Bài giảng Cad điện

BÀI GIẢNG CAD Điện ii Mục lục Lời nói đầu ...................................................................................................................................... i Mục lục ........................................................................................................................................... ii Chƣơng 1. ELECTRONIC WORBENCH – EWB ............................................................... 1 1.1. Giới thiệu và cài đặt phần mềm:...................................................................................... 1 1.1.1. Giới thiệu: .................................................................................................................. 1 1.1.2. Cài đặt: ....................................................................................................................... 1 1.1.3. Màn hình EWB: ........................................................................................................ 2 1.1.4. Thanh trình đơn: ....................................................................................................... 3 1.2. Giới thiệu thƣ viện của EWB: ........................................................................................ 11 1.2.1. Giới thiệu chung: ..................................................................................................... 11 1.2.2. Các thanh linh kiện: ................................................................................................ 12 1.3. Vẽ và Mô phỏng mạch trong EWB: .............................................................................. 19 1.3.1. Mạch chỉnh lƣu: ...................................................................................................... 19 1.3.2. Mạch khuếch đại BJT: ........................................................................................... 30 1.4. Bài tập: ............................................................................................................................. 38 Chƣơng 2. CIRCUITMAKER 2000 ..................................................................................... 42 2.1. Giới thiệu và cài đặt phần mềm:.................................................................................... 42 2.1.1. Giới thiệu: ................................................................................................................ 42 2.1.2. Cài đặt: ..................................................................................................................... 42 2.2. Giao diện của CircuitMaker ......................................................................................... 45 2.2.1. Các file của CircuitMaker ...................................................................................... 45 2.2.2. Quy trình sử dụng CircuitMaker........................................................................... 45 2.2.3. Các thanh công cụ của CircuitMaker: .................................................................. 46 2.2.4. Các Menu trong CircuitMaker .............................................................................. 47 2.3. Vẽ và chỉnh sữa các mạch nguyên lý .............................................................................. 48 2.3.1. Tìm các thiết bị ........................................................................................................ 48 2.3.2. Tab Browse .............................................................................................................. 49 2.3.3. Tab Search ............................................................................................................... 49 2.3.4. Thiết lập phím nóng ................................................................................................ 49 2.3.5. Thay đổi phím nóng. ............................................................................................... 