Ghép nối mạch in riêng biệt với nhau - Mẹo vặt trong Orcad

Một thắc mắc mà nhiều bạn sử dụng Orcad thường hay hỏi. Đó là trường hợp các bạn muốn đưa nhiều bản mạch in (mỗi bản nằm ở một file riêng biệt) vào thành một bản duy nhất.

Công việc này rất tiện lợi và tiết kiệm cho chúng ta khi in ấn cũng như làm để thi công các bản mạch thực tế. Để làm việc này, theo tôi được biết thì có cách sau đây (ngoài ra chắc còn các cách khác, các bạn tìm hiểu thêm và post cho mọi người cùng tham khảo nha).

- Khởi động Orcad Layout.

- Mở một file MAX (giả sử là A1.MAX) bất kỳ trong các file mà bạn cần ghép lại.

- Thực hiện dời gốc tọa độ (Datum) của board mạch bằng cách chọn: Tool - Dimension - Move Datum.

- Di chuyển chuột đến bên cạnh (nhớ cách xa ra một chút) gốc phải phía dưới của board mạch A1.MAX đang hiển thị trên màn hình và nhấp chuột vào đấy. Bạn sẽ thấy một dấu thập tròn được hiển thị tại vị trí bạn vừa chọn, thế là tốt đấy. Cái dấu thập tròn đó chính là nơi mà board thứ hai được đặt vào khi bạn ghép nối các board lại với nhau.

Chú ý: Bạn phải chắc chắn là trước khi thực hiện bước này thì các board mà bạn cần kết nối, gốc tọa độ của chúng (tức là dấu thập tròn) phải nằm tại gốc trái bên dưới của từng board. Nếu không thì khi kết nối, các board sẽ bị chồng lên nhau đó nha. Nếu bạn chưa thực hiện điều này thì hãy thực hiện đối với từng board và lưu chúng lại trước đi đã. Cách làm tương tự như trên đó (Move Datum)......Nhớ kỹ đó.

- Sau khi đã dời gốc toạ độ, bạn thực hiện tiếp: File - Load. Sẽ có một cửa sổ Load File hiện lên.

- Trong cửa sổ này, tại mục File of type bạn chọn tính năng Merge Board. Sau đó chọn file MAX mà bạn cần ghép nối vào (giả sử là A2.MAX). Xong rồi bạn chọn vào nút Open.

- Nếu có một thông báo hiện lên thì bạn hãy đọc nó để hiểu nó nói gì, nếu không thì chọn vào nút Copy (đừng chọn Update nhé).

- Bạn sẽ thấy board A2.MAX hiện lên kế bên board A1.MAX ngay tại vị trí mà ta đã đặt gốc tọa độ.

- Công việc cuối cùng là bạn xoá đi các đường Reconnect (màu vàng) nối giữa hai boad. Bạn không xoá cũng không sao, nó chỉ hơi rối hình khi ta nhìn thôi.

- Tiến hành tương tự cho các board còn lại, nhớ là phải dời gốc toạ độ trước khi ghép board mới đó nha.

- Và cuối cùng là lưu lại với một tên khác để kết thúc thao tác ghép mạch này.


Mẹo vặt khi sử dụng Orcad

Bài viết này người viết xem như bạn là người đã sử dụng qua Orcad, biết tạo netlist và layout…. Bài này chúng tôi chỉ nêu vài chú ý khi chọn những thông số cho Orcad, chúng sẽ giúp bạn có một mạch điện tử hoàn chỉnh, từ đó bạn có thể đi đặt mạch in.

● Trong quá trình vẽ sơ đồ nguyên lý bằng ORCAD CAPTURE

1. Tùy theo kích thước của mạch mà bạn chọn độ lớn cho khung thiết kế.. Để chỉnh kích thước của khung thiết kế : chọn menu Options →Schematic Page Properties

2 Càng làm nhiều, bạn sẽ thấy có nhiều linh kiện mà thư viện Orcad không hỗ trợ, dễ thấy nhất là led 7 đoạn. Do vậy chúng ta buộc phải tự thiết kế những linh kiện:
▪ Tạo một thư viện mới hoặc add một thư viện bất kỳ trong số các thư viện của ORCAD (Linh kiện sau khi thiết kế sẽ nằm trong thư viện này)
+ Tạo mới : File → New → Library (*.olb)
+ Add một thư viện bất kỳ : Window → chọn đường dẫn đến file *.opj
Trong cửa sổ quản lý project, nhắp phải chuột vào Library → Add file → chọn thư viện cần add (*.olb)
▪ Nhắp phải chuột vào thư viện mới tạo hoặc mới add, chọn New Part. Trong cửa sổ hiện ra, nhập tên linh kiện, các thuộc tính cần thiết → OK
▪ Với các công cụ khá đơn giản của ORCAD, bạn có thể tự thiết kế lấy các linh kiện mong muốn. Nói chung là không cần bạn phải vẽ đẹp, chúng chỉ mang tính hình tượng. Trước khi thiết kế, bạn nên xem qua linh kiện thật, phải chú ý là chúng có bao nhiêu chân, chân nào chân nguồn... Bạn nên mô tả đặc tính của chúng trong quá trình thiết kế linh kiện. Ví dụ như khi đặt thêm một chân (pin) mới, bạn có thể đặt tên, dạng chân (type)… Nếu bạn quên, bạn có thể sữa chữa sau này .

