I. Vẽ mạch in

Cách vẽ mạch in bằng Proteus. Phần 1: Sơ đồ nguyên lý.

Cho dù bạn vẽ mạch in bằng phần mềm nào đi nữa thì sơ đồ nguyên lý là cái quan trọng nhất đầu tiên chúng ta phải làm. So với các phần mềm khác như Eagle, Orcad, WorchBench ... thì mình thích nhất Proteus vì tính tiện lợi của nó trong các thao tác vẽ mạch. Mình sẽ không đi sâu vào cái sơ đồ nguyên lý này nhiều vì mọi người chắc cũng đã thông thạo đối với Isis. Tuy nhiên cần phải lưu ý một số cái:

1/ Sơ đồ nguyên lý phục vụ cho mô phỏng khác với Sđ để vẽ mạch in. Các bạn phải hình dung trước các linh kiện sẽ được bố trí trong mạch về hình dáng và kích thước chân của nó.

2/ Khi lấy linh kiện trong thư viện để vẽ sđnl, trừ những linh kiện có trong thư viện, bạn không cần chú ý đến mã số mà chú ý đến PCB của linh kiện. Ví dụ: Trong thư viện không có bóng A1015 (PCB: TO92), bạn chỉ cần lấy loại bóng tương tự có PCB là TO92 ví dụ 2N3906.


3/ Kiểm tra sơ đồ chân giữa A1015 và 2N3906. Khi vào Packaging Tool của 2N3906 bạn sẽ thấy các chân của nó khác với A1015 bạn sửa lại cho giống và ấn nút Assign Package(s) và làm theo hướng dẫn.



4/ Những linh kiện khác không có PCB trong thư viện, bắt buộc các bạn phải tạo footprint mới.

Phần 2: Vẽ mạch in

Sau khi có được sơ đồ nguyên lý từ Isis. Mình lấy thí dụ bộ nguồn 5VDC sau đây, trong đó các bạn chú ý hai linh kiện FUSE 1A và LED D1 mình đã tạo sẵn footprint vì thư viện ko có. Kiểm tra lại lần cuối và save lại.
B1/ Trên thanh công cụ bấm vào biểu tượng ARES hộp thoại nhắc bạn Save lại sơ đồ xuất hiện --> OK, proteus sẽ tự động liên kết sơ đồ nguyên lý của bạn với ARES.

B2/ Cửa sổ ARES xuất hiện, trước tiên các bạn cần phải vẽ hình dáng của và kích thước của bo mạch. Sử dụng các công cụ 2D graphic để vẽ, đường bao của bo mạch bạn phải chọn Layer: Board Egde (màu vàng). Nếu không mạch in sẽ chạy ra khỏi đường bao khi Autoroute.

B3/ Sắp xếp linh kiện vào board có hai cách Auto và manual.
+ Auto: bạn nhấp vào biểu tượng Auto-placer trên thanh công cụ, bên trái cửa sổ Auto-placer là list linh kiện, bạn chọn All nếu muốn máy tự xếp tất cả, bên phải là các thông số khoảng cách giữa các linh kiện. Sau khi chỉnh định xong nhấn OK. Thông thường cách này chỉ sử dụng cho những bo mạch lớn với số lượng linh kiện nhiều, mình không sử dụng cách này vì máy xếp ko được như ý muốn của mình.


+Manual: Bạn nhấn Undo, list linh kiện lại xuất hiện ở phần Component. Bạn tự sắp xếp bằng cách chọn linh kiện trong Component và bố trí trong mạch. Cái này tùy theo thẩm mỹ của mỗi người. Có thể xoay linh kiện bằng phím +/-.

Trên hình vẽ bạn thấy rất nhiều mũi tên và đường nối màu vàng, để bớt rối mắt bạn tắt grid bằng phím "G", nhấp vào biểu tượng Edit Layer Color trên thanh công cụ, trong cửa Displayed Layers bỏ các mục Ratsnest và Vectors đi.

Vẽ mạch in (tiếp theo)

B4/ Sau khi sắp xếp linh kiện xong nhấp vào biểu tượng Autorouter.

Nhấp vào mục Edit Strategies trong cửa sổ Auto Router. Trong này các bạn có thể chỉnh layer, nét mạch, khoảng cách giữa các nét, kích thước via.
+ Layer: Ares cho phép bạn vẽ mạch in bằng nhiều lớp.Vì là mạch ví dụ đơn giản nên mình chọn 1 lớp. Trong các mục pair 1->4 chỉ để Top Copper còn các cái khác bạn chọn none.
+ Nét mạch: ARES phân biệt được đâu là nét POWER, đâu là nét SIGNAL nhờ vào sơ đồ nguyên lý chúng ta đã vẽ. Chọn Strategy là POWER, phần Trace style có các cở từ T8 - T500, mình chọn T40. Tương tự đối với SIGNAL.
+ Khoảng cách giữa các nét chỉnh định ở mục Design Rules. Bạn có thể tăng giảm tùy theo chức năng của mạch nếu yêu cầu về chống nhiễu trên board cao.

Nhấn OK và chờ máy Auto Route cho bạn. Sau khi xong nếu ko thích bạn có thể Undo và chỉnh định lại, hình như Orcad làm cái này hơi khó nếu ko quen các thao tác.

B5/ Sau khi máy Route xong, sẽ có thông báo phần trăm các nét đã vẽ trong mạch, nếu 100% thì OK, còn nếu ko công việc còn lại là của bạn. Bạn nhấp vào biểu tượng Conectivity Rules cheker để kiểm tra những nét còn thiếu và bạn phải tự vẽ lấy. Bước này mình dừng ở đây vì còn tùy thuộc vào mạch.

B6/ Sau khi hoàn tất phần mạch còn lại là các chú thích trên mạch. Bạn có thể sử dụng các công 2D Graphic để vẽ vời tùy thích.
Như vậy là xong.
Mạch sau khi hoàn tất.

Đây là sản phẩm:

------------

Vẽ linh kiện:

Trong Ares bạn hoàn toàn có thể vẽ ra một linh kiện nào đó mà bộ thư viện không hỗ trợ kể cả về đế cắm và Preview 3D (mặc dù còn nhiều hạn chế)  --> cách thức để tạo một đế cắm linh kiện mới (không có trong thự viện) và vẽ mạch in thì mình đã có bài hướng dẫn từ rất lâu rồi, còn "về chức năng "3D visualization" này thì là một nét mới mà mình vô tình bắt gặp ở phiên bản 7.1 (không biết truớc đó đã có chưa ), để vào cửa sỗ Preview này bạn chỉ việc kích chọn vào menu Output --> 3D.... là xong  --> ở cửa sổ chính các bạn chọn phần setting để thiết lập lại hình ảnh như mong muốn như màu sắc (mạch in, đường mạch...), ánh sáng, độ dày mạch in... 

Bây giờ là việc tạo vẽ một linh kiện có hình thể 3D như ý muốn : bạn kích phải vào linh kiện trên bản thiết kế --> 3d visualization --> lúc này cái bạn thấy sẽ là một khung cửa sổ đuợc ngăn ra làm 2 phần :
1. Phần bên phải chức hình ảnh 3D của linh kiện : bạn có thể chọn các hướng để nhìn : left, right... hoặc chọn chế độ "Spin" để nó tự xoay quanh trục.
2. Phần bên trái : chứa phần code để vẽ thành con linh kiện đó. 