49 2.3.6. Đặt thiết bị vào trong bản vẽ................................................................................... 50 2.3.7. Các công cụ vẽ và chỉnh sửa ................................................................................... 50 2.3.8. Nối dây cho mạch .................................................................................................... 51 2.3.9. Dây BUS ................................................................................................................... 52 2.3.10. Tên của node và sự kết nối ..................................................................................... 52 2.3.11. Thông số của các thiết bị ......................................................................................... 53 2.3.12. Thay đổi dữ liệu RAM/ ROM: ............................................................................... 53 2.4. Mô Phỏng Tƣơng Tự ...................................................................................................... 54 2.5. Mô phỏng mạch số ........................................................................................................... 58 2.5.1. Bắt đầu mô phỏng mạch số ..................................................................................... 58 2.5.2. Các công cụ mô phỏng mạch số ............................................................................. 58 2.5.3. Bộ tạo xung .............................................................................................................. 59 2.5.4. Các thông số mô phỏng: ......................................................................................... 59 2.5.5. Thời gian trễ ............................................................................................................ 60 2.5.6. Xem dạng sóng ......................................................................................................... 60 PHẦN ĐỌC THÊM .................................................................................................................... 78 Chƣơng 3. GIỚI THIỆU PHẦN MỀM MICROSOFT VISIO ........................................... 69 3.1. Giới thiệu chung: ............................................................................................................. 69 3.1.1. Giới thiệu: ................................................................................................................ 69 iii 3.1.2. Cài đặt MS- VISIO .................................................................................................. 69 3.2. Làm việc với MS. VISIO ................................................................................................. 71 3.3. Một số bản vẽ thông dụng: ............................................................................................. 72 3.3.1. Vẽ sơ đồ tổ chức bằng VISIO ................................................................................. 72 3.3.2. Vẽ sơ lƣu đồ bằng VISIO (FlowChart) ................................................................. 73 3.3.3. Dạng sơ đồ Basic Electrical .................................................................................... 74 3.3.4. Dạng sơ đồ Industrial Control Systems................................................................. 75 3.4. Bài tập thực hành: ........................................................................................................... 76 Chƣơng 4. OrCAD 9.2 ........................................................................................................... 78 4.1. Giới thiệu và cài đặt phần mềm ORCAD 9.2 ............................................................... 78 4.1.1. Giới thiệu .................................................................................................................. 78 4.1.2. Cài đặt phần mềm: .................................................................................................. 