DKS_GROUP Microcontroller Tranning Center
THIẾT KẾ MẠCH BẰNG PROTEL
MỤC LỤC
Bài 1.Linh kiện điện tử cơ bản 3
1.Điện trở 3
2.Biến trở 5
DKS_GROUP - 1 - www.EmbestDKS.com
DKS_GROUP Microcontroller Tranning Center
3.Tụ điện 5
3.1.Phân loại 6
3.2.Tụ hoá 7
4.Diode
7
4.1.Mô tả
5
4.2.Kí hiệu các loại diode
5
5.Transistor
8
5.1.Tác dụng
9
6.Led 7 thanh
9
7.Bộ cách ly quang
11
7.1.Ứng dụng
11
7.2.Nguyên lý cấu tạo chung của bộ cách ly
11
7.3.Phân loại
11
4.2.Các kĩ thuật khi vẽ mạch in 38
Bài 5.Phương pháp làm mạch in 69
DKS_GROUP - 2 - www.EmbestDKS.com
DKS_GROUP Microcontroller Tranning Center
1.Điện trở.
Tác dụng: Dùng để hạn chế dòng điện.Chính xác hơn là tạo ra dòng điện có giá trị
xác định nhờ định luật Ôm có thể tính được.
Phân loại: Trên thị trường có nhiều loại điện trở khác nhau. Tuỳ nhiệm vụ của bạn
mà dùng các loại trở khác nhau.
Kí hiệu điện trở trong sơ đồ mạch:
Hình ảnh của 1 số loại trở.
Cách đọc giá trị trở:
Đối với trở dán: Đọc theo giá trị ghi trên trở. Ví dụ: 104 = 10x10
4
=10
5
Ohm
= 100Kohm
Đối với trở có vạch màu đọc như sau:
DKS_GROUP - 3 - www.EmbestDKS.com
DKS_GROUP Microcontroller Tranning Center
Hai vạch trị số, vạch thứ 3 là số mũ, vạch 4 là sai số. Trị số được qui định
theo mầu như sau: Đen 0, Nâu 1, Đỏ 2, Cam 3, Vàng(yellow) 4, Xanh 5, Lục 6,
Tím 7 , Xám 8 , Trắng 9. Ví dụ : Điện trở sau : đỏ tím xanh tức là: 2 7 X10
5
=2
700 000 Ohm = 2,7 Mohm.
1Mohm = 1000 Kohm = 1000 000 Ohm
Đối với các điện trở giá trị nhỏ hơn 10 Ohm.Nếu vạch thứ 3 là mầu bạc thì
trị số vạch cuối cùng phải chia cho 100, là mầu vàng(gold) thì chia cho 10. Ví dụ :
3.1.Phân loại:
Tụ điện trong thực tế được phân ra làm nhiều loại và theo nhiều cách khác nhau
nhưng có thể kể ra là: tụ thường, tụ hóa, tụ xoay, vv..
Theo chất liệu có tụ giấy, tụ gốm, tụ sứ, vv..
Bản chất tụ điện là một kho điện nó có khả năng nạp điện và cho tới khi đã bão
hòa thì nó sẽ lại phóng điện
Sơ đồ nạp – phóng của tụ :
Do vậy mà tụ điện được sử dụng đặc biệt trong mạch tạo dao động, tạo xung,
mạch lọc vv…
Chú ý khi sử dụng tụ hóa do đặc thù nó có chân + và chân – nên khi đấu vào mạch
ta cần chú ý chiều của nó.
3.2.Tụ hóa :
DKS_GROUP - 6 - www.EmbestDKS.com
DKS_GROUP Microcontroller Tranning Center
3.3.Cách đoc giá trị tụ điện:
Tụ không phân cực, phổ biến là tụ gốm( tụ đất), đọc giống đọc trở
dán. Đơn vị là pF.
Tụ phân cực( tụ hóa) giá trị và cực tính ghi trên tụ.
Tụ xoay:
Ngoài loại tụ có giá trị thay đổi bằng cách vặn vít như biến trở.
4-Diode
4.1.Mô tả: Diode được cấu tạo từ 2 lớp bán dẫn tiếp xúc với nhau. Diode có
2 cực Anốt và Katốt. Nó chỉ cho dòng điện đi theo 1 chiều từ Anốt sang
Katốt(Chính xác là khả năng cản trở dòng điện theo chiều AK là rất nhỏ,
Còn KA là rất lớn). Nó được dùng như van 1 chiều trong mạch điện.
