Protues là phần mềm cho phép mô phỏng hầu hết các linh kiện điện tử thông dụng. Chúng ta có thể xem được hiệu ứng khi mạch điện tử đang chạy, vô cùng trực quan và sinh động. Trong bài học này, em sử dụng phần mềm Proteus để mô phỏng hiệu ứng chạy của mạch đếm thuận 00 99.
Mô ph ng m ch đi n t trên Proteus
Protues là ph n m m cho phép mô ph ng h u h t các linh ki n đi n t thông d ng
Trong bài học này, chúng ta sẽ khám phá cách mô phỏng hiệu ứng cháy của mạch điện đang chạy, mang lại trải nghiệm trực quan và sinh động Tôi sẽ sử dụng phần mềm Proteus để mô phỏng hiệu ứng cháy của mạch điện từ 00 đến 99.
2 Các b c ti n hành a B c 1: T o Project trên Proteus
Các thao tác: New Project -> t Tên Project, ch n th m c l u tr -> Ch n kích th c kh Schematic -> Next -> Next
Hình 1 T o, đ t tên và ch n th m c l u tr Project
Hình 2: Ch n kích th c cho kh Schematic
Sau khi đã t o đ c Project và cài đ t các thông s kh , ta đ c m t kh Schematic trên Proteus, giao di n có nh sau:
Hình 3: Giao di n chính c a kh m ch nguyên lý Schematic b B c 2: G i các linh ki n t th vi n ra m ch nguyên lý c n dùng đ v
Nguyên lý c a m ch đ m ng c thu n c n nh ng linh ki n nh sau:
• 1 IC 74LS00, 2 IC 74LS47, 2 IC 74LS90
• 1 T 100uF (giá tr t có th thay đ i, đ ng h s đ m nhanh hay ch m ph thu c vào giá tr t )
T i Component Mode -> B m Phím P (Ho c click vào bi u t ng t i m c Devices): màn hình s hi n ra th m c ch n linh ki n
Hình 4: Giao di n l a ch n linh ki n
Để tìm kiếm linh kiện, bạn hãy nhấp vào từ khóa và nhập tên các linh kiện cần thiết cho máy Sau khi đã hoàn tất việc lựa chọn linh kiện, bạn sẽ sử dụng giao diện quản lý linh kiện như sau:
Hình 5: Giao di n b ng qu n lý linh ki n đã g i c B c 3: Ti n hành v m ch nguyên lý
T i b ng qu n lý linh ki n -> Click vào linh ki n mu n s d ng -> Click vào màn hình n i v trí mu n đ t linh ki n (dùng nhi u linh ki n, ta click nhi u l n vào t ng v trí đ t)
VD: Led 7 thanh chung Anode
Hình 6: t linh ki n t i v trí mong mu n
Sau khi đ t h t các linh ki n c n dùng vào trong kh Schematic, ta có đ c k t qu sau:
Hình 7: T t c các linh ki n c n dùng trong m ch
Ti n hành đi dây cho các linh ki n: Click vào chân c a linh ki n-> Di chuy n chu t đ d n t i nh ng chân linh ki n đó c n n i -> Click đúp vào chân linh ki n c n n i
Hình 8: i dây cho các linh ki n
Sau khi đã k t n i h t các dây, ta c p ngu n cho m ch
Hình 9:Ti n hành c p ngu n cho m ch
Ch nh s a các giá tr c a linh ki n cho phù h p v i m ch nguyên lý đ t ra: Click vào giá tr c a linh ki n -> S a giá tr
Hình 10: S a giá tr linh ki n theo đúng m ch nguyên lý đ t ra
Ta có m ch nguyên lý hoàn chnh sau khi đã đi h t các dây nh nh d i:
Hình 11 minh họa nguyên lý hoàn thiện sau khi đã kết nối các dây dẫn Bước 4: Tiến hành chạy mô phỏng, quan sát hiệu ứng của mô phỏng bằng cách nhấp vào biểu tượng tương ứng.