78 4.2. Vẽ mạch nguyên lý với CAPTURE CIS ........................................................................ 85 4.2.1. Tìm hiểu các giao diện của CAPTURE CIS ............................................................. 85 4.2.2. Sửa đổi tên và giá trị các linh kiện trong một bản vẽ .......................................... 90 4.2.3. Sửa đổi chân linh kiện ............................................................................................. 98 4.2.4. Các ví dụ: ............................................................................................................... 100 4.2.5. Bài tập thực hành .................................................................................................. 111 4.3. Vẽ mạch in với ORCAD LAYOUT ............................................................................. 118 4.3.1. Tìm hiểu các giao diện của LAYOUT ................................................................. 118 4.3.2. Thiết kế các kiểu chân hàn mới ............................................................................... 123 4.3.3. Sự liên thông giữa CAPTURE với LAYOUT ........................................................ 126 4.3.4. Ví dụ: Mạch nguồn ổn áp dùng 7812. ..................................................................... 126 Bài giảng CAD điện Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 1 Chƣơng 1. ELECTRONIC WORBENCH – EWB PHẦN MỀM MÔ PHỎNG MẠCH ĐIỆN TỬ 1.1. Giới thiệu và cài đặt phần mềm: 1.1.1. Giới thiệu: Electronic Workbench là phần mềm mô phỏng mạch điện, đo đạc các mạch số và tương tự của hãng INTECACTIVE IMAGE TECHNOLOGIES. Đây là một phần mềm trợ giúp thiết kế các mạch số và mạch tương tự rất hoàn chỉnh, cho phép ta thiết kế rồi thử với nhiều nguồn tín hiệu: nguồn sin, xungVà nhiều thiết bị mô phỏng như Oscilloscope, VOM, Bode Plotter, Logic Probe 1.1.2. Cài đặt: Để cài đặt chương trình Electronic Workbench vào máy tính ta đưa đĩa CD có chứa phần mềm ELECTRONIC WORKBENCH 5.12 Tìm đến thư mục ELECTRONIC WORKBENCH 5.12 Double click vào file setup.exe. sau khi nhấp màn hình Welcome xuất hiện chọn next để tiếp tục. Khi cửa sổ Installation Directory xuất hiện chúng ta có thể chọn thư mục để cài đặt bằng cách nhấp vào nút Browse hoặc để mặc định bằng cách nhấp next. Bài giảng CAD điện Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 2 Khi cửa sổ Select shortcut folder hiện ra bạn có thể đặt tên cho Folder để chứa chương trình EWB hoặc chọn một Folder khác được liệt kê bên dưới. Thông thường bước này ta để mặc định bằng cách nhấp Next. Sau khi nhấp Next sẽ xuất hiện bảng Ready to Install, hộp thoại đã sẳn sàng cài đặt chưa hay còn chỉnh sửa gì không nếu có chúng ta nhấp Back trở lại, nếu không thì nhấp Finish để chương trình được chép vào đĩa cứng máy tính. Sau khi chép xong xuất hiện hộp thoại Finished, ta nhấp finish thì quá trình cài đặt đã hoàn tất. 1.1.3. Màn hình EWB: Sau khi khởi động chương trình, màn hình Electronics WorkBench 5.12 sẽ xuất hiện. Trên cùng là thanh tiêu đề mang tên của chương trình. Phía bên trái là biểu tượng của chương trình và phía bên phải là 3 nút tắt dùng để điều khiển màn hình. Khi nhấp chuột vào biểu tượng của chương trình, trình đơn sổ sẽ xuất hiện với các lệnh thay đổi màn hình. Bài giảng CAD điện Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 3 1.1.4. Thanh trình đơn: Danh sách các trình đơn và các lệnh của chương trình, bao gồm các lệnh về lưu trữ, xuất ra máy in, những thành phần thiết kế (Editing Components) và về những phép giải tích mạch điện (For Performing Analyses). Sau đây sẽ giới thiệu một số lệnh trong các trình đơn, công dụng và các phím tắt (nếu có). a) Trình đơn File: bao gồm các lệnh sau: Mở cửa sổ thiết kế mới chưa được đặt tên (Untitled). Nếu chuyển sang một mạch điện khác, chương trình sẽ nhắc lưu lại mạch điện trong màn hình thiết kế trước khi mở màn hình thiết kế khác. Khi khởi động chương trình, cửa sổ thiết kế mạch mới sẽ tự động xuất hiện. Mở một tập tin mạch điện đã được lưu trước đây. Bình thường, hộp thoại Open sẽ xuất hiện. Nếu cần thiết có thể chuyển đổi qua lại giữa các ổ đĩa hay các thư mục có chứa tập tin cần mở. Chương trình chỉ mở những tập tin có phần mở rộng là: *.CA*, * .Cd*, và *.Ewb (trong môi trường Windows). Lưu tập tin mạch điện hiện hành. Thông thường, hộp thoại lưu trữ tập tin sẽ xuất hiện. Có thể chọn thư mục hoặc chuyển đổi ổ đĩa trong hộp thoại lư trữ. Đối với người sử dụng hệ điều hành Windows, phần mở rộng của tập tin mạch điện sẽ là .EWB tự động cộng thêm vào. Ví dụ: mạch điện có tên là DaoDong sẽ được lưu lại dưới dạng tập tin của chương trình là: DaoDong.EWB. Khi muốn chuyển đổi tên tập tin từ tập tin gốc thì chọn lệnh Save As và tập tin cũ sẽ không thay đổi. Chú ý: tập tin trong phiên bản 5.12 sẽ không thể mở được trong phiên bản 5.0. Ngược lại, các tập tin trong phiên bản 5.0 sau khi đã lưu lại và chuyển vào danh sách những tập tin của phiên bản 5.12 sẽ được cương trình hiểu như là tập tin mặc định của phiên bản 5.12. Mở tập tin lưu cuối cùng. Chuyển tập tin của chương trình SPICE có phần mở rộng là *.Net hay *.Cir trong hệ điều hành Windows thành dạng sơ đồ nguyên lý. Chú ý: chương trình Electronics Workbench sẽ chỉ nhận diện những điểm nối nhau trong mạch, nếu bằng số điểm nối cho phép của chương trình. Nếu vượt quá số lượng cho phép thì chương trình sẽ thay đổi tên những điểm nối và và cung cấp những thông tin mới này trong hộp thoại. Đối với những người sử dụng hệ điều hành Windows, bất kỳ một tập tin mạch điện nào lưu trữ theo định dạng tập tin có phần mở rộng là *.Net, *.Scr, *.Cmp, *.Cir, *.Plc. Chuyển sơ đổ nguyên lý của chương trình sang phần mềm khác có hỗ trợ thiết kế mạch in. NEW: (CTRL + N) OPEN: (CTRL + O) SAVE: (CTRL + S) REVERT TO SAVED: IMPORTS: EXPORTS: Bài giảng CAD điện Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 4 In mạch điện hay một phần của mạch điện và kết quả của các dụng cụ đo ra giấy. Thoát khỏi chương trình hiện hành về lại khung màn hình nền Windows. b) Trình đơn Edit: Cắt linh kiện, mạch điện hoặc ký tự đã chọn để đặt vào Clipboard và sau đó dùng lệnh Paste để dán đối tượng đó vào vị trí bất kỳ trong màn hình làm việc. Lệnh không có tác dụng khi cắt các biểu tượng của dụng cụ đo thử. Sao chép linh kiện, mạch điện hoặc ký tự đã chọn để đặt vào Clipboard và sau đó dùng lệnh Paste để dán đối tượng đó vào vị trí bất kỳ trong màn hình làm việc. Lệnh không có tác dụng khi cắt các biểu tượng của dụng cụ đo thử. Đặt nội dung của Clipboard vào màn hình thiết kế mạch điện hiện hành. Xoá một hay nhiều đối tượng đã chọn trong màn hình thiết kế hiện hành. Có nhiều cách xoá :  Nhấp nút phải vào biểu tượng cần xóa, trình đơn sổ sẽ xuất hiện và chọn Delete.  Nhấp chuột chọn một hay nhiều biểu tượng sao cho tất cả biểu tượng chuyển thành màu đỏ và nhấp phím Delete trên bàn phím.  Màn hình sẽ thông báo yêu cầu xác nhận muốn xóa biểu tượng. Chọn Yes để xóa, chọn No để giữ lại. Chọn tất cả những biểu tượng có trong màn hình làm việc. Sau khi chọn lệnh này, toàn bộ những biểu tượng sẽ chuyển thành màu đỏ. Sao chép hình ảnh bitmap của các đối tượng vào Clipboard. Có thể dùng những hình ảnh này trong các chương trình xử lý từ hoặc chế bản điện tử. Muốn thực hiện hãy chọn lệnh Copy As Bitmap trong trình đơn Edit con trỏ sẽ đổi sang hình chữ thập. Nhấn chuột và đóng khung đối tượng cần sao chép và thả chuột. Những thành phần dùng lệnh này thuộc dạng hình ảnh không thể dán vào màn hình WorkBench. Hiện khung của sổ Clipboard Viewer để trình bày những nội dung của Clipboard. Có thể dùng những trình đơn trong cửa sổ này để thực hiện việc sao chép theo ý muốn. c) Trình đơn Circuit: CUT: EXIT: COPY: (Ctrl + C) PRINT: (CTRL + P) DELETE: SELECT ALL: COPY AS BITMAP: SHOW CLIPBOARD: ROTATE: (Ctrl + R) PASTE: (Ctrl + V) Bài giảng CAD điện Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 5 Xoay biểu tượng