BÁO cáo THỰC tập cơ bản đề tài THIẾT kế MẠCH IN sử DỤNG PHẦN mềm ORCAD MẠCH đèn tự SÁNG KHI TRỜI tối

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

VIỆN ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG
----∎----

BÁO CÁO THỰC TẬP CƠ BẢN
ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MẠCH IN SỬ DỤNG PHẦN MỀM ORCAD
MẠCH ĐÈN TỰ SÁNG KHI TRỜI TỐI

Giảng viên hướng dẫn: Ths. Vũ Hồng Vinh
Sinh viên thực hiện: Trần Hải Nam
MSSV: 20203745
Lớp: Điện tử 04 – K65

Hà Nội – 2021


I PHẦN MỞ ĐẦU
I. Giới thiệu “Mạch đèn tự động sáng khi trời tối”
Đèn ngủ luôn là thiết bị điện khơng thể thiếu trong mỗi gia đình để đem lại một giấc ngủ
ngon. Hiện nay trên thị trường có rất nhiều loại đèn ngủ với nhiều kiểu dáng và công năng
khác nhau cho bạn thoải mái lựa chọn. Tuy nhiên thì những chiếc đèn ngủ này khiến bạn rất
bực bội khi công tắc chỉ sử dụng được một thời gian dài sẽ hỏng, hay khiến bạn phải chi trả
một khoản kinh phí khá lớn khi thường xuyên quên tắt vào mỗi sáng. Với chiếc đèn ngủ tự
động sự khó chịu khi phải bật tắt bằng “cơm” đã được giải quyết.
Với mục tiêu nhằm bảo vệ môi trường và bước đầu làm quen với chuyên ngành Điện tử viễn thông, em đã tìm tịi thơng qua các phương tiện tìm kiếm để từ đó, chọn một mạch điện
đơn giản: mạch đèn tự sáng khi trời tối, qua đó, có thể ứng dụng vào thực tiễn để tạo ta một hệ
thống đèn thông minh. Mạch khá đơn giản gồm quang trở kết hợp các transistor để điều chinh

II Các linh kiện trong mạch

Tên linh kiện
Điện trở
Biến trở
Quang trở
Transistor
LED
Chân cắm

Số lượng
5
1
1
3
1
1

Phần II: Thiết kế mạch nguyên lý bằng Capture
CIS
1.1 Khởi động – Tạo Project
Để tạo sơ đồ nguyên lý, ta sử dụng chương trình Capture CIS của OrCAD 9.2. Chọn biểu
tượng Capture CIS ngồi màn hình sau khi cài đặt. Sau khi khởi động Capture CIS, ta chọn
mục File > New > Project trên màn hình làm việc. Khi hộp thoại New Project hiên lên, ta đặt
tên sơ đồ nguyên lý của mạch vào khung Name, sau đó chọn mục Schematic ở phần Creat a
New Project Using, tiếp theo nhấp Browse… để lựa chọn nơi lưu trữ file và ấn OK.


Hình 1.1: Hộp thoại New Project

1.2 Vẽ mạch ngun lí
Sau khi tạo được Project, ta bắt đầu tiến hành vẽ mạch nguyên lí.

Bước 1: Lấy linh kiện: Để lấy linh kiện ra ta chọn vào biểu tượng góc bên phải màn hình
như hình dưới đây:

Hình 1.2 Lấy linh kiện
Khi đó hộp thoại Place Part xuất hiện, tiến hành lấy linh kiện trong thư viện ra, nhấp chuột
vào Add library…


Hình 1.3 Thêm thư viện lấy linh kiện
Hộp thoại Browse File xuất hiện

Hình 1.4 Lựa chọn thư viện linh kiện
Ta chọn các thư viện rồi chọn Open ta sẽ được danh mục thư viện như sau:


Hình 1.5 Danh mục các thư viện sau khi thêm
Để lấy linh kiện, ta chọn vào thư viện sau đó nhập tên linh kiện vào ơ Part, sau đó chọn
trong part list bên dưới và chọn Ok

Hình 1.6 Chọn điện trở
Chọn vị trí thích hợp và nhấp chuột trái để đặt linh kiện


Hình 1.7 Đặt vị trí của điện trở

Tương tự, ta lựa chọn linh kiện theo bảng sau

Tên linh kiện

Part

Part list

Library

Số lượng

Điện trở

R

R

DISCRETE

5

RESISTOR

RESISTOR
DISCRETE

1

VAR
RESISTOR

VAR
RESISTOR
DISCRETE

1

VAR 2

VAR 2

2N1070

2N1070

Biến trở
Quang trở

TRANSISTO
Transistor

3
R

LED

LED

LED

DISCRETE

1

Chân cắm

CON2

CON2

CONNECTOR

1

Bảng 1: Lựa chọn linh kiện trong thư viện
Tiếp tục, ta tìm 2 chân nối đất và nối nguồn của mạch. Trên thanh công cụ phía tay phải, ta
nhấp vào Place ground.