Mình sẽ nói sơ về phần code : nếu bạn chịu khó đọc bộ help của "3d visualization" phần MODEL CUSTOMISATION (nằm riêng trong cửa sổ của nó) thì sẽ hiểu rõ hơn, ở đây mình chỉ nói sơ lược qua vài code cơ bản thôi, cái này cũng không khuyến khích các bạn tìm hiểu cho lắm vì nó chưa hoàn thiện (một phần là cái này mình vọc cũng khá lâu nên quên gần hết rồi )
Code đuợc quy định cho từng thành phần và kiểu linh kiện đầu tiên sẽ là "Style Body" tức dạng thân của linh kiện (câu lệnh TYPE=...), gồm có các dạng như EXTRUDED (kéo dài), NONE (vô kiểu), CUBOID (lập phương), AXIALCYLIDER (tạo điện trở), nếu bạn không dùng lệnh TYPE thì mặc định trình sẽ chọn là kiểu EXTRUDED << mình sẽ giới thiệu cái này --> tiếp theo bên dươí lệnh Type là những dòng code quy định kích thước, vị trí tuơng đối và màu sắc thân linh kiện (các code như COLOUR=(R,G,B) << màu thân, MINHEIGHT=.., MAXHEIGHT=.. << độ dày linh kiện, X,Y, ANGLE << vị trí và góc nghiêng) 
Ví dụ như sau đây là phần code của một khối đơn giản 
COLOUR=(0,110,0)
MINHEIGHT=0.2mm
MAXHEIGHT=8mm
Như vậy khối trên sẽ có thân màu xanh lá cây hơi tối, có khoảng cách so với mạch in là 0.2 mm, và có độ dày là 8mm
(lưu ý hình dáng của khối này chính là phần khung bạn vẽ bằng mực "Top Silk" trong phần tạo linh kiện)

Xong phần thân bạn sẽ phải vẽ đến phần chân linh kiện 
--> dạng chân (PINTYPE=..) gồm có Straight, Bentwire, SMTJ, SMTZ, SMTB, CUBOID. 
Tương tự bên dưới dòng Pintype này là các code định hình màu sắc, kích thước.... chân của linh kiện 
gồm có : PINCOLOUR (màu sắc), PINMAX (phần cao hơn board), PINMIN (phần thấp hơn board), PINDIAMETER, PINLENGTH, PINTHICKNESS, PINWIDTH, PINMOVE. 

Còn một cách nữa là "du nhập hình ảnh 3D từ một trình đồ hoạ khác bỏ vào thư viện của Proteus.

B1: Đo kích thước chân của linh kiện. VD: Opto PC817 có 4 chân, khoảng cách giữa 1-2: 100th(2.54mm); 1-4:200th(7.62mm)

B2: Sử dụng công cụ dimension trên Toolbar Edit Objests vẽ kích thước như đã đo. Có thể chuyển đổi giữa hệ mét và inch bằng phím tắt "m" hoặc click vào button  trên thanh công cụ.

B3: Sử dụng các Hole Pad trên Toolbar Edit Objects. Giả sử chọn kiểu "Round", chọn kích thước Padstack và drill (VD: C-60-30), sau đó drag và click vào các đầu mũi tên chỉ kích thước đã vẽ trước đó lần lượt hết 4 chân.

B4: Xóa các mũi tên chỉ kích thước bằng các Double Right Click vào mũi tên và vẽ hình dáng của linh kiện bằng công cụ 2D Graphics. Có thể chuyển đổi tỉ lệ "Grid" bằng các phím F2, F3 hoặc F4 cho phù hợp với hình vẽ.

B5: Đặt number cho các chân bằng cách right click vào chân cần đặt number --> Edit properties hoặc Left Click một lần nữa.

B6: Tạo thư viện cho footfrint, chọn footprint vừa vẽ bằng cách rightclick và drag sao cho đưởng nét đứt bao hết footprint, sau đó chọn Library-->Make Package.

B7: Chọn các mục hoặc tạo mới như trong hình vẽ --> ấn OK. Bạn có thể xem lại hình ảnh 3D của footprint mới vẽ bằng Tab "3D Visualiazation" trong Make Package.



Về sau khi vẽ mạch in có linh kiện PC817 chỉ cần vào Package Mode, bấm vào nút P, gõ Keywords: PC817 là được.

Bước chuyển sang mạch in:

A. CHUYỂN TỪ MẠCH NGUYÊN LÝ SANG MẠCH IN:

1. Kiểm tra tổng thể: Từ sơ đồ nguyên lý, nhấn Design Explorer, xem thông báo lỗi:
- Nếu linh kiện mà ARES chưa tìm được kiểu chân sẽ có báo “Missing” hoặc "None"
2. Kiểm tra linh kiện lỗi: Trị bịnh thiếu linh kiện, OK nhé !
- LK phải có tên: Click đúp LK> gõ tên vào ô String hoặc Component Reference
- Click đúp LK vào Propeties > Mục “Exclude from PCB Layout” phải bỏ chọn.
- Nếu LK bị “None” phải Click đúp LK, xoá bỏ dòng mã trong khung “Other Propetie”. (LK bị None thì nằm lì bên ISIS, không chịu sang ARES !)
3. Tên chân nguồn IC (đang bị hidden): Với Pic, Click đúp > Hidden Pins > sửa VDD thành VCC, VSS thành GND.
4. Nhấn ARES để chuyển sang trình thiết kế mạch in, chọn kiểu chân cho những LK bị "missing"

B. BỐ TRÍ LINH KIỆN: Chọn Component Mode > Chọn LK, nhìn các sợi tơ nối (và mạch nguyên lý), sắp đặt từng LK cho hợp lý. Bước này quan trọng, cần xem xét:
-Thay thế kiểu chân LK: Chọn Selection Mode > Click đúp LK > Gõ tên chân mới vào “Package”
-Làm Via chân IC: Chọn Dil Pal Model > Click Via vào từng chân IC.
-Chỉnh Via: Chọn Via Mode > Click phải > Change Via > Chọn cở via
-Chạy bổ sung dây nối: Chọn Ratsnest Mode > Click điểm đầu, điểm cuối.

Thêm linh kiện cho mạch in trong ARES, làm thủ công vậy :

Dùng công cụ "Package model" để chọn kiểu đóng gói linh kiện muốn thêm
Dùng công cụ "Ratsnest mode" để nối dây cho linh kiện mới thêm 
C. Vẽ khung board: Chọn 2D Graphic > Chọn lớp Board Edge > Vẽ khung board 
(Bạn có thể thử công cụ Auto Place: sau khi chuyển sang Ares, vẽ khung, bấm Auto Place để Ares tự động bố trí linh kiện luôn, không vừa ý thì Undo).
D. Đi dây sơ bộ: Chọn Auto Rounter > Edit Strategies > Chọn Strategy = Power > Chọn các thông số:
-Làm mạch 1 lớp thì chỉ chọn 1 lớp Bottom (lớp khác đều None) 
-Chọn các thông số Trace (dây), Trace-Trace (khoảng cách), Via (chân)... 
-Sau đó chọn Strategy = Signal > Lặp lại các tuỳ chọn như trên > xong OK
E. Đi dây hoàn thiện: Chọn Electra Auto Rounter > Runelectra > Continue để chạy hoàn thiện. Lặp lại bước này nhiều lần, (mỗi lần chạy nó cho 1 kết quả khác đấy, thế mới lạ chứ) mỗi lần nhớ Save as lưu lại, chọn lấy kết quả ưng ý nhất. 
F. Đổ Masse: Chọn Tool > Power Plane > Chọn Nets=GND > OK. (Xoá dây masse thừa: Dùng Connectivity HighLight > Click dây mase > Click phải > Delete Rounter).

G. Làm nguội: Chọn lớp làm việc Bottom (ví dụ mạch 1 lớp)
- Chỉnh khoảng cách giữa lớp Masse và mạch: Chọn Selection Mode > Rigth Click lên board > Select All (chuyển màu trắng) > Lại Rigth Click > Edit Propeties > Chọn Clearance = ...th > OK.
- Chạy JumP: Chọn Track Mode > Click tại Via xuất phát > Click các điểm trung gian, bẻ cua > Đến điểm cần Jump, Click đúp tạo Via xuyên mạch qua mặt sau (lớp TOP màu đỏ) > Đến cuối Jump, lại Click đúp tạo Via xuyên mạch trở lại mặt trước (lớp Bottom màu xanh) > tiếp tục đi dây... > Click kết thúc trên Via cuối (nếu chạy dây sai so với mạch nguyên lý sẽ bị nhấp nháy)
- Chỉnh dây: Chọn Connectivity Highligth (làm sáng rõ các nhánh có nối với nhau, khi click) > Click trái > Click phải > Change Track Style > Chọn cở dây (Nếu không Click trái mà Click phải luôn thì chỉ chỉnh cho 1 đọan ngắn, giữa 2 điểm)
- Chỉnh Via: Chọn Via Mode > Click phải > Change Via > Chọn cở via
- Ghi nhãn: Chọn 2D Graphic Tex > click vị trí > gõ vào ô String > OK. Chọn lớp, đão chữ: Right Click lên Text > Propeties > Change>Bottom / và chọn Mirror.
H. Đo kích thước: Chọn Dimension, Click 2 điểm cần đo
- Đổi đơn vị đo : Chọn Selection > Đúp Click vào số đo > Sửa trong String Box: %C là cm, %B : inch, %A : th 
I. In ấn: Output > Print > Kéo bản vẽ vào tâm trang giấy > Chọn Print để chỉnh trang giấy ngang, dọc > Ấn None rồi chọn lớp Bottom cần in > Nếu cần in vào file: Nhập tên file, chọn OK