Hình 12: M ch đang đ c mô ph ng e Nh n xét
Sau khi b m mô ph ng, m ch s ch y 2 Led 7 thanh có nhi m v hi n th l n l t các s t 00- 99 t b d ch c a các IC
S d ng ph n m m Altium Designer trong thi t k m ch đi n t
T ng quan
Protues là ph n m m cho phép mô ph ng h u h t các linh ki n đi n t thông d ng
Chúng ta có thể mô phỏng hiệu ứng cháy của mạch điện đang chạy một cách trực quan và sinh động Trong bài học này, em sẽ sử dụng phần mềm Proteus để mô phỏng hiệu ứng cháy của mạch điện từ 00 đến 99.
Các b c ti n hành
Các thao tác: New Project -> t Tên Project, ch n th m c l u tr -> Ch n kích th c kh Schematic -> Next -> Next
Hình 1 T o, đ t tên và ch n th m c l u tr Project
Hình 2: Ch n kích th c cho kh Schematic
Sau khi đã t o đ c Project và cài đ t các thông s kh , ta đ c m t kh Schematic trên Proteus, giao di n có nh sau:
Hình 3: Giao di n chính c a kh m ch nguyên lý Schematic b B c 2: G i các linh ki n t th vi n ra m ch nguyên lý c n dùng đ v
Nguyên lý c a m ch đ m ng c thu n c n nh ng linh ki n nh sau:
• 1 IC 74LS00, 2 IC 74LS47, 2 IC 74LS90
• 1 T 100uF (giá tr t có th thay đ i, đ ng h s đ m nhanh hay ch m ph thu c vào giá tr t )
T i Component Mode -> B m Phím P (Ho c click vào bi u t ng t i m c Devices): màn hình s hi n ra th m c ch n linh ki n
Hình 4: Giao di n l a ch n linh ki n
Để tìm kiếm linh kiện cần thiết cho máy, bạn hãy nhấp vào các từ khóa và gõ tên linh kiện mà bạn cần Sau khi đã xác định được các linh kiện, hãy sử dụng giao diện quản lý linh kiện để tiếp tục.
Hình 5: Giao di n b ng qu n lý linh ki n đã g i c B c 3: Ti n hành v m ch nguyên lý
T i b ng qu n lý linh ki n -> Click vào linh ki n mu n s d ng -> Click vào màn hình n i v trí mu n đ t linh ki n (dùng nhi u linh ki n, ta click nhi u l n vào t ng v trí đ t)
VD: Led 7 thanh chung Anode
Hình 6: t linh ki n t i v trí mong mu n
Sau khi đ t h t các linh ki n c n dùng vào trong kh Schematic, ta có đ c k t qu sau:
Hình 7: T t c các linh ki n c n dùng trong m ch
Ti n hành đi dây cho các linh ki n: Click vào chân c a linh ki n-> Di chuy n chu t đ d n t i nh ng chân linh ki n đó c n n i -> Click đúp vào chân linh ki n c n n i
Hình 8: i dây cho các linh ki n
Sau khi đã k t n i h t các dây, ta c p ngu n cho m ch
Hình 9:Ti n hành c p ngu n cho m ch
Ch nh s a các giá tr c a linh ki n cho phù h p v i m ch nguyên lý đ t ra: Click vào giá tr c a linh ki n -> S a giá tr
Hình 10: S a giá tr linh ki n theo đúng m ch nguyên lý đ t ra
Ta có m ch nguyên lý hoàn chnh sau khi đã đi h t các dây nh nh d i:
Hình 11 minh họa nguyên lý hoàn thiện sau khi kết nối các dây dẫn Bước 4: Tiến hành chạy mô phỏng, quan sát hiệu ứng của mô phỏng bằng cách nhấp vào biểu tượng.
Hình 12: M ch đang đ c mô ph ng e Nh n xét
Sau khi b m mô ph ng, m ch s ch y 2 Led 7 thanh có nhi m v hi n th l n l t các s t 00- 99 t b d ch c a các IC
II S d ng ph n m m Altium Designer trong thi t k m ch đi n t
Phần mềm Altium Designer là công cụ chuyên dụng để thiết kế mạch điện, nổi bật với nhiều tính năng hiệu quả cho việc thiết kế các mạch tích hợp Phiên bản mà tôi đang sử dụng là Altium Designer 19.0.15 Mặc dù không phải là phiên bản mới nhất, nhưng tôi nhận thấy đây là phiên bản ổn định, đáp ứng đầy đủ các yêu cầu mà tôi mong muốn.