Hình 1.8 Biểu tượng nguồn
Tìm 2 chân GND và VCC trong thư viện CAPSYM


Hình 1.8: Lựa chọn nguồn
Bước 2: Sắp xếp linh kiện và nối dây

Sau khi lấy đầy đủ các linh kiện, ta được hình dưới đây

Hình 1.9 Các linh kiện cần thiết cho mạch

Ta tiến hành sắp xếp các linh kiện bằng cách nhấp chuột trái vào linh kiện cần sắp xếp, di
chuột để di chuyển đến vị trí phù hợp, nếu cần thiết, dùng phím R để xoay linh kiện một góc 90
độ, dùng phím V để xoay linh kiện đối xứng.
Dựa vào sơ đồ bố trí các linh kiện, ta nối dây theo sơ đồ nguyên lí. Ta chọn biểu tượng
trên thanh cơng cụ nhấn phím W để con trỏ chuột thực hiện thao tác đi dây, ta nhấp chuột trái

vào chân linh kiện cần nối và di chuyển con trỏ đến vị trí đã vẽ theo sơ đồ nguyên lí.


Để thay đổi giá trị linh kiện, ta nhấp đúp chuột vào dòng chữ chỉ giá trị linh kiện, sau đó
nhập
giá trị cần thiết vào thanh Value

Hình 1.10: Hộp thoại thay đổi giá trị linh kiện
Cuối cùng ta thu được sơ đồ nguyên lí


Hình 1.11 Mạch ngun lí
Bước 3 Kiểm tra mạch ngun lí
Sau khi vẽ sơ đồ nguyên lí xong, ta cần kiểm tra xem sơ đồ có lỗi hay khơng. Ta nhấp
chuộc vào Minimize ở góc bên trên màn hình

Hình 1.10: Biểu tượng thu nhỏ Design
Tiếp theo chọn Page 1 trong SCHEMATIC ở phía bên trái và nhấp vào Design Rules
Check trên thanh cơng cụ

Hình 1.11 Biểu tượng kiểm tra mạch ngun lí
Chương trình sẽ hiện ra hộp thoại Design Rules Check, ta lựa chọn như hình dưới đây và
ấn OK. Nếu mạch khơng báo lỗi tức là mạch ngun lí ta vẽ đã hồn thiện. Nếu khơng, ta cần
phải sửa các lỗi trong mạch mà Session Log đã chỉ ra.


Hình 1.12 Hộp thoại DRC

1.3 Tạo file netlist
Tai Page 1 trong SCHEMATIC, ta nhấp vào biểu tượng Create Netlist trên

thanh cơng cụ

Hình 1.14 Biểu tượng tạo file netlist
Chương trình sẽ hiện ta hộp thoại Create Netlist, ta vào mục Layout, chọn vị trí đặt file netlist
bằng nhấp vào Browse…, chọn User Properties are in inches và ấn OK để hoàn thiện file netlist.


Hình 1.14: Hộp thoại Create Netlist

Phần 2: THIẾT KẾ MẠCH IN BẰNG LAYOUT PLUS
2.1 Khởi động phần mềm LAYOUT PLUS và tạo mạch in
Mở phần mềm Layout Plus. Chọn File>New. Hộp thoại Load Template File xuất hiện, bên
trong hộp này là danh sách các bản mạch, ta thường chọn luôn là file mặc định
DEFAULT.TCH rồi Open


Hình 2.1 Đường dẫn tạo mạch in
Sau đó, chương trình hiện ra hộp thoại Load Netlist Source, ta vào nơi đã trước đõ đã lưu
file netlist, nhấp chọn file đó và ấn Mở

Hình 2.2: Chọn file netlist để vẽ mạch in


Hình 2.3 Đặt tên cho file mạch in
Sau khi lưu file, phần mềm sẽ chạy và hiện ra hộp thoại thông báo thiếu chân đế. Nếu
những linh kiện lần đầu được sử dụng thì sẽ xuất hiện bảng Link footprint to compoment… để
chọn chân đế có sẵn trong các thư viện của OrCAD hoặc có thể tạo chân linh kiện mới hay
chỉnh sửa các linh kiện có sẵn bằng cách chọn vào dịng Creat or modify footprint library…

Hình 2.4: Thơng báo yêu cầu tìm kiếm chân linh kiện

Ta chọn Link existing footprint to component… để tìm chân đế, ta tìm chân đế theo bảng
sau
Mã linh kiện
R
RESISTOR VAR
RESISTOR VAR 2
2N1070