K. TỰ TẠO THƯ VIỆN CHÂN LINH KIỆN

1.Vẽ chân Via: Vào ARES (nếu đang thực hiện board thì vẽ ở vùng bên ngoài khung board, tí sẽ xoá) Chọn Round through-hole > chọn kích cỡ Via (vùng “Circus through” bên trái màn hình, là kích thuớc Via và lỗ khoan, ví dụ C70-30) > Click đặt các chân Via, kích thước khớp theo chân linh kiện thực tế, tâm Via đặt theo điểm trên lưới bản vẽ.
2.Vẽ khung linh kiện: Chọn 2D Graphic Box/Circle > Chọn lớp “Top Silk” > Vẽ một khung bằng kích cở của LK, tương úng các chân Via đã vẽ trên.
3. Đánh số chân LK: Chọn Selection Mode > Click đúp vào từng Via và đánh số thứ tự chân/ hoặc ký tự vào trong ô “number”. Ví dụ IC thì đánh 1, 2,3 .. Led thì đánh chân A, K . . (hoặc chọn Auto Name Generator > OK > Click lần lượt các Via)
4. Lưu vào thư viện: Chọn Selection Mode > Vạch khung nhóm chọn tất cả > Chọn Make pakage > Đặt tên linh kiện > Chọn nơi lưu (dễ nhớ 1 chút) > Chọn dạng chân cắm là loại xuyên lỗ (through) hay bề mặt (surface) > Save. 
5.Xử lý trên mạch nguyên lý, khi dùng linh kiện tự tạo: Xem phần “kiểm tra linh kiện lỗi” ở trên.

Hướng dẫn vẽ mạch in trên Altium PCB Designer

Bao gồm:

1. Hướng dẫn vẽ mạch nguyên lý(Schematic).
2. Từ mạch nguyên lý chuyển sang mạch in(Layout).
3. Sử dụng thư viện linh kiện và tạo mới.

4. Lưu ý sắp xếp linh kiện và đi dây.
5. Add thư viện hiển thị ảnh 3D.
6. Xuất file .pdf cho ủi mạch thủ công.

Video:  https://youtu.be/_KWXk-MNSpM

• Altium Designer cung cấp môi trường sản phẩm thống nhất, phục vụ cho tấc cả các khía cạnh của quá trình phát triển điện tử, bao gồm:
  • Thiết kế Front-End và capture.
  • Thiết kế vật lý mạch in.
  • Thiết kế phần cứng FPGA.
  • Thực hiện hệ thống FPGA và gỡ lỗi (khi làm việc với mạch phát triển FPGA phù hợp).
  • Phát triển hệ thống nhúng.
  • Mô phỏng mạch.
  • Phân tích tín hiệu.
  • Thiết kế mạch in.
• Altium Designer bao gồm tấc cả các biên tập và các công cụ phần mền cần thiết để thực hiện tấc cả các khía cạnh của quá trình sản xuất sản phẩm điện tử. Altium Designer giao tiếp dễ dàng tới các công cụ hỗ trợ, giao tiếp với bên thứ 3, mô phỏng. Cơ bản thiết kế Altium là The Design Explorer (DXP) Intergration Platform. Cung cấp giao diện người dung nhất quán trên tấc cả các công cụ và thiết kế. Môi trường thiết kế Altium là hoàn toàn tùy biến, cho phép thiết lập không gian làm việc phù hợp. Một lựa chọn phù hợp và mô hình chỉnh sửa trên những người dùng khác nhau cho phép dễ dàng và thuận lợi chuyển đổi giữa các tác vụ thiết kế khác nhau trong môi trường thiết kế Altium.
• Trong giao diện chính của Altium Designer có thể làm nhiều dự án cùng một lúc, hỗ trợ giao diện người dùng chuẩn, Chẳng hạn như các menu và các thanh công cụ. Các thanh menu và công cụ có thể sắp xếp tùy ý của người dùng để phù hợp nhất cho mỗi người dùng khác nhau.

• Các vị trí của các Panel, các Menu hay shortcut có thể di chuyển hay thêm bớt vào trong Menu làm việc chính.
• Có thể chuyển nhanh làm việc với các dự án khác nhau thông qua WorkSpace Panel.
• Altium Designer hỗ trợ nhiều ngôn ngữ cho người thiết kế. Để cài đặt ngôn ngữ: Tab General trong hộp thoại Preferences (DXP->Option). Sauk hi thay đổi cần khởi động lại phần mềm.
• Phần mềm cung cấp lượng lớn giá trị các phìm tắt, giúp thao tác nhanh trong việc thiết kế, làm việc dễ dàng và chuyên nghiệp không cần quá nhiều di chuyển và nhấn chuột trong các menubar.
• Ngoài ra Altium Designer hỗ trợ làm việc nhiều màn hình để thuận lợi và thêm không gian cho thiết kế. Để di chuyển một tài liệu đến màn hình khác chỉ cần kéo Tab đó sang vị trí của màn hình khác. Hoặc nhấn chuột phải vào tab tài liệu và chọn Open In New Windown.

• Một số khái niệm và lưu ý:
  • Altium cung cấp một môi trường làm việc với số lượng phím tắt tương đối lớn và hoàn chỉnh. Để ý các phím tắt là cái kí tự có gạch chân trong các MenuBar. Tận dụng điều đó giúp thiết kế nhanh và chuyên nghiệp hơn.
  • Chú ý một số khái niệm đã nêu trong bài tổng quan về mạch in và các tiêu chuẩn khi thiết kế mạch in.
  • Để làm quen dần với phím tắt, các phím tắt được trình bày sau mỗi thao tác, xuất hiện trong dấu ngoặc đơn. Tập sử dụng các phím tắt và ghi nhớ, các mạch sau này thực hiện dễ dàng và thao tác nhanh hơn rất nhiều.
  • Mỗi linh kiện sẽ có hình dáng và kích thước riêng, tùy loại linh kiện mà cấu tạo Footprint sẽ khác nhau.Ví dụ linh kiện hàn xuyên mạch vẽ trên Multiplayer để hiện đầy đủ các lớp, kích thước lỗ khoan. Đối với linh kiện dán thì xuất hiện lớp Top Paster, được thực hiện trên một mặt của mạch.
  • Các layer:
    • Top layer: Lớp đường mạch ở mặt trên.
    • Bottom layer: Lớp đường mạch ở mặt dưới.
    • Top overlay: Hiển thị thông tin linh kiện ở mặt trên.
    • Bottom overlay: Hiển thị thông tin linh kiện ở mặt dưới.
    • Top paste: được tạo ra bởi các chân của linh kiển dán ở mặt trên.
    • Bottom paste: được tạo ra bởi các chân của linh kiển dán ở mặt dưới.
    • Top solder: Lớp Solder Mask ở mặt trên, xem thêm trong bài tổng quan về mạch in.
    • Bottom solder:Lớp Solder Mask ở mặt dưới, xem thêm trong bài tổng quan về mạch in.
    • Keep out layer: đường giới hạn board, board được cắt theo nhưng đường vẽ trên lớp này.
    • Các thủ thuật và phím tắt cơ bản:
    • Để nơi vẽ mạch về trung tâm, chọn View->Fit Document.
    • Để cuộn bản vẽ mạch lên xuống sử dụng nút cuộn chuột chuột.
    • Để phóng to nhỏ. Nhấn Ctril+ nút cuộn chuột.
    • Để chuyển bản vẽ mạch sang trái, phải, nhấn Shift+ nút cuộn chuột.
    • Để chọn nhiều đối tượng (linh kiện hay dây nối…) cùng lúc, nhấn Shift + nhấn chuột vào các đối tượng.
    • Ngoài ra để di chuyển bản vẽ, thực hiện nhấn chuột phải và di chuyển về vị trí mong muốn.
    • Để chuyển đổi nhanh đơn vị thiết kế (mm hay mil), ở cửa sổ làm việc chính, nhấn “Q”. 1mil=0,0254mm.

