêm các Via Via có tính

chất như một pad dùng trong trường hợp nối các dây từ các lớp với nhau trong PCB Nhấn chọn vào giá trị để thay đổi phù hợp với thiết kế

4.3 Đi dây (Routing)

Để kết nối các Pad (chân linh kiện) với nhau trong PCB Có hai phương pháp đi dây: đi dây thủ công và đi dây tự động

A Đi dây thủ công

Sử dụng Interactively Routing Connection biểu tượng trên thanh công cụ

(phím tắt P T) lúc này trỏ chuột chuyển sang hình chữ thập Di chuyển đến một Pad

bất kỳ rồi click sau đó kéo để tạo thành đường mạch Khi đang vẽ mạch click chuột một lần để tạo đoạn gấp khúc hoặc thay đổi hướng đi của đường mạch

Một số phím tắt, thao tác khi vẽ mạch in:

P T để vẽ mạch bằng tay

Shift R : thay đổi các chế độ đi dây (cắt không cho cắt đẩy dây)

Khi đang đi dây nhấn 2 để đặt Via sau đó nhấn L để chuyển lớp đi dây

Khi đang đi dây nhấn 3 để thay đổi ba mức độ rộng đường mạch cài trong Rules Khi đang đi dây nhấn Shift+Space để chọn kiểu góc gấp của đường dây (cong

vuông, 450 tự do)

T D R: kiểm tra lại tất cả các kết nối đường dây sau khi hoàn thành đi dây

P S: dùng để viết chữ lên bản vẽ

Dưới đây là mạch nguồn sau khi hoàn thành đi dây

Tạo jump để kết nối đường mạch : cần phải cài đặt Rules cho phép vẽ mạch ở cả

top và bottom Ví dụ trong trường hợp đang đi dây gặp một đường mạch khác chắn

ngang ta chỉ cần nhấn 2 để tạo một Via sau đó nhấn L để chuyển lớp >> vẽ qua đường mạch chắn ngang >> nhấn 2 để đặt tiếp một Via L để chuyển lớp >> tiến hành vẽ sang

Pad cần nối đến như hình vẽ

B Đi dây tự động

Trước khi tiến hành đi dây tự động cần phải đặt luật Rules để Altium thực hiện theo

luật đó (xem lại đặt luật đi dây)

Vào Auto Route >> All trong cửa

sổ Situs Routing Strategies nhấn

Route All (phím tắt A A) Altium sẽ

tự động đi dây theo luật đặt ra có thể

5 Đặt lại hình dạng board mạch (cắt board)

Một board mạch mặc định khi mới tạo trong Altium có kích thước 6000mil x 4000 mil (152.4mm x 101.6mm) Trong thiết kế không phải sản phẩm nào cũng có kích thước và kiểu dáng như thế mà cần có kích thước chính xác để đưa vào vỏ hộp gia cố bằng ốc vít kết nối với board khác…

Để định lại kích thước board mạch ở đây ta có thể thực hiện một trong hai cách sau:

Cách 1: Yêu cầu độ chính xác tương đối dễ thực hiện

- Bước 1: Vào View >> Board Planning Mode (hoặc nhấn 1)

- Bước 2: Vào Design và chọn:

 Redefine Board Shape: cho

phép vẽ lại hình dạng của board theo ý mình

 Edit Board Shape: chỉnh sửa

board theo một đường được chọn (thường sử dụng)

 Move Board Shape: di chuyển

khối hình dạng của board

 Move Board: di chuyển toàn

bộ board mạch

- Bước 3: Nhấn 2 để trở về chế độ 2D; vào Design >> Board Shape>> Create

Primitives From… (hoặc D S P), width khoảng 0.5mm Layer : Keep-out Layer Để tạo đường giới hạn ngoài cùng của bo mạch

Cách 2: Cách này có độ chính xác cao nhưng khi thực hiện tương đối phức tạp mất nhiều thời gian và có cài đặt phần mềm AutoCAD

- Bước 1: Sử dụng AutoCAD để vẽ đường bao kín của bo mạch cần thi công sau

đó lưu bản vẽ dưới định dạng DXF (tham khảo cách sử dụng AutoCAD trên

Internet chỉ cần một vài lệnh cơ bản là đủ )