Ph n m m d ti p c n đ i v i sinh viên, giúp sinh viên có cái nhìn t ng quan v quy trình thi t k m t m ch PCB
Trong bài báo cáo này, em s trình bày cách thi t k m ch n áp tuy n tính 5V dùng
2 Các b c ti n hành a B c 1: T o Project l u tr file Schematic (m ch nguyên lý) và file PCB (m ch PCB)
T i giao di n chính c a ph n m m -> Ch n File -> New -> Project -> Ch n ki u project -> Ti n hành đ t tên cho Project + ch n th m c l u tr project
Hình 13: T o m t project m i b B c 2: Add file Schematic + PCB cho Project
T i giao di n chính -> Click chu t ph i vào Project v a t o -> Add New to Project -> Schematic (Add file PCB ti n hành t ng t ) -> Ctrl +S đ l u + đ t tên 2 file v a thêm
Hình 14: Add file Schematic + PCB vào Project
Giao di n có đ c khi hoàn thành b c 2:
Hình 15: Các file Schematic + PCB sau khi đ c Add c B c 3: Add th vi n linh ki n cho Altium Designer
M t th vi n linh ki n th ng bao g m 3 file chính sau:
• Altium Schematic Library: Ch a s đ nguyên lý c a các linh ki n
• Altium PCB Library: Ch a Footprint và 3D c a các linh ki n
• Altium Compiled Library: Là File g p chung c a 2 File trên m t Th vi n có th s d ng đ c hoàn ch nh, ta c n Install:
• ng th i 2 File Altium Schmatic Library và Altium PCB Library
• Ho c ch c n 1 File Altium Compiled Library
T i giao di n c a ph n m m: Panels -> Ch n th Components (Phiên b n c h n là
Libraries) -> Click ch n bi u t ng -> File Based Libraries Preferences ->Ch n th Installed -> Install -> Tìm đ n th m c l u tr th vi n -> Click ch n th vi n -> Open
Hình 16: Add thêm th vi n linh ki n đ s d ng
Các th vi n linh ki n đ c thêm vào đ u đ c qu n lý t i b ng bên d i, ta có th xoá, di chuy n lên xu ng th vi n
Hình 17: B ng qu n lý các th vi n
Lưu ý rằng vị trí các file thư viện trên máy tính không được thay đổi Nếu bạn thay đổi vị trí file, cần thêm lại thư viện đó vào phần mềm để tiếp tục sử dụng Bước 4: Thiết kế Schematic (mạch nguyên lý) của mạch áp tuyến tính 5V trên Altium.
Tr c khi thi t k m ch Schematic, ta c n Setup thông tin chu n cho Schematic v kh gi y, các thông tin v tiêu đ , ng i thi t k , s trang, ngày, gi …
Ch n Panels -> Properties -> Templace -> Ch n kh gi y -> Thi t l p kích th c l i (100mil = 2.54mm)
Hình 18 : Thay đ i kích th c kh , kích th c đ ng l i
Ch n th Parameters đ ch nh m t vài thông s nh ng i v , tiêu đ …
Hình 19 : Thay đ i thông s m ch Schematic
Ti p đ n, ta xác đnh nguyên lý c a m ch n áp tuy n tính 5V, s đ nguyên lý m u nh sau:
Hình 20: M ch nguyên lý m ch n áp tuy n tính 5V
Sau khi đã xác đ nh đ c nguyên lý c a m ch, ta ti n hành ch n các linh ki n có trong th vi n sao cho phù h p v i nguyên lý c a m ch
T i giao di n chính c a ph n m m: Panels -> Components -> Click vào bi u t ng m i tên đ ch n th vi n mu n s d ng
Hình 21: Ch n th vi n đ g i các linh ki n c n s d ng
Các linh ki n s d ng trong m ch n áp tuy n tính 5V và cách ch n chúng trong th vi n “Altium Library”:
(Chú ý: nên ki m tra xem linh ki n ta s d ng đã có footprint hay ch a khi ta kéo ra ngoài màn hình.)
Có nhiều cách lựa chọn linh kiện có footprint phù hợp cho tấm mạch, bao gồm linh kiện có chân cắm, dán và các kích thước chân khác nhau Bài viết này sẽ tập trung vào việc chọn lựa các linh kiện có chân cắm và các kích thước chân phù hợp cho tấm mạch.