Khởi tạo Project và tùy chỉnh giao diện làm việc

• Để thiết kế mạch in với Altium cần khởi tạo các cơ bản như sau:
• Khởi tạo một dự án PCB trong đó cơ bản bao gồm:
  • Schematic : Sơ đồ mạch nguyên lý
  • PCB : Sơ đồ mạch in
  • Schematic Library : Thư viện dùng cho mạch nguyên lý
  • PCB Library: Thư viện dùng cho mạch in.
  • Để bắt đầu dễ dàng hơn hôm bài viết đi vào trực tiếp vẽ một mạch.Ở đây là mạch nguồn có ngõ ra 5V, 3A. Lưu project này là “PSU_5v_3a”.
• Từ giao diện chính của chương trình Chọn File->New->Project->PCB Project.

• • Trên Workspace nhấn chuột phải vào PCB_Project1 đã tạo chọn Save Project As…
  • Tại đây chọn thư mục để lưu Project, ở đây lưu với mạch tên là “PSU 5V-3A”.
  • Lưu ý việc lưu tên và đường dẫn project sẽ thuận tiện làm việc sau này.

• Tạo mới 1 schematic.
  • Nhấp chuột phải trong giao diện Workspace chọn Add New To Project -> Schematic.

• • Sau đó lưu lại file Schematic tương tự như Project, lưu trong cùng một thư mục để dễ quản lý. Nhấp chuột phải vào Sheet1.SchDoc trong giao diện WorkSpace chọn Save As, lưu lại, ở đây đặt tên là “PSU.SchDoc” .Lưu ý rằng nếu bạn không lưu để dễ quản lý thì sau này khó làm việc.
• Tạo mới 1 PCB (sơ đồ thực hiện trên mạch in).
  • Nhấp chuột phải trong giao diện Workspace chọn Add New To Project -> PCB.

• • Sau đó lưu lại file Schematic tương tự như Project, lưu trong cùng một thư mục để dễ quản lý. Nhấp chuột phải vào PCB1.PcbDoc trong giao diện WorkSpace chọn Save As, sau đó lưu lại, ở đây đặt tên là “PSU.PcbDoc”. Lưu ý là nếu chưa lưu các bạn sẽ không Update được từ sơ đồ mạch nguyên lý sang mạch in.
• Tạo thư viện để vẽ mạch Schematic.
  • Trong giao diện Workspace nhấp chuột phải chọn Add New To Project -> Schematic Libray.

• • Sau đó các bạn lưu lại tên thư viện.Ở đây mình lưu thư viện là “PSU.SchLib”.
• Tạo thư viện vẽ Footprint để thực hiện trên mạch in.
  • Trong giao diện Workspace nhấp chuột phải chọn Add New To Project -> PCB Libray.

• • Sau đó các lưu lại thư viện . Ở đây lưu là “PSU.PcbLib”.
  • Và đây là giao diện cuối cùng sau khi đã tạo xong một Project.

Tạo thư viện vẽ Shematic từ DataSheet

• Tạo các thư viện cần thiết cho mạch Schematic sau:

• Để ý và chọn đúng loại linh kiện, là linh kiện dán hay linh kiện thường. Nên tìm kiếm các linh kiện
  nào dễ mua và phù hợp để thiết kế mạch.
   
• Mạch sử dụng các loại linh kiện:
  • Diode SSB44.
  • Tụ điện 330uF/35V.
  • IC nguồn LM2596S-ADJ.
  • Cuộn dây 330mH.
  • Điện trở (giá trị điện trở trong mạch cần tính toán lại để đáp ứng đúng yêu cầu ngõ ra của mạch).
  • Các Diode, tụ điện, cuộn dây và điện trở đều là linh kiện 2 chân, cách tạo giống nhau trong thư viện Schematic. Còn Footprint khác nhau tùy vào loại linh kiện và kích thước linh kiện.
• Tạo thư viện Schematic cho tụ điện, các linh kiện đã nói ở trên hoàn toàn tương tự.
• Đầu tiên chọn loại linh kiện thỏa mãn yêu cầu.Ở đây chọn “330uF35V-SMD100102”.

• Chọn tab SCH library sau đó tạo thư viện cho linh kiện cần tạo
• Nhấn vào Add để thêm linh kiên, sau đó xuất hiện ra hộp thoại, đặt tên cho linh kiện. Ở đây đặt là “Tu 330uF”.

• Trong Place trên menubar có hoặc phím tắt P chọn các biểu tượng để vẽ ký hiệu cho linh kiện. Ở đây chọn Line, và Elliptical Arc để vẽ. Để ý rằng linh kiện tụ điện là linh kiện có 2 chân, vẽ nó như kí hiệu của tụ điện. Xem hình vẽ bên dưới.
• Sau đó vẽ đường Pin (mục này là quan trong nhất, nó liên kết đến Footprint theo thứ tự chân tương ứng đã đặt). Trong Place chọn Pin.
• Sau đó đặt Pin vào 2 đầu linh kiện đã vẽ, Chú ý đầu có dấu X (xuất hiên khi di chuyển Pin) sẽ là đầu được nối với các linh kiện khác nên xoay ra ngoài (Sử dụng phím SpaceBar).
• Nhấp đúp vào Pin đã tạo ra sẽ xuất hiện hộp thoại Pin properties như hình.
  • Trong Display name: Tên hiển thị thứ tự chân linh kiện được kết nối với Footprint.
  • Trong Designator: thứ tự chân sẽ được kết nối với Footprint.

• Tạo thư viện Schematic cho IC-LM2596S-ADJ
  • Đầu tiên cần có Schematic cho IC-LM2596S-ADJ. Datasheet rất dễ kiếm trên mạng.

• • Tạo thư viện linh kiện có nhiều chân, có nhiều cách tạo. Có thể tạo theo kiểu truyền thống như tạo thư viện cho điện trở hay tụ điện hay ứng dụng Paster special, Pin sheet editor. Đối với các linh kiện nhiều chân nên tạo theo cách này.
  • Đối với LM2596S-ADJ chỉ có 5 chân tạo theo cách truyền thống cũng nhanh, không nhất thiết phải ứng dụng Paster special, Pin Sheet editor.Để làm quen với phương pháp này, phần tiếp theo trình bày tạo linh kiện cho một linh kiện phức tạp hơn PIC16F877A, loại rất thông dụng hiện nay.

• • Đầu tiên mở thư viện Schematic và tạo mới 1 linh kiện. phần này đã được trình bày trong tạo tụ điện nên không trình bày lại nữa.
  • Tạo 1 Pin để tham khảo. Sau đó thực hiện như hình vẽ.

• • Tiếp theo mở Excel lên và Paste qua. Chỉnh sửa như sau :

• • Nhấn Copy toàn bộ khung dữ liệu bên Excel sau đóc chuyển sang lại giao diện của Altium, Chọn Smart Gird Insert như hình vẽ:

• • Tìm chân tham khảo và xóa đi. Ta được như 40 chân như sau:

• • Chọn 20 Chân bên dưới sau đó nhấn SpaceBar để xoay lại, và di chuyển đến vị trí như mong muốn như hình Datasheet. Lưu ý các vị đặt chân không nhất thiết phải đặt giống như DataSheet, nhưng các thứ tự Pin phải kí hiệu cho đúng tên.
  • Chọn Place->Rectangle (P->R) vẽ đường bao cho IC.
  • Chọn Edit->Move->Sent To Back, nhấn vào khung IC để hiển thị chữ lên trên.

• • Lưu lại linh kiện. Như vậy là đã tạo xong thư viện linh kiện trong Schematic. Tiếp đến vẽ và add Footprint cho linh kiện được trình bày ở phần sau.
  • Ngoài ra có thể sao chép thư viện từ thư viện khác về thư viện của bạn bằng cách thêm thư viện đó vào Project (Add Exiting To Project) sau đó chọn các loại linh kiện cần sao chép, sang thư viện của bạn và dán vào. Đa số các nhà sản xuất có sẵn các thư viện cho sản phẩm của họ, chỉ cần tải về sau đó thêm những linh kiện cần thiết để tránh mất thời gian, và sai sót khi tạo thư viện. Các linh kiện thiếu hoặc không có, có thể tự bổ sung như cách trên.