- Bước 2: Mở file PCB Altium của bạn lên nhấn File trên thanh menu và chọn

Import >> DXF/DWG sau đó tìm đến file DXF đã có Một bản tùy chọn xuất

hiện trong này cho phép chọn đơn vị layer tỉ lệ… để bắt đầu Import Bên

AutoCAD vẽ kích thước chính xác và đơn vị là mm nên ta chọn Scale: mm

- Bước 3: Sau khi import ta quét chọn toàn bộ đường bao và nhấn D S D (hoặc vào

menu Design>> Board Shape >>

Define from selected objects)

6 Phủ đồng (Polygon Pour)

Lưu ý: khi thiết kế mạch in để ủi

thủ công thì không nên phủ đồng board mạch nếu không khi làm mạch sẽ dễ bị

rổ

Sau khi đã hoàn thiện việc nối các Pad các net đã được nối hết cần chuyển sang phủ đồng khi cần thiết

Vào Place >> Polygon Pour (phím tắt P G) lúc này cửa sổ Polygon

Lớp được phủ đồng

Net được kết nối

thuộc tính của phủ đồng như: kiểu dáng của lớp phủ (mảng hoặc lưới) Net kết nối với

lớp phủ và lớp phủ Layer… Nhấn OK tại cửa sổ lúc này trỏ chuột cho phép vẽ chọn

khoanh vùng để phủ đồng

Mạch in sau khi được phủ đồng

7 Coppy mạch in ra nhiều bản (ghép

bo mạch)

Coppy hay ghép bo mạch nhằm mục đích tiết kiệm giấy khi tiến hành in ấn hoặc ghép các bo khác lại với nhau để tạo thành một sản phẩm thiết kế

Để coppy mạch trước hết ta cần biết được kích thước tổng thể của bo mạch Vào

Reports >> Board Information…(phím tắt R B)

Sau khi biết được kích thước bo mạch ta vào Project đang thiết kế Add thêm file

PCB mới rồi tiến hành save lại

Board Array/Panelize

Xuất hiện hộp thoại ta điền kích

thước bo vừa xem ở trên khoảng cách

cho cột – hàng ; tại PCB Document:

chọn đường dẫn đến board cần sao

chép Column Count / Row Count: số

kiểm tra lại kích thước bo mạch

Dưới đây là hình ảnh sau khi coppy

ra hai bản mạch

BÀI 4: TẠO THƯ VI N TRONG ALTIUM DESIGNER

Giới thiệu:

Trong phần này tác giả trình bày nội dung tạo thư viên cho từng linh kiện theo mong muốn trong thư viện Altium bao gồm thư viện nguyên lý tạo thư viện chân linh kiện (Footprint) Ngoài ra còn trình bày cách add sơ đồ nguyên lý và sơ đồ chân linh kiện vào trong thư viện của Altium

Mục tiêu của bài:

- Kiến thức:Trình bày được cách tạo và thư việnđúng yêu cầu

- Kỹ năng: Tạo thư viện chân linh kiện footprint đúng yêu cầu về kỹ thuật Tạo thư viện 3D cho linh kiện đúng yêu cầu về kỹ thuật

- Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Biết vận dụng kiến thức đã học vào thực tế để thiết kế mạch in theo yêu cầu

Nội dung chính:

1 Tạo thư viện nguyên lý

Vào File >> New >> Project >> Integrated Library tạo Project thư viện để có thể

biên dịch gộp thư viện nguyên lý và mạch in thành một file thư viện

Add thêm vào Project này một thư viện nguyên lý thao tác giống với nguyên lý và

Nhấn double click vào Component_1 để đặt tên cho linh kiện cần tạo mới Hoặc nhấn Add để tạo thêm linh kiện mới

Nhấn OK và bên màn hình chính là nơi để vẽ linh kiện

Ví dụ: Tiến hành tạo thư viện nguyên lý của IC NE555 có chân và chức năng sau:

Điền ký hiệu tên

linh kiên cần tạo + ?

(Vd: IC?, R?, C?, )

Từ khóa tìm kiếm (Vd: 555 )