4.2.Kí hiệu của các loại diode:
4.3.Phân loại:
Theo chức năng có một số loại diode ngoài diode chuẩn. Một số loại diode
thường gặp:
Diode chuẩn phổ biến: 4007,4004,…
Các tran CMOS là các bóng hoạt động sử dụng nguyên lý điện từ , nên công suất
tổn hao nhỏ, được sử dụng như các van có tần số đóng cắt lớn
Điều lưu ý khi sử dụng các tran CMOS khi lắp các tran này vào mạch và vận hành
với nguồn đầy đủ thì không được hở cực GATE. Vì khi đó bóng sẽ sèo luôn . Đó
cũng là lý do mà tại sao làm mạch và hàn mạch cần thật tốt không để hở các chân
linh kiện nếu không để hở G thi tran sẽ cháy ngay.
6.LED 7 thanh (7_seg.... )
Là một linh kiện được sử dụng rộng rãi trong các mạch, các modul, các thiết bị…
Led 7 thanh dùng để hiện thị các thông tin dạng số liệu, và trên thực tế để vừa có
thể hiển thj số liệu và các thông tin khác dạng kí tự thì người ta sử dụng một loại
linh kiện tương tự là led 12 thanh, hay nhiều thanh trên.
Phân loại: có nhiều cách phân loại chúng nhưng phổ biến là theo 2 loại là: LED 7
thanh Anot chung và LED 7 thanh katot chung
Và trong các loại đó lại phân ra thành các loại như: LED đơn, LED kép, LED
gồm 4 led đơn,…
Tùy theo sự tiện ích và mục tiêu các thiết kế mà ta có thể lựa chọn chúng.
Nguyên lý chung của các loại led trên như hình vẽ:
DKS_GROUP - 9 - www.EmbestDKS.com
DKS_GROUP Microcontroller Tranning Center
Như vậy led 7 thanh là các led phát quang ở các thanh. Việc phối hợp các led ở
mỗi thanh sáng sẽ tạo ra các chữ số.
Dưới đây là hình vẽ của các loại led 7 thanh và sơ đồ chân của chúng:
Trong đó 1,2,3,4 là các chân Anot hoặc Katot chung của 4 led đơn trong bộ led.
7-Các bộ cách ly quang
7.1.Ứng dụng
Bộ cách ly là linh kiện sử dụng trong các ứng dụng điều khiển đóng cắt các mạch
điện ( đặc biệt là mạch công suất ) phía sau bộ điều khiển, việc cách ly này thực
hiện bằng ánh sáng.
7.2.Nguyên lý cấu tạo chung của các bộ cách ly:
8-Relay ( Rơ Le )
Cấu tạo của rơle như hình vẽ dưới
DKS_GROUP - 12 - www.EmbestDKS.com
DKS_GROUP Microcontroller Tranning Center
Về nguyên lý cấu tạo và hoạt động của rơle là dựa trên lực hút điện từ của
nam châm điện kết hợp với hệ thống các tiếp điểm.
8.1.Phân loại:
Rơle được phân loại theo rất nhiều cách khác nhau.
- Theo dòng điện thì phần thành rơle 1 chiều, rơle xoay chiều
- Theo số điểm cực thì có rơle đơn cực hoặc rơ le nhiều tiếp điểm.
…..
Trong thực tế rơle được sử dụng rất nhiều và vô cùng đa dạng về hình thức và ứng
dụng.
Role còn có nhiều loại chuyên dụng như nhiều loại rơ le như: Rơle đòng/ áp cực
đại, Rơle điện từ, Rơle số vv…
8.2.Điều khiển đóng mở rơle:
Khi ta cấp một điện áp vào hai đầu cuộn hút thì rơle sẽ hoạt động đóng các tiếp
diểm lại với nhau.
Tùy theo loại rơle được đk bằng điện áp là bao nhiêu như rơle: +5V, +12V…DC
hay AC…
Bài thực hành số1
I- Các công cụ sử dụng cho việc thực hành lắp mạch.
- Panel
- Đồng hồ đo vặn năng
- Các linh kiện.
- Các dây nối
- …..
II- Hướng dẫn sử dụng panel để lắp mạch test.
