Giáo trình mô đun Vẽ và mô phỏng mạch điện bằng phần mềm Orcad - Nghề: Điện dân dụng
CỤC HÀNG HẢI VIỆT NAM
TRƯỜNG CAO ĐẰNG HÀNG HẢI I
GIÁO TRÌNH
MÔ ĐUN: VẼ VÀ MÔ PHỎNG MẠCH ĐIỆN
BẰNG PHẦN MỀM ORCAD
NGHỀ: ĐIỆN DÂN DỤNG
TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG
Ban hành kèm theo Quyết định số:
ngày tháng năm 2017
của Hiệu trường Trường Cao đẳng Hàng hải I
HẢI PHÒNG - 2017
TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN
Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng
nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo.
Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu
lành mạnh sẽ bị nghiêm cꢀm.
2
LỜI GIỚI THIỆU
Giáo trình Vẽ và mô phỏng mạch điện bằng phần mềm Orcad được biên soạn theo
đề cương chi tiết mô đun “Vẽ và mô phỏng mạch điện bằng phần mềm Orcad” hệ cao
đẳng nghề Điện Công nghiệp Trường Cao đẳng Hàng hải I.
Giáo trình này được dùng làm tài liệu giảng dạy cho giảng viên và học tập của
sinh viên nghề khai thác máy tàu thủy.
Khi biên soạn giáo trình, chúng tôi đã cố gắng cập nhật những kiến thúc mới có
liên quan đến mô đun phù hợp với đối tượng sử dụng cũng như cố gắng gắn những nội
dung lý thuyết với những vꢀn đề thực tế, để giáo trình có tính thực tiễn cao.
Nội dung của giáo trình được biên soạn với dung lượng 05 bài tương đương với 60
giờ.
Trong quá trình biên soạn, chúng tôi đã nhận được sự giúp đỡ của hội đồng Sư
phạm Trường Cao đẳng Hàng hải I trong việc hiệu đính và đóng góp thêm nhiều ý kiến
cho nội dung giáo trình.
Mặc dù đã cố gắng nhưng chắc chắn không tránh khỏi hết khiếm khuyết. Rꢀt
mong nhận được ý kiến đóng góp của người sử dụng. Mọi góp ý xin được gửi về địa chỉ:
Khoa Điện-Điện tử; Trường Cao đẳng Hàng hải I; 498 Đà nẵng - Hải An - Hải Phòng.
Hải Phòng, ngày… tháng 11 năm 2017
Tham gia biên soạn
1. Chủ biên: ThS. Nguyễn Đức Hạnh
2……….
3………..
3
MỤC LỤC
Danh mục bảng
Danh mục hình vẽ
4
GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN
Tên mô đun: Thiết kế mạch điện tử bằng phần mềm Orcad
Mã mô đun: MĐ 23
Vị trí, tính chꢀt, ý nghĩa và vai trò của mô đun:
- Vị trí: Mô đun Thiết kế mạch điện tử bằng phần mềm Orcad là mô đun chuyên
môn cho ngành điện công nghiệp, được bố trí học sau môn học An toàn lao động, Lý
thuyết mạch điện, điện tử công suꢀt...;
- Tính chꢀt: Thiết kế mạch điện trên máy tính bao gồm các quy chuẩn về bản vẽ
điện. Phương pháp thiết kế mạch điện tử theo quy chuẩn với sự trợ giúp của máy tính;
- Ý nghĩa và vai trò của mô đun:
+ Trang bị kiến thức cho người học về bản vẽ mạch điện tử, vẽ mạch in từ sơ đồ
nguyên lý;
+ Tạo kỹ năng đọc bản vẽ, kỹ năng thiết kế và hoàn thiện bản vẽ bằng phần mềm
trên máy tính.