• 1 IC ngu n LM7805 (LM78xx, ki u footprint TO220H1)
Để tìm linh kiện, bạn hãy click vào thanh tìm kiếm "Search", gõ tên linh kiện hoặc loại linh kiện, sau đó nhấn Enter Tiếp theo, chọn linh kiện cần dùng và kéo linh kiện từ thư viện ra khung Schematic, sau đó click đúp vào linh kiện để hiển thị trên màn hình.
Khi kéo linh kiện ra khỏi trống, bạn có thể xoay linh kiện theo góc 90º bằng cách sử dụng phím “Space” trên bàn phím Để di chuyển linh kiện theo trục X hoặc Y trong hệ tọa độ Descartes Oxy, hãy nhấn phím X hoặc Y tương ứng.
Hình 23: Linh ki n đ c ch n ra Schematic
Các linh ki n sau ta ti n hành t ng t
• 2 T phõn c c 220àF/15V (Cap: CN – Alu – Dip, ki u footprint 2.54)
Hình 24: T phân c c ki u chân 2.54mm
• 2 T g m 104 ((Dùng th vi n khác) Cap: CN2 – Cap 104)
• 1 Diode 1N4007 (Diode: Diode Default, footfrint 1A- Small)
• 1 Led (Led: Led Single Colour, footprint Led 5mm Red)
• 1 đi n tr (Res: Res 1/4W small)
Linh ki n sau khi đ c g i, s p x p v trí, ta đ c nh sau:
Hình 30: Các linh ki n sau khi đ c s p x p v trí trong Schematic thay đ i giá tr c a linh ki n: Click đúp vào giá tr c a linh ki n -> Thay đ i value
Hình 31: Thay đ i giá tr linh ki n
Chúng ta có thể hiển thị giá trị thực của các linh kiện trong mạch bằng cách nhấp vào các biểu tượng hoặc đặt tên cho chúng Tuy nhiên, phương pháp này không hiệu quả trong các mạch có nhiều linh kiện cần đặt tên Để giải quyết vấn đề này, chúng ta có thể sử dụng công cụ đặt tên nhanh bằng cách vào Tools -> Annotation -> Annotate Schematics.
(Tools -> Annotation -> … có nh ng ch c n ng nh Reset tên, qu n lý tên…)
Hình 32: Các b c đ t tên nhanh cho các linh ki n trong m ch
Hình 33: Các linh ki n sau khi đ c đ t tên
Ta ti n hành đi dây cho các linh ki n theo đúng m ch nguyên lý:
Để thực hiện việc kết nối, bạn cần chọn Place và sau đó chọn Wire bằng cách nhấp vào biểu tượng trên thanh công cụ Mỗi tên con trỏ sẽ xuất hiện hai đường dẫn chính, bạn chỉ cần nhấp vào chân linh kiện và kéo các đường dây tới các chân linh kiện khác hoặc các đường dây mà bạn mong muốn.
Hình 34: K t n i các chân linh ki n b ng các đ ng dây
Ta có th thay đ i kích th c, màu s c đ ng dây b ng cách gõ Tab khi đã b t đi dây, giao di n s hi n lên b ng đi u ch nh thông s
Hình 35: Cách ch nh kích th c, màu s c c a đ ng dây
(Chú ý: D ng l i vi c đi dây b ng cách click chu t ph i vào màn hình)
M ch nguyên lý sau khi đã đi dây xong:
Sau khi hoàn tất việc đi dây cho mạch, cần cấp nguồn cho mạch và quan sát trên thanh công cụ Để chọn loại nguồn cho mạch, hãy nhấp chuột vào biểu tượng GND Biểu tượng này sẽ thay đổi tùy thuộc vào loại nguồn mà chúng ta sử dụng.
M ch nguyên lý hoàn ch nh c a m ch n áp tuy n tính nh sau:
Hình 37: M ch nguyên lý hoàn ch nh c a m ch n áp tuy n tính 5V
L u ý: i v i nh ng m ch ph c t p, c n chia m ch thành các kh i, ta nên dùng tính n ng “đ nh ngh a” cho các dây cùng lo i và c n k t n i v i nhau
Ta ch n Place -> Net Label -> Gõ Tab: thay đ i tên nh mong mu n -> Click vào các chân linh ki n ho c đ ng dây c n k t n i
Hình 38: Các dây, chân linh ki n cùng lo i đ c k t n i qua Net Label
Việc kết nối các chân và dây của bảng mạch Net Label có ý nghĩa quan trọng, tương tự như việc chúng ta kết nối các chân với nhau thông qua dây Điều này giúp mạch nguyên lý trở nên gọn gàng và rõ ràng hơn, đặc biệt trong những mạch có nhiều linh kiện cần phân chia theo khối Bước 5: Cập nhật mạch nguyên lý sang mạch PCB và thiết kế mạch PCB.