Trong công việc học tập cũng như trong các thiết kế thì việc tạo ra một mạch điện
thì ta cần phải cho mạch đó chạy test thông thường người ta sử dụng các tấm
Và có sử dụng bộ cách ly quang, lý do sử dụng bộ cách lý trong hầu hết các
ứng dụng điều khiển là hệ thống đk sẽ rất an toàn, tránh được ảnh hưởng của
nhiễu, và các htượng quá áp, quá dòng.
DKS_GROUP - 15 - www.EmbestDKS.com
DKS_GROUP Microcontroller Tranning Center
Khi ta cấp nguồn Vđk vào chân của bộ cách ly thì làm thông phototransistor
và cấp nguồn đóng tran thuận C828 và khi C828 thông thì cấp áp 12v cho rơle làm
rơle đóng và cấp nguồn cho led, led sáng.
2.1.Mạch nguồn
Trong chuyên mục này chúng ta sẽ tìm hiểu và thực hành để tạo ra các nguồn
điện áp với các mức điện áp như ý muốn thông qua việc sử dụng các ic chuyên
dụng.
Trong thực tế để tạo ra các mạch nguồn phức tạp thì cần phải tính toán rất nhiều
yếu tố khác như: chế độ tải , công suất mạch cần cung ứng.
Trên đây ta sẽ thực hành với những mạch nguồn đơn giản và cực kỳ dễ làm đáp
ứng đầy đủ các ứng dụng vừa và nhỏ.
Với việc sử dụng các ic chuyên dụng ta có thể tạo ra các nguồn chuẩn như +/- 5 V,
+/- 9 V, +/- 12 V. Hay bất kỳ điện áp nào.
Ta sẽ đI tìm hiểu lần lượt
Để có thể tạo ra các nguồn cộng trừ 5,9,12 V thì ta sẽ có các ic sau
Tạo ra nguồn điện áp (+) ta sử dụng các IC 78XX ( 7805, 7809, 7812 )
Tạo ra nguồn điện áp (-) ta sử dụng các IC 79XX (7905, 7909, 7912 )
Dưới đây là hình ảnh và sơ đồ tạo ra nguồn chuẩn +5V từ nguồn xoay chiêu 220V
DKS_GROUP - 16 - www.EmbestDKS.com
DKS_GROUP Microcontroller Tranning Center
Mạch tạo điện áp :
Trong sơ đồ trên có sử dụng một biến áp ( hạ áp) vào 220VAC và ra là 12VDC
phía sau biến áp là một mạch chỉnh lưu cầu. Tiếp đó là mạch của ic chuyên dụng
78XX. Các tụ điện trên tùy theo công suất nguồn yêu cầu mà ta sử dụng. Đặc biệt
ta sử dụng tụ C có điện dung lớn 1000uf hay lớn hơn mắc song song với c11 để
• Các dòng vi điều khiển kể trên chúng ra đời và ngày càng phát triển mạnh
mẽ . Lý do chúng chính là những trung tâm mà có khả năng thu thập thông tin
rồi xử lý thông tin, đưa ra các lệnh điều khiển các mạch điều khiển để điều
khiển các đối tượng, chúng có khả năng về truyền thông , đưa thông tin cần
thiết lên máy tính qua cổng COM chuẩn RS232 hay tham gia vào một mạng
nào đó …
Khả năng tích hợp của các dòng vi điều khiển không ngừng phát triển. Nhiều dòng
vđk tích hợp trong nó rất nhiều các vi mạch như các bộ chuyển đổi ADC, DAC,
comparator ,vv.. Và tốc độ xử lý thông tin của chúng ngày càng cao, khả năng lưu
trữ thông tin lại càng lớn với các bộ nhớ dạng EEPROM, FLASH,v…ngay cả các
hệ thống các bộ nhớ ngòai, các hệ thống thanh ghi và nhiều vi mạch số.
Tất cả chúng nếu biết thiết kế và tổng hợp thì sẽ là một sức mạnh có khả
năng giảI quyết được rất nhiều bài toán thực tế mang giá trị ứng dụng cao và thu
được kinh tế lớn.
• Các dòng vi mạch lập trình được
Có nhiều dòng vi mạch có khả năng lập trình được cả về điện tử tương tự lẫn
điện tử số.
Các Vi mạch lập trình được tương tự là FPAA.