Mục tiêu của mô đun:
- Kiến thức: Thiết lập bản vẽ;
- Kỹ năng: Vẽ được các sơ đồ mạch điện tử, mạch in trong lĩnh vực điện dân dụng, điện
công nghiệpvà điện tự động theo đúng qui chuẩn bản vẽ điện đảm bảo yêu cầu kỹ thuật;
- Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Rèn luyện thói quen chuyên cần; Có thái độ và đạo đức
nghề nghiệp đúng đắn, tác phong làm việc nghiêm túc; Có khả năng làm việc trong các
nhóm để thảo luận và giải quyết các vꢀn đề liên quan.
Nội dung mô đun:
5
Bài 1: Vẽ sơ đồ nguyên lý mạch điện
Mã bài: MĐ.6840111.19.01
Giới thiệu:
Vẽ và mô phỏng mạch điện bằng phần mềm Orcad là một trong những mô đun cơ
sở thuộc nhóm nghề điện - điện tử dân dụng và công nghiệp. Mô đun này có ý nghĩa bổ trợ
cần thiết cho các mô đun/ môn học chuyên môn khác. Sau khi học tập mô đun này, học
viên có đủ kiến thức cơ sở để đọc, phân tích và thực hiện các bản vẽ, sơ đồ điện chuyên
ngành để học tập tiếp các mô đun/ môn học chuyên môn như: Lý thuyết mạch điện, điện
tử công suꢀt, Vi điều khiển...
- Orcad là phần mềm ứng dụng của hãng Cadence(Portlan), thiết kế nhờ sự trợ giúp của
máy tính(CAD-Computer -Aided- Design), giống như các chương trình khác như Autocad,
Autodesk, Workbend, Protel, Circuit Maker..., Orcad được hỗ trợ rꢀt đầy đủ cho người học
qua các trang Web:
- Orcad có ưu điểm lớn so với các chương trình vẽ mạch khác như Protel, Circuit đó là
chương trình chạy nhanh, dễ dàng tạo linh kiện mới nên rꢀt phù hợp với các quốc gia khác
nhau, các trình độ làm việc khác nhau, chương trình chạy mạch in nhanh.
- Nội dung chương trình orcad bao gồm 3 phần chính:
1.Capture: Vẽ sơ đồ nguyên lý
2. Layout: Vẽ mạch in
3. PSpice: Mô phỏng mạch điện
Mục tiêu:
- Thiết lập các thông số của bản vẽ mạch điện tử trên chương trình Capture, tạo được linh
kiện mới bổ sung vào thư viện phù hợp theo bản vẽ thiết kế;
- Vẽ được các sơ đồ nguyên lý mạch điện tử, thiết kế mạch in bằng Capture đảm bảo kích
thước, chủng loại linh kiện đúng yêu cầu kỹ thuật;
Nội dung chính:
1.1. Khởi tạo chương trình Capture
- Mở chương trình như hình vẽ sau: Start/Programs/ và chọn đến chương trình Capture.
(Thuật ngữ này không có từ thuần Việt nó có nghĩa là "sao chép và ghép nối các phần tử
để được một thành phần thống nhꢀt và lưu chúng dưới dạng một file")
- Màn hình làm việc được chỉ ra như hình sau:
6
Hình 1.1. Cửa sổ làm việc của chương trình Capture
- Cửa sổ làm việc của chương trình cũng giống như một ứng dụng bꢀt kỳ nào của
Windows nào mà bạn đã biết, có các menu lựa chọn như File, Edit, Windows, Help.
Chúng không có gì đặc biệt chức năng giống như các chương trình Word hay Exel mà
bạn đã biết. Duy chỉ có các menu sau là chúng ta cân quan tâm: Place, Macro, và Option
- Để bắt đầu một bản vẽ bạn vào File/ New/ Project. Sau đó là đến mục lựa chọn kiểu
thực hiện và tên của bản vẽ.
Hình 1.2. Hộp thoại New Project
Các nút radio tròn mà ta thꢀy chính là các lựa chọn mà phần mềm cho phép:
7
-Analog or Mixed A/D: ý nói Bản vẽ chỉ thuần là tương tự hay kết hợp cả với mạch biến
đổi tương tự số.