của linh kiện ngược chiều kim đồng hồ một góc 900. Nhấp chuột chọn linh kiện cần xoay sao cho linh kiện chuyển thành màu đỏ. Lật biểu tượng của linh kiện theo chiều ngang. Nhấp chuột chọn linh kiện cần lật sao cho linh kiện chuyển thành màu đỏ. Sau đó nhấp chuột vào nút Flip Horizontal trên thanh công cụ. Lật biểu tượng linh kiện theo chiều dọc. Nhấp chuột chọn linh kiện cần lật sao cho linh kiện chuyển thành màu đỏ. Sau đó nhấp chuột vào Flip Vertical trên thanh công cụ. Gán các thuộc tính vào thành phần đã chọn. Tùy theo từng đối tượng mà sẽ hiện bảng thuộc tính khác nhau. Có thể mở bảng thuộc tính bằng cách nhấp chuột vào nút Componet Properties trên thanh công cụ. Có một số thuộc tính chung cho các thành phần như :  Label: gán nhãn cho thành phần được chọn.  Model: kiểu dáng, tính năng của linh kiện.  Fault: gán những thiếu sót cho các điểm của linh kiện. Gồm:  Leakage: đặt giá trị trở kháng chỉ định trong các trường kề nhau, song song với các điểm đã chọn. Điều này sẽ làm cho dòng rò chạy qua các điểm thay vì chạy qua chúng.  Short: đặt trở kháng rất thấp giữa hai điểm (nối tắt) để linh kiện không được đo tác động lên mạch điện.  Open: Đặt trở kháng cao trên điểm đo để tạo như một điểm hở mạch.  None: chọn giá trị mặc định cho linh kiện.  Display: Trong đó:  Use Schematic Option: khi được đánh dấu chọn sẽ hiện tất cả những đối tượng khi đã thực hiện trong Show>Hide của khung thoại Circuit> Schematic Option.  Nếu không chọn Use Schematic Option thì những thành phần Show label, Show model, Show reference ID sẽ xuất hiện. Có thể chọn những thành phần xuất hiện cùng với linh kiện được chọn. Kết hợp những thành phần của mạch điện đã chọn thành một mạch điện con xem như là một tổ hợp mạch. Một tổ hợp mạch có thể chứa nhiền linh kiện theo ý muốn. Những đường mạch điện nối với tổ hợp mạch sẽ trở thành những trạm nối của biểu tượng tổ hợp mạch. Để tạo một tổ hợp mạch ta thực hiện theo các bước sau: FLIP VERTICAL: FLIP HORIZONTAL: COMPONENT PROPERTIES: CREATE SUBCICUIT: Bài giảng CAD điện Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 6  Đóng khung chọn những thành phần muốn dùng để tạo mạch tổ hợp. Lệnh này sẽ không có tác dụng nếu chọn cả dụng cụ đo.  Những thành phần có trong khung này sẽ chuyển thành màu đỏ. Nhấp chuột vào nút Create Subcircuit trên thanh công cụ. Khung thoại Subcircuit sẽ xuất hiện.  Đặt tên cho mạch tổ hợp vừa chọn, những thành phần nằm trong khung thoại này sẽ xuất hiện.  Copy From Circuit: đặt bản sao của những thành phần đã chọn vào mạch tổ hợp. Những thành phần gốc vẫn không bị mất đi.  Move from Circuit: loại bỏ những thành phần đã chọn từ mạch điện và chỉ xuất hiện trong tổ hợp mạch. Bài giảng CAD điện Biên soạn: Thạch Bảo Ân - Huỳnh Tấn Giàu 7  Replace in Circuit: đặt những thành phần đã chọn trong tổ hợp mạch và thay thế những thành phần đã chọn trong mạch bằng biểu tượng tổ hợp vừa tạo.  Bảng Gird: chọn hiện lưới trên màn hình làm việc(Show gird), sử dụng lưới mà không cần phải hiện lưới khi chọn Use gird, hoặc chọn cả hai.  Bảng Show/ Hide: sẽ cho ẩn hoặc hiện những thành phần được chọn trong bảng này.  Label: hiện tên nhãn linh kiện.  Reference ID: hiện mã nhận biết của linh kiện.  Model: kiểu linh kiện.  Values: giá trị của linh kiện.  Bảng Fonts: chọn kiểu chữ cho nhãn, giá trị của các linh kiện.  Font name: tên kiểu chữ.  Font size: kích thước chữ.  Set label/value font: cài đặt lại các tham số về phông chữ.  Always reruote wires: tự đi dây lại mỗi lần di chuyển linh kiện.  If possible, do not move wires: nếu có thể thì không di chuyển đường dây nối.  Auto – delete connectors: nếu chọn thì khi gỡ bỏ những dây nối với điểm nối thì điểm nối sẽ bị xóa nếu điểm nối có ít hơn 3 đường nối.  Bảng Wiring: chọn cách nối dây trong mạch điện. Khi chọn Drag to connect sẽ có hai lực chọn:  Manual – route wires: nối dây bằng tay. Sau khi di chuyển điểm nối thì các dây nối sẽ rối phải sắp xếp lại bằng tay.