Các vi mạch này có khả năng tích hợp rất lớn , thông qua một phần mềm lập
trinh ngôn ngữ của các vi mạch do nhà thiết kế đưa ra chúng ta có thể thiết lập
FPAA thành rất nhiều khối tương tự làm được các chức năng như một mạch điện
hay một phần tử ic rời để làm những nhiệm vụ của một mạch điện tương tự .
Ví dụ như các mạch khuếch đại ( nhiều loại như đảo, không đảo, vi sai ,,,), các
mạch vi phân, tích phân, các mạch lọc thông ,…. Và cả các bộ biến đổi tín hiệu
như ADC,….
Quả là thật tiện lợi, sau khi đã thiết kế trên phần mềm ta hợp dịch ra các file
dạng hex hay bin và có thể nạp vào các bộ nhớ hay các dòng vi điều khiển để khi
ghép nối chúng với các vi mạch FPAA chúng sẽ nạp chương trình vào FPAA và
FPAA sẽ thực hiện chức năng định sẵn đó.
Các Vi mạch lập trình được số là FPGA.
DKS_GROUP Microcontroller Tranning Center
- Khái niệm về Optoicupler: Là một bộ gồm có một mắt phát tín hiệu và
một mắt thu tín hiệu tạo tín hiệu đầu ra có thể tích cực mức 0 hay mức 1.
Giả sử bình thường tín hiệu tạo ra luôn là mức 1 khi có một vật cản chắn
giữa mắt thu và mắt phát thì tín hiệu tạo ra là mức 0. Và nguyên lý này đã
được vận dụng tạo ra rất nhiều sản phẩm ví dụ như các bộ mã hoá xung
dùng đo tốc độ động cơ, cách ic cách ly quang, và như trong đồ án em đã
vận dụng để tạo ra một mạch dùng để đếm vật ( sản phẩm).
Hình ảnh của một optoicupler dùng chế tạo nên bộ mã hoá xung Encoder:
Bộ encoder tự chế dùng để đo tốc độ động cơ.
Thiết kế đồ án sử dụng mạch thu phát ánh sáng thường.
Phần phát là một LED phát quang bình thường có thể phát ra ánh sáng màu
khác nhau. Còn phần thu có thể là photodiot, phototransistor hay quang trở.
Hinh ảnh thực tế của nó là:
DKS_GROUP - 22 - www.EmbestDKS.com
DKS_GROUP Microcontroller Tranning Center
Nguyên lý của mạch đếm vật đi qua là một module
gồm có một cặp thu phát ánh sáng thường như hình vẽ
led phát ánh sáng và một đầu thu ánh sáng phản xạ. khi
chưa có vật cản thì sẽ không có ánh sáng phản xạ về mắt
thu, khi có vật cản qua thì sẽ có ánh sáng phản xạ về mắt
nhận và do đó thay đổi mức logic đầu ra của mạch cảm
biến.
Khối khuếch đại và chuẩn hoá tín hiệu.
Cảm biến thường được đưa về các trung tâm xử lý và các trung tâm này làm
việc với các tín hiệu một chiều 5v(logic 1) và 0 V ( mức logic 0). Mặt khác tín
hiệu thu được từ mắt nhận là nhỏ và không chuẩn đôi khi còn có sự rung nên
DKS_GROUP - 23 - www.EmbestDKS.com
DKS_GROUP Microcontroller Tranning Center
tín hiệu này cần phải được chuẩn hoá. Và trong mạch sử dụng mạch chuẩn hoá
3.2.Thiết kế mạch nguyên lý sử dụng phần mềm protel
3.2.1.Cách sử dụng thư viện thiết kế mạch nguyên lý của phần mềm protel
Trong bản thân phần mềm đã có sẵn các thư viện bao gồm rất nhiều các loại
linh kiện của nhiều hãng sản xuất linh kiện khác nhau.
Vậy câu hỏi đặt ra thư viện đó nằm ở đầu, đưa ra phần mềm như thế nào , và sử
dụng nó trong thiết kế mạch nguyên lý như thế nào ? ta sẽ lần lượt tìm hiểu.
Trước hết nơi lưu giữ các thư viện:
Khi ta cài đặt phần mềm thiết kế mạch song thì tại polder nơi mà phần mềm đã
được cài vào đó sẽ chứa các thư viện đã được mặc định sẵn hình vẽ dưới:
DKS_GROUP - 25 - www.EmbestDKS.com
Copyright: Tài liệu đại học ©