-PC Board Wizard(vẽ theo chỉ dẫn)
-Schematic: theo kiểu giản đồ, tuỳ ý ta(thông thường ta hay chọn kiểu này)
- Bước tiếp theo ta thꢀy cửa sổ làm việc như hình 1.3
Hình 1.3. Cửa sổ làm việc
Nói thêm về Project (dự án), đây là từ được dùng phổ biến hiện nay giống như Project
trong báo cáo công việc của bạn, hay Project của lập trình,.... Dự án(Project), bao gồm vꢀn
đề chính và các vꢀn đề có liên quan. Như bạn nhìn thꢀy trên hình Project của ta gồm:
Design Resources, Outputs và Referenced Projects, ta sẽ làm rõ các đề này ở phần sau.
- Để bắt đầu quá trình vẽ bạn kích vào PAGE1 để hiện ra trang trắng và bắt đầu quá trình
vẽ.
1.2.Thiết lập các thông số cho bản vẽ:
- Khổ giꢀy: Ta có các khổ A0, A1, A2, A3, A4. Quá trình chọn như sau: Từ menu chính
của chương trình chọnOption/Design Template/ chọn Page Size, chọn đơn vị hệ met bằng
cách nhꢀn vào nút Option Milimeters từ đây bạn có thể chọn các loại khổ giꢀy theo tiêu
chuẩn huặc có thể chọn khổ tuỳ ý ở nút Custom
8
Hình 1.4. Đặt khổ giꢀy cho bản vẽ
- Tiếp theo chọn khoảng cách giữa các chân ở nút Pin-to-Pin Spacing(thông thường ta chọn
giá trị chuẩn ngầm định là 2,54mm)
- Ghi các thông tin của bản vẽ: kéo màn hình về dưới cùng bên phải khung ghi các khung
tên hiện ra:
Hình 1.5. Khung tên trong Capture
9
- Mục Title(tên bản vẽ ), nhꢀn chuột vào dòng này, chữ chuyển sang màu đỏ, sau đó kích
chuột phải chọn Edit Properies, gõ tên bản vẽ trong ô Value, ta có thể chọn font chữ khi
nhꢀn nút Change:
Hình 1.6. Đặt tên cho bản vẽ
- Document Number: số bản
- Rev: thứ tự bản vẽ
- Date: ngày tháng năm vẽ, ngầm định là thời gian của PC bạn đang dùng, muốn sửa cũng
làm tương tự như trên.
- Ngoài ra tuỳ từng yêu câu mà bạn có thể vẽ thêm khung và ghi thêm các dòng chữ ở
khung tên, bằng cách chọn đối tượng vẽ đường thẳng và chọn Place/ Text
Cách thực hiện tạo mẫu bản vẽ chuẩn:
Hình 1.7. Chi tiết khung tên
- Chọn về góc dưới bản vẽ chọn và xoá khung tên mặc định:
Tiến hành vẽ khung tên chuẩn sử dụng các đối tượng vẽ hình vuông, đường thẳng và chữ
(text) trên thanh công cụ.