Vẽ Footprint cho mạch in

• Altium hỗ trợ cho việc cả tạo thư viện 2D và 3D. Trong bài này chỉ trình bày tạo thư viện 2D.
• Tạo Footprint cho tụ điện.
  • Trong WorkSpace chọn Project để hiện thị giao diện làm việc chính.
  • Nhấp đúp vào thư viện PSU.PcbLib để tạo thêm thư viện cho linh kiện.

• • Chọn Tab PCB Library để bắt đầu vẽ Footprint cho linh kiện. Thực hiện như hình vẽ bên dưới.

• • Dựa vào thông số của của linh kiện. Loại G có các kích thước như datasheet.

• • Các Pad ,phần quan trọng nhất của Footprint, các đường đồng được hiển thị trên mạch in, nơi được hàn linh kiện và kết nối qua các đường đồng đến các linh kiện khác,các pad kết nối với các pin theo thứ tự chân tương ứng bên thư viện Schematic sau khi Add FootPrint sẽ được trình bày ở mục sau. 2 pad có cùng kích thước W*I=0.9mm*3.5mm. Khoảng cách giữa 2 Pad P=4.6mm.
  • Các Pad nên vẽ lớn hơn giá trị cho trong datasheet một tí dễ hàn linh kiện khi thi công mạch hơn.có thể vẽ W*I=1mm*3.6mm.
  • Chú ý: 1mm tương đương xấp xỉ 40mil.
  • Các Pad dùng trong mạch này là linh kiện dán được vẽ trên lớp Top Layer. Đối với linh kiện thông thường thì chọn vẽ trên MultiLayer để hiện thị thêm kích thước lỗ khoan.
  • Để thêm Pad chọn Place trên memu Tab hoặc nhấp đúp vào khoảng trống ở giữa của giao diện, chọn Pad, hoặc sử dụng phím tắt P->P.

• • Nhấp đúp vào Pad để chọn thuộc tính cho Pad. Dùng phương pháp canh tọa độ đặt các Pad chính xác. Các linh kiện có thể xoay, đặt ở vị trí tùy ở. Vẽ ở gần trục tọa độ dễ canh khoảng cách hơn.

• • Pad 2 vẽ tương tự. Chọn lại tọa độ để đạt được khoảng cách giữa 2 Pad là P=4.6mm. Tương ứng có tọa độ Pad 2 (X= 0mm, Y= 4.1mm).Chú ý X,Y là tâm linh kiện. Để P=4.6mm, thì khoảng cách từ tâm đến mỗi Pad là 2.3 mm. Do đó tọa độ Y là I/2+P/2=4.6/2+3.6/2 = 4.1mm
  • Tiếp theo vẽ đường bao cho linh kiện. Các giá trị tương ứng trong Datasheet. Phần này hiển thị để biết rõ hơn linh kiện được in giống như chú thích trên mạch in nên chỉ cần tương đối. Lưu ý phần này được vẽ trên lớp Top Overlay.
  • Sau khi thực hiện xong lưu lại vào thư viện.

• • Đối với các linh kiện còn lại tạo hoàn toàn tương tự. Tuy nhiên đối với linh kiện nhiều chân thực hiện theo cách sau.Ở đây chọn Linh kiện PIC16F877A tương ứng với đã tạo Schematic ở trên.
• Tạo footprint sử dụng công cụ Component Wizard
• Ví dụ tạo footprint cho Pic 16F877A, Loại 40 Chân PDIP
  • Chọn Tools->Component Wizard… (T->C).Xuất hiện hộp thoại sau :

• • Nhấn Next> Xuất hiện ra hộp thoại chọn loại chân.
  • Ở đây chọn Dual In-line Packages(DIP) .Đơn vị chọn mm cho dễ thực hiện.

• • Tiếp tục nhấn Next> Xem lại datasheet và chọn các thông số cho phù hợp.
  • Các thông số cần chú ý ở đây là kích thước.

• • Chọn xong kích thước lỗ khoan và kích thước PAD nhấn Next>

• • Sau khi chọn xong chọn Next> chọn kích thước outline (đường bao) cho footprint.

• • Tiếp tục nhấn next. Chọn số lượng chân cho footpint - ở đây là 40 chân.

• • Tiếp tục nhấn Next, đặt tên cho footprint.
  • Nhấn next và finish là đã hoàn thành footprint cho linh kiện như hình vẽ:

Add FootPrint

• Từ thư viện Schematic. Chọn Linh kiện Tu 330uF sau đó add Footprint tương ứng.
• Add Footprint có thể được thực hiện theo sau khi vẽ mạch Schematic . Tuy nhiên khi tạo thư viện nên làm luôn mục này để sau này sử dụng không cần phải Add Footprint mà chỉ cần sử dụng.

Vẽ schematic và footprint trên altium

1. Lấy linh kiện từ thư viện

Chọn các linh kiện cần thiết cho mạch Schematic sau




Trong Workplace trên thanh Menubar chọn Part (hoặc nhấn P->P). Hoặc dùng chức năng Search linh kiện trong các thư viện trong mục Library. Chọn các linh kiện cần thiết cho mạch Schematic.
Lưu ý ở đây thêm thư viện có sẵn của chương trình “NSC switcher.SchLib” (thư viện nằm trong …\Library\National Semiconductor\NSC switcher.SchLib ) để dùng linh kiện có sẵn LM2596S-ADJ, các linh kiện còn lại là các linh kiện đã tạo từ bài trước hoặc từ các thư viện sẵn có.




Các linh kiện khác thực hiện tương tự.
Sau khi đã lấy ra đầy đủ các linh kiện cần thiết, tiến hành sắp xếp các linh kiện lại cho hợp lý .

2. Sắp xếp và đi dây linh kiện

Tiến hành sắp xếp lại mạch sau khi đã lấy các linh kiện.
Đi dây chọn place->Wire hoặc nhấn biểu tưởng Wire.
Sử dụng thêm Net Lable để đi dây cho các mạch phức tạp hơn. (Đặt tại các điểm cần kết nối. Các Lable cùng tên được kết nối với nhau mà không cần đi dây ).
chú ý: nhớ đặt tên cho các linh kiện, không được trùng tên !




Sau khi tiến hành đi dây. Được mạch Schematic sau


Tiến hành lưu lại mạch Schematic.

CHUYỂN THIẾT KẾ TỪ SCHEMATIC SANG FILE PCB
Quá trình này được thực hiện bằng cách mở file schematic lên. Sau đó chọn Design >> Update PCB Document . Cửa sổ Engineering Change Order hiện ra, sau đó và nó sẽ tiến hành các quá trình sau:
1.Một list các thành phần được sử dụng trong thiết kế sẽ được liệt kê ra và nó sẽ yêu cầu footprint cho mỗi thành phần trong đó. Altium sẽ tìm các footprint này trong các thư viện và đặt chúng vào Workspace PCB. Nếu như không tìm thấy footprint nó sẽ báo lỗi !
2.List các dây nối, các linh kiên được tao ra, các dây được nối vào các pad của các linh kiện theo đúng sơ đồ nguyên lý ( schematic). Lỗi sẽ xảy ra nếu như footprint không được tìm thấy hay các pads trong footprint không tương thích với sơ đồ nguyên lý.

Các bước thực hiện :3.Ngoài ra các công cụ khác cũng được add vào file PCB, bao gồm placement rooms ( bạn sẽ thấy nó là 1 vùng màu hồng xuất hiên trong workspace PCB sau khi quá trình chuyển thiết kế này hoàn tất ), các lớp linh kiên, các luật thiết kế ..v..v
1.Mở file schematic lên : PSU.SchDoc
2.Chọn Design >> update PCB Document PSU.PcbDoc. Cửa sổ Engineering Change Order xuất hiện.




