Chi tiết về nhiệm vụ từng giai doạn trong quy trình thiết kế mạch điện
Thiết kế mạch nguyên lý:
Ở giai đoạn này, chúng ta sẽ lựa chọn các linh kiện phù hợp với yêu cầu thiết kế. Việc tìm kiếm và lựa chọn các linh kiện thực hiện theo một số tiêu chí như: linh kiện có sẵn, linh kiện của nhà cung cấp nào đó, hoặc theo các yêu cầu về điện (điện áp, dòng điện, công suất tiêu thụ), yêu cầu về nhiệt độ hoạt động, số lượng chân, kích cỡ, hình dáng,…
Đối với một số phần mềm thì có những linh kiện có thể thực hiện mô phỏng, có linh kiện không thực hiện được mô phỏng, nên trong trường hợp càn mô phỏng thì đó cũng là một căn cứ để lựa chọn linh kiện trong phần mạch nguyên lý.
Sau khi lựa chọn đủ các linh kiện thì sắp xếp linh kiện lên trang (sheet) làm việc và tiến hành nối dây linh kiện để được một mạch nguyên lý hoàn chỉnh, phải chú ý để các dây nối là có tiếp xúc hoàn toàn.
Mô phỏng, kiểm tra hoạt động của mạch
Mục tiêu quan trong nhất của giai đoạn này là kiểm tra, mô phỏng và đánh giá hoạt động của mạch được thiết kế. Trong quá trình mô phỏng chúng ta nên phân loại theo mức độ phức tạp, cấu trúc của các mạch và cần chú ý những điểm sau:
- Những mạch đơn giản thì tiến hành cài đặt các tham sốmô phỏng cho mạch, lựa chọn các tín hiệu để hiển thị.
- Những mạch phức tạp có thể chia nhỏ thành các module nhỏ để mô phỏng từng phần.
- Với các mạch có liên quan đến vi điều khiển, vi xử lý thì cần phải có các chương trình phần mềm nạp vào các IC đó, phần viết code chương trình thường được thực hiện trên các phần mềm chuyên dụng khác, hoặc tích hợp trên phần mềm đang thực hiện nhưng cũng được biên dịch thông qua một phần mềm chuyên dụng.
Thiết kế PCB:
Giai đoạn này thực hiện việc lựa chọn, sắp xếp linh kiện và đi dây giữa các linh kiện để đạt được mạch in hoàn chỉnh theo mong muốn. Những yếu tố có thể ảnh hưởng đến giai đoạn này: kết cấu linh kiện (to hay nhỏ, hàn dán hay hàn cắm), yếu tố nhiệt độ (thấp hay cáo),…
Mỗi một thay đổi của thiết kế PCB có thể cập nhật trở lại mạch nguyên lý, đây là tương quan hai chiều đối với các phần mềm vẽ mạch tiên tiến hiện nay: Altium, orCAD, Proteus, Eagle,…
Ở giai đoạn này, chúng ta sẽ lựa chọn các linh kiện phù hợp với yêu cầu thiết kế. Việc tìm kiếm và lựa chọn các linh kiện thực hiện theo một số tiêu chí như: linh kiện có sẵn, linh kiện của nhà cung cấp nào đó, hoặc theo các yêu cầu về điện (điện áp, dòng điện, công suất tiêu thụ), yêu cầu về nhiệt độ hoạt động, số lượng chân, kích cỡ, hình dáng,…
Đối với một số phần mềm thì có những linh kiện có thể thực hiện mô phỏng, có linh kiện không thực hiện được mô phỏng, nên trong trường hợp càn mô phỏng thì đó cũng là một căn cứ để lựa chọn linh kiện trong phần mạch nguyên lý.
Sau khi lựa chọn đủ các linh kiện thì sắp xếp linh kiện lên trang (sheet) làm việc và tiến hành nối dây linh kiện để được một mạch nguyên lý hoàn chỉnh, phải chú ý để các dây nối là có tiếp xúc hoàn toàn.
Mô phỏng, kiểm tra hoạt động của mạch
Mục tiêu quan trong nhất của giai đoạn này là kiểm tra, mô phỏng và đánh giá hoạt động của mạch được thiết kế. Trong quá trình mô phỏng chúng ta nên phân loại theo mức độ phức tạp, cấu trúc của các mạch và cần chú ý những điểm sau:
- Những mạch đơn giản thì tiến hành cài đặt các tham sốmô phỏng cho mạch, lựa chọn các tín hiệu để hiển thị.
- Những mạch phức tạp có thể chia nhỏ thành các module nhỏ để mô phỏng từng phần.
- Với các mạch có liên quan đến vi điều khiển, vi xử lý thì cần phải có các chương trình phần mềm nạp vào các IC đó, phần viết code chương trình thường được thực hiện trên các phần mềm chuyên dụng khác, hoặc tích hợp trên phần mềm đang thực hiện nhưng cũng được biên dịch thông qua một phần mềm chuyên dụng.
Thiết kế PCB:
Giai đoạn này thực hiện việc lựa chọn, sắp xếp linh kiện và đi dây giữa các linh kiện để đạt được mạch in hoàn chỉnh theo mong muốn. Những yếu tố có thể ảnh hưởng đến giai đoạn này: kết cấu linh kiện (to hay nhỏ, hàn dán hay hàn cắm), yếu tố nhiệt độ (thấp hay cáo),…
Mỗi một thay đổi của thiết kế PCB có thể cập nhật trở lại mạch nguyên lý, đây là tương quan hai chiều đối với các phần mềm vẽ mạch tiên tiến hiện nay: Altium, orCAD, Proteus, Eagle,…