3. Bạn nên đặt bí danh cho các đường mạch. Làm như vậy ,mạch của bạn không rối rắm, nhìn đẹp và pro hơn (chú ý là Orcad không phân biệt chữ hoa chữ thường).

4. Trong quá trình thiết kế sơ đồ nguyên lý, bạn nên đặt các phần liên quan chặt chẽ gần nhau để dễ quản lý, thậm chí có thể đóng khung chúng lại.

5. Bạn hãy chú ý cách đặt tên cho các linh kiện. Nếu mạch của bạn có nhiều phần giống nhau bạn có thể copy và paste và sửa tên. Cách thuận lợi nhất là trong tên mỗi linh kiện bạn kèm theo số thứ tự.

6. Với mạch nhỏ bạn có thể tự tìm linh kiện, nhưng với mạch lớn bạn tập thói quen sử dụng công cụ tìm kiếm. Để tìm các thành phần khác nhau trong bản vẽ như : Tên linh kiện(Part), đường nối(Line), nguồn đất, …, bạn nhấn tổ hợp phím tắt Ctrl + F

7. Một số phím tắt trong Orcad.Sau này là một số phím thông dụng
-Phóng to, thu nhỏ bản vẽ nhanh chóng : sử dụng phím tắt O(out), I(in)
-Nối dây: W
-Đặt bí danh: N


● Trong quá trình vẽ mạch in bằng LAYOUT PLUS

- Điều quan trọng đầu tiên trước khi vẽ mạch in bằng LAYOUT PLUS là sơ đồ nguyên lý vẽ trên ORCAD CAPTURE phải hoàn toàn chính xác. Chúng ta không ngại bỏ ra cả tiếng đồng hồ kiểm tra lại sơ đồ nguyên lý để không phải bù lại có thể là cả ngày để tìm ra sai sót rất nhỏ khiến mạch chạy sai, thậm chí có thể phải loại bỏ hoàn toàn.

- Trước khi thực sự bắt tay vào vẽ mạch in thì tốt nhất bạn cần xem lại mạch của bạn cần những linh kiện nào? Bạn đã từng thấy qua những linh kiện đó chưa? Kích thước chính xác của nhữn linh kiện đó (kích thước giữa các chân, độ lớn thực tế)? Điều này vô cùng quan trọng bởi vì muốn LAYOUT được bạn cần phải có footprint của các loại linh kiện đó. Nếu không, bạn sẽ phải trả giá sau khi đi đặt mạch.

- Nếu bạn gặp sai sót trong quá trình thiết kế mạch nguyên lý, bạ hãy sửa lại trong mạch nguyên lý và làm lại các bước tạo file netlist. Khi đó, Orcad sẽ tự động cập nhật lại file layout. Bạn không phải mất thời gian để layout lại từ đầu.

1. Chọn chân linh kiện
Với ORCAD CAPTURE, ta sử dụng đa số thư viện linh kiện hỗ trợ sẵn, nhưng với LAYOUT PLUS, đa số ta sử dụng những linh kiện tự thiết kế, sẽ có tính thống nhất cao hơn, dễ quản lý và sửa đổi hơn. Quá trình tự vẽ footprint cho linh kiện qua các bước chính sau :
▪ Mở LAYOUT PLUS
▪ Chọn menu Tools → Library Manager
+ Để add thư viện đã có sẵn, chọn button Add...
+ Nếu muốn tạo thư viện mới, chọn Create New Footprint → nhập tên cho footprint → OK, sau đó chọn Save. Lúc này hộp thoại mới xuất hiện, chọn Create New Library để tạo thư viện mới.
▪ Để tạo footprint cho một thư viện có sẵn, ta cũng làm tương tự như trên nhưng thay vì chọn button Create New Library, ta chọn đường dẫn đến thư viện cần thiết
▪ Bên cạnh đó để tiết kiệm thời gian và công sức thiết kế, ta có thể sử dụng button Save As
- Một chú ý trong quá trình tự thiết kế footprint cho linh kiện đó là đối với một số linh kiện không có tính đối xứng thì cần phải để ý đến chiều, hướng của linh kiện để lúc thi công mạch không bị sai.
- Chú ý tiếp theo là vị trí các chân linh kiện phải tương ứng với mạch nguyên lý vẽ trên ORCAD (Số thứ tự trên từng chân)
- Khi thiết kế footprint, ngoài việc bạn cần phải biết chính xác kích thước thực giữa các chân linh kiện để thiết kế đúng, bạn còn cần phải biết kích thước của cả linh kiện để có thể bố trí khoảng cách giữa các linh kiện cho hợp lý. Tránh trường hợp thiết kế xong mới thấy linh kiện không thể nào đưa vào vị trí định trước.
- Đừng bao giờ thiết kế chân những linh kiện nào mà bạn không biết chắc và chưa từng thấy bao giờ. Nếu bạn ngộ nhận kích thước giữa các linh kiện (thông thường là các linh kiện cùng họ, hoặc tính năng tương đương) thì có thể gây ra những rắc rối không lường được.
Vd : các IC giải mã cùng họ như : 74LS138, 74LS139 có kích thước 2 hàng chân giống nhau nhưng chúng hoàn toàn khác IC 74LS154 (khoảng cách 2 hàng chân lớn hơn).