3.Click vào Validate Change, nếu tất cả thay đổi được phê chuẩn thì dấu tick màu xanh lá cây sẽ hiện ra ở mỗi thành phần trong list. nếu như sự thay đổi không được phê duyệt, đóng bảng này lại kiểm tra và sửa các lỗi.
4.Click vào Execute Changes, để chuyển những thay đổi này vào file PCB. Khi quá trình hoàn tất, cột Done sẽ được tick
5.Click close. Workspace PCB hiện ra với tất cả các linh kiện được xếp trong placement rooms ( khung màu hồng). nếu như bạn chưa thấy các linh kiện sử dụng phím tắt V + D ( View >> Fit Document).




Board Shape với đường outline chính là vùng mà nhà sản xuất PCB căn cứ vào đó để cắt Board. Ta định nghĩa lại Board Shape bằng cách chọnDesign>> Board Shape >> Redefine Board Shape. và dùng chuột để tùy chình vùng board mới !
Vẽ đường board outline bằng cách chọn công cụ 'line' và phải được vẽ trên lớp 'keep-out layer'.





THIẾT KẾ PCB
Tới đây chúng ta đã có board mạch, các linh kiện. nhiệm vụ lúc này là xếp các linh kiện đó lên board và đi dây đồng ( tracks) sao cho tối ưu, hợp lý nhất.
Xếp các linh kiện ở vùng màu hồng vào board ( màu đen). Vì vùng màu hồng này ta không cần dùng tới nữa có thể ẩn nó đi bằng cách nhấn Clrl + D. bảng View Configurations hiện ra , trong vùng Rooms chọn Hidden. Click OK.


Hoặc đơn giản ta có thế xóa nó đi : click chuột vào nó và nhấn Delete 
Để xếp đặt các linh kiên, có thể dùng các công cụ như :
PCB Inspector: click vào thẻ “PCB” ở góc phía dưới bên phải màn hình, chọn “PCB Inspector” , chọn linh kiện rồi chỉnh tọa độ của nó trong bảng inspector theo ý mình
Các phím tắt Align:
SHIFT + CTRL + T Căn đều các đỉnh
SHIFT + CTRL + L Căn đều sang bên trái
SHIFT + CTRL + R Căn đều sang bên phải
SHIFT + CTRL + B Căn đều xuống dưới
SHIFT + CTRL + H Chia đều khoảng cách theo chiều ngang
SHIFT + CTRL + V Chia đều khoảng cách theo chiều dọc
SHIFT + CTRL + D Căn chỉnh vào gird



Nhấn phím tắt V + F (View >> Fit Board) để phóng to không gian làm việc .khi phóng to board mạch các ô lưới tọa độ sẽ hiện ra, có thể ẩn nó đi bằng cách nhấn Ctrl + G >> chọn Do Not Draw ( như hình ). 
Click OK 



THIẾT LẬP LUẬT ĐI DÂY (DRC)
Trong Altium có rất nhiều luật, muốn hiểu hết tất cả ta cần có thời gian nghiên cứu và làm việc. tuy nhiên ở mức độ cơ bản ta chỉ cần quan tâm các thông số:

Clearance: khoảng cách giữa 2 phần tử



Width: độ rộng đường mạch



·RoutingVias: kích thước các lỗ Via( ta quan tâm tới chúng khi thi công mạch nhiều lớp )



Để thiết lập rules chọn Design >> Rules ( phím tắt D+ R). bảng PCB Rules and Constraints Editor hiện ra.
click vào từng thẻ tương ứng (như mình đã bôi trong hình) và tùy chỉnh các thông số theo yêu cầu thiết kế của bạn.
ví dụ trong thiết kế này mình chọn: Preferred Width = 20 mil ; Min Width = 20 mil ; Max Width = 1000 mil
Chú Ý : Trong quá trình thiết kế các các thông số phần tử mạch có thể tính theo 2 hệ đơn vị khác nhau ( mm và mil). Bạn có thế nhấn phím tắt ‘ Q’để chuyển đổi qua lại 2 hệ đơn vị đo này. 


Nhấn phím tắt P+T hoặc click chuột để chọn công cụ đi dây :

Khi đi dây độ rộng mặc đinh dây sẽ bằng Preferred Width = 20 mil mà ta đã thiết lập trong Rules.
muốn thay đổi kích thước dây chỉ cần nhấn phím TAB và tùy chỉnh.


nhắc lại : có thể nhấn phím Q để chuyển đổi qua lại 2 hệ đơn vị đo ( mm; mil)

chú ý: khi chỉnh kich thước dây phải thỏa mãn: Min Width≤ kích thước dây ≤ Max Width
Min Width; Max Width là giá trị mà ta đã thiết lập trước trong Rules !
nếu không thỏa mãn Altium sẽ báo lỗi !
Lưu ý: mỗi đường dây phải chịu 1 dòng tải khác nhau, do đó ta phải dựa vào dòng tải của dây mà chọn kích thước dây cho phù hợp. trong bài hướng dẫn này đường dây nguồn phải chịu dòng lên tới 3A. Vì thế mà mình chọn kích thước dây nguồn tương đối lớn = 4mm   


thiết lập rule phủ đồng bằng cách click tab Design -> Rules, ở thẻ clearance click phải chọn new rule và để tên rule là clearance_1* như mặc định. tick chọn Advanced(Query), click tiếp Query Buder, trong cửa sổ hiện ra chọn belong to polygon (như hình minh họa), sau khi hoàn thành click OK



Tiếp đó thay đổi thông số clearance cho phù hợp!



Tại sao ta phải thay đổi thông số clearance so với mặc định ?.Clearance là khoảng cách giữa lớp phủ đồng và các phần tử khác trên PCB. Chúng ta có rất nhiều nhà sản xuất PCB chất lượng, việc chế tạo PCB bị lỗi do lớp phủ đồng chưa tách rời hoàn toàn với các phần tử khác là 1 điều hiếm gặp . tuy nhiên để giúp công việc sản xuất PCB được dễ dàng, cũng như ta thiết kế 1 PCB đạt tiêu chuẩn, tăng thông số clearance là 1 điều nên làm ( mình đểclearance = 60 mill). việc này cũng giúp giảm thiểu các lỗi trong thiết kế PCB.

Tiếp đó để phủ đồng, click Place -> Polygon Pour. chọn lớp phủ là top layer, net phủ là GND, click OK




sau đó dùng chuột để tùy chình vùng phủ đồng bám theo đường keep-outline.



Adding lables

Add thêm các nhãn đễ board mạch của ta trở nên rõ ràng, chuyên nghiệp và dễ dàng khi sử dụng.
chọn lớp vẽ là top overlay, sau đó nhấn phím tắt P- S (Place -> String). có 1 nhãn di chuyển theo đầu con trỏ chuột, đặt nhãn ở vị trí thích hợp và chỉnh sủa lại nội dung.
vì board này khá đơn giản, ta không cần phải thêm các nhãn, chỉ cần chỉnh sử lại các nhãn có sẵn trên board cho phù hợp. các nhãn TP1 - TP2 là vị trí cấp nguồn, và TP3-TP4 là tín hiệu out. đúp click vào tững nhãn và sửa lại TP1 là Vin, TP3 là Vout, TP2, TP4 là GND như hình.




Một công cụ cực kỳ hay và hữu ích trong Altium đó là Inspector và Find similar Objects. bạn có thể chọn và chỉnh sửa nhiều phần tử cùng lúc mà không tốn thời gian. ở ví dụ này mình sẽ sử dụng chúng để chình lại kích thước tất cả cá nhãn cùng lúc để tiết kiệm thời gian.
click phải vào 1 nhãn bất kì và chon find similar objects. 1 cứa sổ hiện ra, ở đây ta sẽ chọn những đặc điểm chung của các đối tượng cần chọn, vì ta cần chon tất cả các text nên Object kind chọn same, sau đó click OK



Cửa sỗ PCB Inspector hiện ra như sau, trong cứa sổ này là rất nhiều những thông số của các nhãn được chọn. ta chỉnh lại kích thước nhãn bằng cách thay đổi text Height và text Width ( được bôi trên hình) cho phù hợp.





ok, vậy là các nhãn trông đã nhỏ hơn và gọn gàng hơn ! 