10
Tại hìủa chương
trình. ẽ mạch, để
hiểu tsố lần là có
thể hi
Các phần chọn để liên kết
chi tiết
Hình 1.9. Các nút chức năng trên thanh công cụ
11
1.3. Chọn linh kiện cho bản vẽ thiết kế
- Để lựa chọn linh kiện ta chọn Place/Part huặc nhꢀn Shift + P, giao diện vùng tìm kiếm
linh kiện như hình sau:
Hình 1.10. Mở thư viện linh kiện
- Chương trình sẽ dẫn bạn đến các thư viện thiết bị
Tên thiêt bị
Hình dạng
Hình 1.11. Chọn linh kiện
12
Cách bố trí linh kiện của Orcad là thành các nhóm như bạn thꢀy tại mục Libraries: như
Trasistor, Connector(các thành phần kết nối), Arithmetic(thuật toán)..... Không phải lúc
nào tꢀt cả các thư viện đều hiện hết lên cửa sổ, bạn có thể bổ xung nó bằng cách nhꢀn vào
nút Add Library/ và chọn thêm bꢀt kỳ thư viện nào(theo đường dẫn) ví dụ như tôi chọn
Counter.olb
Hình 1.12. Chọn thư viện linh kiện theo chức năng
Ta sẽ có thêm thư viện được hiện lên như sau, trong quá trình vẽ nếu thiếu bꢀt kỳ thư
viện nào thì ta cũng có thể tiến hành tương tự để tìm ra chúng theo các thao tác như trên.
phần vừa chọn
Hình 1.13. Chọn lựa linh kiện
- Nếu không biết linh kiện thuộc thư viện nào bạn có thể nhꢀn vào mục Part Search, ở
đây tôi chọn 74LS90, sau đó nhꢀn Begin Search
13
Gõ tên linh kiện cần tìm
Nơi tìm
Hình 1.14. Tìm kiếm linh kiện
- Tiến hành bố trí linh kiện tại ví trí sao cho hợp lý, kích chuột phải để kết thúc, ở đây tôi
vẽ một mạch đếm xung dùng 1LED 7 vạch cho nên cần IC 74LS90, 74LS47, 74LS75,
một Jumer nối đến nguồn cung cꢀp.
Hình 1.15. Lꢀy linh kiện
- Sau khi lựa chọn đủ linh kiện ta tiến hành nối mạch
14
Hình 1.16. Sắp xếp linh kiện
- Với chương trình Orcad thường ngầm định chân nguồn và chân đꢀt cho nên ta sẽ không
thꢀy hiện lên màn hình, bạn có thể vẽ theo chế độ ngầm định, nếu không để thuận tiện ta
có thể làm xuꢀt hiện các chân đó theo quá trình như sau: 1. Kích chuột phải vào linh kiện
cần biến đổi, chọn EditPart
Hình 1.17. Hiển thị số chân linh kiện
15
Hình 1.18. Chân nguồn mặc định của linh kiện
Bạn thꢀy hai đꢀu tròn đỏ bên trên và bên dưới, kích chuột phải vào vòng tròn bên trên
chọn Properties
Hình 1.19. Xác định chân của linh kiện
- Bảng đặc tính chân: ô Name là tên của chân đó ở đây là chân cꢀp nguồn Vcc, ô
Number: số thứ tự của chân đó, ở đây là chân số 5, ô Shape: hình dạng của chân, ở đây là
loại chân có độ dài bằng không, ô Type kiểu chân ở đây là chân cꢀp nguồn.
Bạn muốn cho hiển thị chân này hãy nhꢀn vào Pin Visible, và chọn Line ở ô Shape, sau
đó nhꢀn OK. Tiếp tục như vậy với các chân còn lại, và các linh kiện khác.
16
Đã chọn
Hình 1.20. Hiển thị chân nguồn mặc định của linh kiện
Cũng với các thao tác kích chuột phải và chọn Edit Part ta cũng có thể đặt lại vị trí chân
cho các linh kiện, dùng trường hợp này cho các mạch phức tạp cần phải chuyển vị trí
chân cho dễ nối dương điện.
1.4. Nối dây các linh kiện trong sơ đồ
- Các chức năng giúp cho quá trình nối mạch như hình vẽ sau:
Hình 1.21. Thanh công cụ nối dây linh kiện
(Shift+W)Dùng để đꢀu nối các chân linh kiện theo dạng đường mạch đơn(đường mạch
đơn là đường mạch giống như chúng ta hay vẽ ở vở ghi chép).