Tr c khi Update linh ki n sang file PCB, ta nên ki m tra xem m ch nguyên lý còn có chân linh ki n nào ch a n i ho c có v n đ gì không
Click chu t ph i vào Project -> Compile Ch n Panels -> Messages -> Quan sát xem có l i không N u nh phát hi n ra l i, ta click đúp vào l i đó và ti n hành s a
Ti p theo, ta ti n hành Update linh ki n sang PCB:
Design -> Update PCB -> Execute changes
Hình 40: Ti n hành update linh ki n t Schematic sang PCB
Hình 41: Các linh ki n sau khi đ c update
Ta có th xoá vùng bao linh ki n màu h ng đ s p x p các linh ki n không b l i hi n th : Click vùng bao -> Delete
Tiến hành sắp xếp linh kiện vào trong mạch: Nhấp vào và kéo linh kiện, sau đó di chuyển chuột vào trong Board Trong quá trình di chuyển, có thể xoay linh kiện bằng các phím Space, X, Y.
Linh ki n sau khi đ c s p x p trong m ch s đ c nh sau:
Các linh kiện sau khi được sắp xếp vị trí và tối ưu kích thước dây cần tuân theo quy trình: Thiết kế -> Quy tắc -> Định tuyến -> Độ rộng Ba kích thước dây chính bao gồm nhỏ nhất, trung bình và lớn nhất, giúp giảm thiểu tiêu hao năng lượng Đối với dây nguồn, kích thước thường không dưới 50 mil, trong khi dây tín hiệu dao động từ 10-20 mil tùy thuộc vào phương pháp tính toán và cách thực hiện, có thể là thủ công hoặc tự động tại nhà máy.
Hình 43: t lu t các kích th c dây
T ng t , chúng ta có th đ t thêm các lu t khác nh Via, Clearence…
Ti p theo, ta ti n hành đi dây cho các linh ki n
Ch n l p Top Layer ho c Bottom Layer đ layout
Để thực hiện việc đi dây, hãy bắt đầu từ vị trí, sau đó đến đường ray, tiếp theo là trung tâm của chân linh kiện Nhấn vào tâm của chân linh kiện và sau đó kéo dây đến các góc cần thiết Để thay đổi kích thước dây một cách nhanh chóng, bạn có thể sử dụng phím tắt 3 khi đang kéo dây Khi đi dây, cần chú ý không đi qua các góc nhọn và hạn chế việc đi qua các góc vuông.
Hình 44: i dây cho linh ki n
Hình 46: M ch sau khi đã đi xong dây
Ti n hành c t l i kích th c c a Board: Ch n l p Layout Drill Drawing
-> Place -> Line -> V hình dáng c a m ch
Hình 47: V đ ng bao hình dáng c a m ch
Ch n h t đ ng bao đư v bên trên (ch n 1 dây, b m Tab) -> Design -> Board Shape -> Define from selected objects
Hình 48: M ch đã đ c c t theo kích th c hình ch nh t
Thêm tên, ký hi u trên m ch: Place -> String -> Gõ Tab đ thay đ i n i dung, kích th c ch
Hình 49: Thêm tên, ký t …vào m ch
M ch sau khi đã thi t k hoàn thi n:
Hình 50: M ch sau khi đã thi t k hoàn thi n
Các dây GND, ta có th không c n đi dây, ta dùng tính n ng ph đ ng toàn m ch (Có th ph đ ng toàn m ch, ho c ph theo kh i (P-R))
Ch n Place -> Polygon Pour -> Tab: s a các thông s v Net (GND), ki u Layer -
> Click vào 4 góc c a m ch đ t o thành 1 vùng bao ph hình ch nh t
Hình 51: M ch đã đ c ph GND quan sát đ c hình 3D c a m ch, ta ch n View - > 3D Layer Mode