Nhấn phím tắt 2 <-> 3 để chuyển đổi qua lại chế đọ 2D và 3D, mình cực kỳ thích công cụ này, nó giúp ta có thể quan sát mạch một cách trực quan hơn, va có thể đưa ra những quyết định chỉnh sửa lại cho board đẹp hơn, chuyên nghiệp hơn !



XUẤT FILE GERBER


File Gerber là gì?
Các định dạng tập tin Gerber được sử dụng bởi phần mềm thiết kế board mạch in(PCB) công nghiệp để mô tả hình ảnh board mạch in đồng, mặt nạ hàn, chú thích, lỗ khoan, vv. Các định dạng tập tin Gerber là tiêu chuẩn công nghiệp chuyển đổi hình ảnh board mạch in.

Để tránh những sai sót trong quá trình đi đặt mạch. ( việc nhà sản xuất PCB ko có phần mềm mà bạn đang dùng hay việc nhân viên kỹ thật mở file PCB lên gây ra những thay đổi trong đường mạch. .v..v) . bạn nên xuất re file GERBER, tất cả nhà sản xuất PCB đều có thể nhận file GERBER này !

-Để xuất file Gerber chọn : file-> fabrication outputs -> gerber file.
Tab general: chọn “ inches”, “2:4”




-Tab “layer” , ô “plot layers”, chon “ used on

1. Thiết kế thư viện nguyên lý (SCH LIB)
2. Thiết kế thư viện chân linh kiện (PCB LIB)
3. Kết nối linh kiện giữa hai thư viện
Tài liệu tham khảo thêm: Bài viết Thiết kế linh kiện dán
Linh kiện thiết kế trong ví dụ: MMA7260Q
Tác giả: Nomad204, HaUIonline.com

NỘI DUNG CHÍNH

1. Thiết kế thư viện nguyên lý 
Tạo mới 1 file thư viện nguyên lý: 


Tạo thư viện Schematic
Chúng ta nên nhớ, thư viện nguyên lý như một ngôi nhà, trong đó các kí hiệu, linh kiện trong đó là các thành viên trong ngôi nhà. Có nghĩa là trong thư viện, có thể chứa rất nhiều linh kiện. Chúng ta không nên nhầm lẫn là mỗi thư viện chỉ chứa đúng một linh kiện.
Đặt tên cho thư viện, nên đặt một cái tên chung và dễ nhớ. Trong ví dụ này là MyLib.Schlib

Mở Workspace SCH Library (bên trái), chúng ta sẽ thấy mặc định là tên một linh kiện. Nếu muốn thêm linh kiện khác, các bạn hãy nhấn vào nút Add. Nếu không có Workspace SCH Library, các bạn có thể lấy nó ở vị trí mũi tên trong hình.



Thẻ SCH Library
Nháy kép vào tên linh kiện ở Workspace SCH Library, và làm theo như trong hình:


Chỉnh các thông số cho linh kiện

Một số chú ý:

• Default Designator: Số hiệu của linh kiện,U?: Số hiệu của IC
• R?: Số hiệu của điện trở
• C?: Số hiệu của tụ
• Q?: Số hiệu của Transistor, FET, ....
• Y?: Số hiệu của thạch anh

......
Dấu "?" là các số tự nhiên (1 2 3 4 ...) mà sau này chúng ta dùng đến trong chức năng đánh số tự động của Altium
Comment: Giá trị của linh kiện được ghi trên vỏ, cái này là dùng làm kí hiệu cho lắp ráp, dùng để cho công nhân lắp ráp và List linh kiện.
Symbol Reference: Tên của linh kiện khi được List trong danh sách của thư viện, mặc định là Component_1
Value: Giá trị của linh kiện trên bản vẽ nguyên lý, dùng cho người thiết kế và phân tích mạch, cũng có thể dùng để list linh kiện. Nếu không có Value, thì ta phải tạo mới bằng nút AddĐến phần vẽ khung và chân linh kiện:
Trong Altium, cái nào ra trước thì nằm dưới cái ra sau.
Ví dụ: Vẽ khung màu vàng trước, thêm chân sau thì chữ của chân sẽ nổi lên khung.
Thêm chân trước, sau đó mới vẽ khung thì chữ của chân sẽ bị chìm dưới khung, không nhìn thấy. 

Tạo khung:


Tạo khung nền cho linh kiện

Thêm chân: (Add PIN):


Tạo chân cho linh kiện
Hiệu chỉnh giá trị cho chân:
Trước tiên, ta phải biết các thông số của chân linh kiện, cái này được cho ở Datasheet của linh kiện 


Đọc DataSheet
Ta thấy rằng, MMA7260Q có:16 chân

• 2 chân đầu vào
• 2 chân nguồn
• 7 chân không kết nối - NC
• 3 Chân đầu ra
• 1 Chân logic

Vậy thông số các chân sẽ như sau:


Chân đầu vào


Chân nguồn


Chân không kết nối


Chân Logic


Chân đầu ra

Lưu ý: 
Độ dài các chân nên để là: 20
khoảng cách hẹp nhất giữa hai chân liền nhau là: 10
Sắp sếp tổng thế ta được như sau:


Sắp xếp các chân
Nếu không muốn hiển thị các chân NC, chúng ta làm như sau:
+ Chọn các chân NC
+ Giữ Shift và kích chuột trái để gọi Workspace SCHLIB Inspector
+ Tích vào thuộc tính Hide



Ẩn các chân NC
Kết quả cuối cùng:


Hoàn thành

2. Tạo thư viện PCB

Các điều cần lưu ý khi tạo thư viện PCB, thêm linh kiện trong Altium:

- Không nên tạo thư viện tích hợp vì bất tiện cho việc cập nhật linh kiện mới.

- Luôn để tâm của linh kiện trùng vào gốc tọa độ của bản vẽ (Orignal)

- Các kích thước lỗ khoan chân linh kiện thông dụng:
0.6mm, 0.8mm, 1mm, 1.2mm, 1.5mm, 2mm, 2.5mm, 3mm, 3.2mm ....
Không nên để kích thước lỗ là mil, vì ở điều kiện làm mạch ở Việt Nam, sẽ không sử dụng đơn vị này => khoan không đúng kích thước chân linh kiện

- Bề mặt bám thiếc (size, Y-size) thường thì để gấp đôi kích thước lỗ, nhưng còn tùy thuộc vào điều kiện thực tế của mạch.

- Chuyển đổi linh hoạt giữa đơn vị Mil và mm, không nên gò bó vào một đơn vị nào đó.
Ví dụ: Lỗ chân linh kiện để là 0.8mm, khoảng cách các chân để là 100mil.
Phím tắt để chuyển đổi qua lại giữa 2 đơn vị là : Q

- Nên dùng phương pháp tọa độ và sử dụng thành thạo công cụ Inspector để có được một kích thước chuẩn nhất.
Điều này rất quan trọng đối với linh kiện đòi hỏi sự ghép khít, chính xác như: Led matrix, Led 7 thanh, ...
Linh kiện có kích thước càng sát với kích thước thật thì sắp mạch sẽ càng gọn và khoa học.
Nội dung chính của bài hướng dẫn này:
Thư viện PCB cũng giống như thư viện SCH, có nghĩa là nó có thể chứa không chỉ một mà rất rất nhiều linh kiện. Vì vậy chúng ta nên đặt một cái tên dễ nhớ, ngắn gọn nhất
Trong bài này, tên thư viện là Mylib.pcblib
Tạo mới thư viện: 


Tạo thư viện PCB
Lưu thư viện với tên : MyLib.pcblib
Trong bài này, chúng ta sẽ tạo chân cho con MMA7260Q, các kích thước của nó đã được cho trong datasheet:


Xem DataSheet
Tại Workspace PCB Library, nháy kép vào tên PCBCOMPONENT_1 và đổi tên như hình:


Đặt tên linh kiện
Lưu ý: Tên của linh kiện nên để theo tên trong Datasheet

Tạo chân cho linh kiện: Chú ý những khung màu đỏ


Tạo chân linh kiện
Vẽ khung và sắp xếp chân như sau:


Lưu ý: Cách vẽ linh kiện đã được nói rõ ở trong: Thiết kế linh kiện dán.