(Shift+B)Dùng để kết hợp nhiều đường mạch với nhau, gọi là đường BUS
Đường BUS
Hình 1.22. Nối Bus
Như ta thꢀy trên hình vẽ hai IC8051 và 82C82 có các chân tương ứng tử 32-39 nối vào 8-
1 và nối đến một đường mạch khác ta dùng 1 đường BUS sẽ làm cho hình gọn gàng hơn
nhiều.
17
(Shift+J) Điểm nối, bạn kích vào đây là di chuyển đến điểm nối giữa hai điểm(những
đường cắt ngang nhưng không nối thì ta không sử dụng điểm này nếu không chương trình
sẽ báo lỗi).
(Shift+E) Dùng tạo phần tử của đường BUS, ví dụ như hình sau một đường BUS có 5
phần tử nối vào, đầu tiên bạn chọn đường BUS vẽ sau đó vẽ các phần tử.
(Shift+X)Dùng để ngắt các kết nối, khi các chân linh kiện không sử dụng đến bạn
chọc chức năng này và di chuyển đến chân đó để chọn chức năng không dùng khi đố
chương trình mới không báo lỗi
Hình 1.23. Ngắt các kết nối
Hình trên bạn để ý thꢀy chân số 17 không dùng đến ta chỉ thị bằng dꢀu ngạch chéo để chỉ
thị không nối.
-Kết thúc qúa trình nối dây ta có bản vẽ như sau:
Hình 1.24. Sau khi nối dây
18
Bên cạnh đó chương trình còn có cách chức năng cho phép vẽ hình vuông, tròn, đường
thẳng, tạo các logo riêng...
-Việc bố trí linh kiện nhiều trên một bản vẽ là rꢀt khó khăn do vậy chương trình cho phép
trong một dự án bạn có thể thực hiện nhiều bản vẽ khác nhau, chẳng hạn như ở ví dụ này
chúng ta chưa có nguồn nắn dòng cꢀp cho bộ đếm ta sẽ vẽ nó ở bản vẽ số 2.
- Quá trình thực hiện: thu nhỏ cửa sổ đang làm việc lại. Để cho hiện lên cửa sổ Project,
kích chuột phải vào SCHEMATIC, chọn New Page. Chương trình ngầm định trang tiếp là
trang số 2, nếu không thay tên bạn có thể nhꢀn OK . Một cửa sổ làm việc trắng suꢀt hiện
bạn thực hiện vẽ như quá trình bình thường
Hình 1.25. Sắp xếp trang bản vẽ
Kết quả ta được mạch nguồn tuyến tính như sau:
lời giải thích
Hình 1.26. Mạch nguồn tuyến tính
- Thông thường để thuận tiện cho quá trình thiết kế, quá trình làm mạch in và quá trình lắp
giáp thì ta nên ghi các lời giải thích trên mạch. Chẳng hạn như ở mạch nguồn ta dung hai
đꢀu nối(Jumper), một đến nguồn 220VAC thì ta có một dòng ghi chú là "đến 220VAC",
và một Jumper đến bộ đếm ta cũng ghi là "đến bộ đếm trang 1". Thực hiện chức năng này
chọn Place/Text huặc nhꢀn Shift+T
19
1.5. In bản vẽ
1.5.1. Thiết lập máy in:
- Chọn File/ Print Setup:
Hình 1.27. Lệnh in bản vẽ
- Các thông số thiết lập như thiết lập máy in bꢀt kỳ trên Windows:
Hình 1.28. Cửa sổ Print Setup
1.5.2. Quá trình in
- Sau khi thực hiện việc thiết lập thông số cho máy in(chọn máy in, khổ giꢀy,...)
- Trước khi in chon chế độ xem trước khi in
20
Tải về để xem bản đầy đủ
76 trang
25962
Free
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Giáo trình mô đun Vẽ và mô phỏng mạch điện bằng phần mềm Orcad - Nghề: Điện dân dụng", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- giao_trinh_mo_dun_ve_va_mo_phong_mach_dien_bang_phan_mem_orc.pdf