- Vì vậy một kinh nghiệm được rút ra là bạn nên mua những linh kiện cần dùng trước, sau đó hãy tiến hành thiết kế footprint và vẽ mạch in trên LAYOUT PLUS. Xin nhắc lại, bạn phải nắm rõ kích thước của chân linh kiện trước khi vẽ hay chọn chân cho nó.

2. Chuẩn bị Autoroute

Sau khi đã thiết kế xong footprint cho các linh kiện cần thiết, bạn tiến hành tạo file netlist và chọn footprint tương ứng cho các linh kiện. Thông thường mặc định máy sẽ chọn file default.tch, nhưng theo kinh nghiệm của các bậc tiền bối thì ta nên chọn file jump6238.tch sẽ giúp quá trình chạy mạch hiệu quả hơn (Các jumper sẽ không cắt ngang IC,…). Trước khi sắp xếp linh kiện, bạn cần hiệu chỉnh lại các thông số về Layer, Net.
▪ Nếu Layout 2 mặt thì mặt TOP và BOT đều chọn là Routing, còn lại thì chọn Unused
▪ Nếu Layout 2 mặt trong đó 1 mặt để chạy jumper thì mặt TOP chọn Jumper, BOT chọn Routing, còn lại chọn Unused
▪ Nếu Layout 1 mặt thì BOT chọn Routing, còn lại chọn Unused
▪ Thông số về Net thường thỏa mãn: Các đường Nguồn, Mass có bề rộng lớn hơn các đường tín hiệu, các đường ứng với mạch công suất bề rộng cũng phải lớn hơn bình thường.
- Trước khi Autoroute, nên vẽ khung giới hạn cho mạch in bằng công cụ Obstacle Tool (Khung thuộc về mặt Global Layer)
- Một thao tác nữa trước khi Autoroute đó là ta nên vào File, chọn Load 2 file jumper_h.sf và jumper_v.sf sẽ giúp cho các đường jumper chạy tốt và nhanh hơn.
-Thay đổi kích thước của các đường mạch, như đường dây nguồn lớn hơn các đường mạch khác,… bằng cách thay đổi các thông số trong bảng Net .

3. Cách phủ mass cho mạch
▪ Chọn mặt cần phủ, sau đó chọn Obstacle Tool trên thanh Toolbar, vẽ đường giới hạn vùng cần phủ mát
▪ Chọn đường vừa vẽ, nhắp phải chuột, chọn Properties
▪ Tại Obstacle Type, chọn Copper pour, chỉnh độ rộng của đường phủ mass tại Width. Chỉnh khoảng cách từ mass đến chân linh kiện tại Clearance
▪ Tại Net Attachment, chọn GND (mass). Cuối cùng chọn OK
- Tương tự, để phủ nguồn hay những mặt khác, chọn thuộc tính tương ứng tại Net Attachment
- Chọn các thuộc tính khác nhau tại Obstacle Type, ta sẽ có các kết quả khác nhau (Copper area, board outline, …).

Lời kết: Ở đây có một số vấn đề chưa đề cập đến đó là check lỗi . Những tiêu chuẩn check lỗi tuỳ thuộc nơi bạn đặt mạch . Ví dụ ở Kim Sơn sẽ có tiêu chuẩn riêng . Một ngày nào đó , bạn tự tin mang mạch đến Kim Sơn và phải lủi thủi đi về vì tiêu chuẩn mạch không đúng. Hic, bạn sẽ quen thôi. Các tiêu chuẩn có thể là khoảng cách giữa các đường mạch, độ phủ mass..., khoảng cách các chân. Vụ này bạn phải đi thử một lần cho biết (thực ra lâu quá chúng tôi cũng không nhớ những thông số đó nữa )

Hi vọng với chút mẹo này bạn sẽ gặp nhiều thuận lợi trong quá trình thiết kế mạch.