Linh kiện sau khi hoàn chỉnh:


Hoàn thiện linh kiệN

3. Kết nối linh kiện giữa hai thư viện
Lưu ý: Thư viện PCB và SCH nên để chung ở cùng một thư mục, khác thư mục chứa hệ điều hành.
Thực hiện:
Mở thư viện SCH và thư viện PCB
Ở thư viện SCH, chọn linh kiện cần liên kết chân và làm theo các bước lần lượt sau:






Kết nối linh kiện giữa hai thư viện

Hoàn chỉnh:

Phím tắt thường dùng trong Altium

Khi thiết kế mạch điện tử với Altium Designer thì chắc chắn rằng việc sử dụng phím tắt là trở nên cần thiết, và cũng là yếu tố giúp bạn trở thành nhà thiết kế mạch chuyên nghiệp. Tôi xin giới thiệu với các bạn các phím tắt thường được sử dụng khi thiết kế.

I. Thiết kê mạch nguyên lý (SCHEMATIC)
Phím tắt Chức năng
X: Quay linh kiện theo trục X (Đối xứng qua trục X).
Y:Quay linh kiện theo trục Y (Đối xứng qua trục Y).
Space: Xoay linh kiện 90 độ.

, SPACE: Đổi màu khi dùng bút Highlight (Đánh dấu các NET cùng tên)
ALT + Click (chọn Net): Highlight những Net có cùng tên (Làm mờ toàn bộ các phần còn lại của bản vẽ SCH)
Shift + Ctrl + C Clear: mọi áp dụng trên SCH
Ctrl + Click và kéo Di chuyển linh kiện đi cùng với dây (Giống như trong Proteus)
Shift + Space: Xoay linh kiện 45 độ.
Shift + Left Click: Copy linh kiện.
Shift + Click và kéo Kéo linh kiện ra.
Ctrl+Shift+L: (hoặc A L) Căn chỉnh các linh kiện thẳng hàng dọc.
Ctrl+Shift+T: (hoặc A T) Căn chỉnh các linh kiện thẳng hàng ngang.
Ctrl+Shift+H: (hoặc A H) Căn chỉnh các linh kiện cách đều nhau theo hàng ngang.
Ctrl+Shift+V: (hoặc A V) Căn chỉnh các linh kiện cách đều nhau theo hàng dọc.
Ctrl + M: Đo khoảng cách.
C C: Biên dịch Project – Kiểm tra các lỗi kết nối, port.
D B: Lấy linh kiện trong thư viện.
D O: Thay đổi thông số bản vẽ.
D U: Update nguyên lý sang mạch in.
J C: Nhảy đến linh kiện.
P B: Vẽ đường bus.
P N: Đặt tên cho đường dây.
P O Lấy GND.
P T: Thêm Text.
P W: Để đi dây nối chân linh kiện.
P V N: Đánh dấu chân không dùng.
T A: Mở cửa sổ quản lý đặt tên cho linh kiện.
T N: Đặt tên tự động cho linh kiện.
T S: Tìm linh kiện bên mạch in (Bạn chọn khối bạn cần đi dây bên mạch nguyên lý rồi ấn T-S, nó sẽ tự động tìm khối đấy bên mạch in cho bạn).
T W: Tạo linh kiện mới
TAB: Thay đổi các thông số của mạch.
V D: Đưa bản vẽ vừa trong khung màn hình.
II. THIẾT KẾ MẠCH IN (PCB LAYOUT)
Phím tắt Chức năng
2: Xem mạch in ở dạng 2D.
3: Xem mạch in ở dạng 3D.
Q: Chuyển đổi đơn vị mil –> mm và ngược lại.
P T: (Place > Interactive Routing) Chế độ đi dây bằng tay.
P L: Định dạng lại kích thước mạch in nhấn rồi vào lớp keep out layer vẽ đường viền sau đó bôi đen toàn mạch rồi nhấn D S D.
P M: Kéo nhiều dây 1 lúc (MultiRoute) (bằng cách: nhấn Shift để chọn nhiều Pad, sau đó nhấn P M rồi đi dây như bình thường. Trong khi MultiRoute, bạn có thể nhấn Tab để điều chỉnh khoảng cách tương đối giữa các dây với nhau)
P G: Phủ đồng.
P V: Lấy lỗ Via.
P R: Vẽ đường mạch to, khoảng cách giữa các đường mạch nhỏ.
P D D: Hiển thị thông tin kích thước PCB (giống như trong Cad có dạng <– 80mm –>)
A A: Đi dây tự động.
T U A: Xóa bỏ tất cả các đường mạch đã chạy.
T U N: Xóa các đường dây cùng tên.
T D R: Kiểm tra xem đã nối hết dây chưa sau khi hoàn thành đi dây bằng tay.
T E: Bo tròn đường dây gần chân linh kiện (Tea Drop – hình giọt nước cho đường mạch gần chân linh kiện).
T M: Xóa lỗi hiển thị trên màn hình.
D K: Chọn lớp vẽ.
D R: Để chỉnh các thông số trong mạch như độ rộng của đường dây (Width), khoảng cách 2 – dây (Clearance),cho phép ngắn mạch (Shortcircuit)…
D O: Chỉnh thông số mạch, nếu bạn không muốn các ô vuông làm ảnh hưởng đến viện vẽ mạch thì chuyển line thành dots.
D T A: Hiển thị tất cả các lớp.
D T S: Chỉ hiển thị lớp TOP + BOTTOM + MULTI…
C K: Mở cửa sổ chỉnh sửa đường dẫn linh kiện.
R B: Hiển thị thông tin mạch (kích thước, số lượng linh kiện…)
O D: (Hoặc Ctrl + D) Hiện thị cửa sổ Configurations (Điều chỉnh ẩn hiện các thành phần)
V B: Xoay bản vẽ 180 độ.
V F: Hiển thị toàn bộ bản vẽ.
L: Khi đang di chuyển linh kiện lật linh kiện giữa lớp Top và Bottom (Bottom và Top)
L hoặc Ctrl+L Mở View Configuration để điều chỉnh hiển thị các lớp.
TAB Hiện cửa sổ thay đổi thông tin khi đang thao tác.
Fliped Board Lật ngược mạch in.
Ctrl G: hoặc G Cài đặt chế độ lưới.
Ctrl M: Thước đo kích thước mạch.
Shift M: Kính lúp hình vuông.
Shift R: Thay đổi các chế độ đi dây (Cắt – Không cho cắt – Đẩy dây).
Shift S: Chỉ cho phép hiện 1 lớp đang chọn (các lớp còn lại được ẩn).
Shift+Space: Thay đổi các chế độ đường dây (Tự do – Theo luật – Vuông 90 độ – Cong)
Ctrl+Shift+L: (hoặc A L) Căn chỉnh các linh kiện thẳng hàng dọc.
Ctrl+Shift+T: (hoặc A T) Căn chỉnh các linh kiện thẳng hàng ngang.
Ctrl+Shift+H: (hoặc A H) Căn chỉnh các linh kiện cách đều nhau theo hàng ngang.
Ctrl+Shift+V: (hoặc A V) Căn chỉnh các linh kiện cách đều nhau theo hàng dọc.
Ctrl+Shift+Cuộn chuột Chuyển qua lại giữa các lớp.
III. 3D MODE (3D VISUALIZATION)
Phím tắt Chức năng
0: Xoay board mạch về hướng nhìn gốc
9 :Xoay board 90 độ
2: Chuyển sang chế độ 2D khi trong chế độ 3D View
3: Chuyển sang View 3D khi trong chế độ 2D
SHIFT Đồng thời nhần Shift và Click chuột phải, di chuyển chuột để xoay boad mạch theo các trục X Y Z
V F: Điều chỉnh board mạch vừa khít màn hình
V B: Lật boad mạch
Cuộn chuột Kéo lên – Kéo xuống
SHIFT + Cuộn chuột Sang trái – Sang phải
CTRL + Cuộn chuột Phóng to – Thu nhỏ
CTRL + Di chuyển chuột Phóng to – Thu nhỏ
CTRL + C: Chụp ảnh góc nhìn hiện tại của board mạch 3D vào Clipboard, để lưu thành file ảnh bạn cần sử dụng tool như Paint chẳng hạn.
T P: Mở cửa sổ Preferences
L: Mở cửa sổ Configurations – Điều chỉnh các thuộc tính hiển thị