Library
JUMPER
JUMPER
JUMPER
VRES

Footprints
JUMPER100
JUMPERVAR
JUMPER100
VRES13


LED
CON2

TM_DIODE
JUMPER

DAX2/SOD64
JUMPER100

Bảng 2: Tìm kiếm chân đế cho linh kiện

Hình 2.5: Hộp thoại chân đế

2.2 Sắp xếp linh kiện và vẽ mạch in
Sau khi hoàn thiện phần tạo mạch in, ta được hình ảnh dưới đây

Hình 2.6: Mạch đi dây chưa sắp xếp linh kiện

Để thuận lợi cho việc sắp xếp linh kiện, trước tiên ta tắt Online DRC


Hình 2.7: Biểu tượng Online DRC

Ta bỏ phần chữ ghi giá trị linh kiện trên mạch in cho không bị rối mắt bằng cách nhấp chọn
Tool trên thanh công cụ, chọn 23 AST và nhấn phím “-“

Hình 2.8: Biểu tượng Tool và 23 AST

Tiếp tục, ta chuyển sang Component tool trên thanh công cụ và di chuyển các linh kiện về
vị trí thích hợp bằng cách kéo – thả chuột và dùng phím R, V để xoay tương tự như trong mạch
nguyên lí, kết quả thu được mạch sau khi đi dây


Hình 2.9: Mạch đi dây đã sắp xếp linh kiện
Do mặc định của mạch in là 4 lớp nên ta phải chọn chế đọ 1 lớp cho nó. Nhấp chuột vào
biểu tượng View Spreadsheet > Strategy > Route Layer


Hình 2.10: Lựa chọn Route Layer

Sau đó, hộp thoại Route Layer xuất hiện, để chỉ làm mạch in với lớp TOP, ta nháy đúp chuột
vào mục Enabled của BOTTOM, INNER 1, INNER 2, sau đó bỏ tích Routing Enabled và ấn OK

Hình 2.11: Hộp thoại Edit Layer Strategy
Tiếp sau khi chỉnh lớp, ta cho chương trình tự động chạy vẽ mạch in, ta chọn Auto >
Autoroute > Board, sau khi chương trình chạy xong, ta nhấn View > Zoom All (Fit) để phóng to
mạch, ta thu được hình ảnh dưới đây


Hình 2.9: Mạch đi dây đã sắp xếp linh kiện
Do mặc định của mạch in là 4 lớp nên ta phải chọn chế độ 1 lớp cho nó. Nhấp chuột vào
biểu tượng View Spreadsheet chọn Strategy rồi Route Layer

Hình 2.10 Lựa chọn Route Layer
Sau đó hộp thoại Route Layer xuất hiện, để chỉ làm mạch in với lớp TOP, ta nháy đúp
chuột vào mục Enabled của BOTTOM, INNER1, INNER 2 sau đó bỏ tích Routing Enabled và
ấn OK

Hình 2.11 Hộp thoại Edit Layer Strategy


Tiếp sau khi chỉnh lớp, ta cho chương trình tự động chạy vẽ mạch in, ta chọn Auto rồi
chọn Autoroute, sau đó chọn Board. Sau khi chương trình chạy xong, ta ấn View > Zoom All
(Fit) để phóng to mạch, ta thu được hình ảnh

Hình 2.12 Mạch in chưa đổ đồng
Ta đặt tên cho mạch bằng cách chọn Text, sau đó nháy chuột phải vào màn hình Design,
chọn New, đặt tên vào phần Text String và ấn OK

Hình 2.13 Hộp thoại đặt tên mạch in

Sau đó, ta tiến hành khoanh vùng đổ đồng cho mạch bằng cách sử dụng công cụ
Obstacles Tool, ta vẽ đường bao xung quanh mạch


Hình 2.14 Mạch in có đường bao
Ở điểm kết thúc đường bao, ta nháy chuột phải và lựa chọn Properties …, chương trình
sẽ hiện ra hộp thoại Edit Obstacle. Ở hộp thoại này, ta lựa chọn Obstacle Type > Copper
Pour để đổ đồng, chọn Obstacle Layer > TOP để lựa chọn lớp được đổ và ấn OK

Hình 2.15 Hộp thoại Edit Obstacle
Cuối cùng ta thu được mạch in


Hình 2.16 Mạch in hồn chỉnh

KẾT LUẬN
Thơng qua việc vẽ và thiết kế mạch nguyên lí, mạch in, em đã nắm bắt được một cách cơ
bản các bước, các cách, trình tự thực hiện để tạo ra một mạch in hồn chỉnh. Từ đó, em tiếp
tục hồn thiện kỹ năng để vẽ được mạch in tốt nhất, đồng thời phù hợp nhất bằng phần mềm
Orcad 9.2. Em cảm ơn thầy đã hướng dẫn em trong quá trình dạy vừa qua để có thể hồn
thành bài thực hành này.