การจำลองการออกแบบวงจร+PCB บน Proteus: 10 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:06

นี่เป็นคำแนะนำทีละขั้นตอนสำหรับวิศวกรและมือสมัครเล่น ในคำแนะนำนี้ฉันจะพูดถึงเกี่ยวกับการจำลองวงจรและการออกแบบ PCB บน Proteus 8 ในตอนท้ายฉันจะพูดถึงการแกะสลักวงจรไฟฟ้าภายใน 5 นาที

ด้วยความช่วยเหลือของคำแนะนำนี้ คุณสามารถสร้างเลเยอร์เดี่ยวอัตโนมัติ + การกำหนดเส้นทางด้วยตนเอง เลเยอร์คู่อัตโนมัติและการกำหนดเส้นทาง PCB แบบแมนนวล คุณสามารถสร้าง PCB ขนาดเล็กมากของวงจรขนาดใหญ่ได้

ขั้นตอนที่ 1: การติดตั้ง Proteus 8.0

คุณสามารถติดตั้งได้จาก labcentre หรือไปที่ลิงก์ต่อไปนี้ในลิงก์นี้ และคุณสามารถชมวิดีโอแนะนำเกี่ยวกับวิธีการดาวน์โหลด Proteus 8 หรือ Proteus เวอร์ชันอื่นๆ

ลิงค์

ขั้นตอนที่ 2: เริ่มต้น

เมื่อคุณเปิด Prteus ให้คลิกที่ New Project หรือกด CTRL+N หน้าต่างใหม่ชื่อ New Project Wizard จะปรากฏขึ้น

เริ่ม

คุณสามารถเปลี่ยนชื่อและเส้นทางของโครงการได้หลังจากตั้งค่าคลิก Next

การออกแบบแผนผัง

ตอนนี้คุณต้องทำเครื่องหมายสร้างแผนผังจากเทมเพลตที่เลือกจากนั้นคุณสามารถเลือกค่าเริ่มต้นหรือคุณสามารถเลือกขนาดเทมเพลตใด ๆ ตามปกติเราเลือกแนวนอน A4 โดยการเลือกแนวนอน A4 คุณจะมีหน้าต่างแผนผังดังแสดงในภาพที่ 4

เค้าโครง PCB

หากคุณไม่ต้องการการออกแบบ PCB ให้คลิก ถัดไป มิฉะนั้น ทำเครื่องหมายที่การสร้างแผนผังจากเทมเพลตที่เลือก ตอนนี้ คุณสามารถเลือกเลเยอร์เดียวทั่วไปหรือเลเยอร์อื่นๆ ที่คุณต้องการ แล้วคลิก ถัดไป โดยเลือกเลเยอร์เดียว หากคุณกำหนดเส้นทางอัตโนมัติ ซอฟต์แวร์จะทำการกำหนดเส้นทางชั้นเดียว (ด้านล่าง) หากคุณเลือกค่าเริ่มต้นจากนั้นเมื่อเลือกการกำหนดเส้นทางอัตโนมัติซอฟต์แวร์จะทำสองชั้น (การกำหนดเส้นทางชั้นบนและล่าง)

เฟิร์มแวร์

โดยปกติเราเลือก No firmware Project แต่ถ้าเราต้องการทำงานกับไมโครคอนโทรลเลอร์เช่น 8051, Arduino เราเลือก Creat Firmware Project และเลือกตัวเลือกตามนั้น ถ้าใครอยากรู้เกี่ยวกับสิ่งนั้นเพียงแค่เขียนความคิดเห็น ฉันจะแนะนำสำหรับสิ่งนั้น

สรุป

ที่นี่คุณสามารถตรวจสอบตัวเลือกที่เลือกและคลิกเสร็จสิ้น

ขั้นตอนที่ 3: การวางส่วนประกอบ

หน้าต่างสีดำจะปรากฏขึ้นนั่นคือแท็บเค้าโครง PCB คุณสามารถสลับแท็บเป็น schematic capture

คลิกที่ปุ่ม P แทนตำแหน่ง หน้าต่างใหม่จะปรากฏขึ้น ในหน้าต่างนี้คุณสามารถค้นหาส่วนประกอบโดยพิมพ์ชื่อที่แน่นอนเช่น 1n4007 (ไดโอด) หรือเพียงแค่พิมพ์ไดโอด แต่ถ้าคุณต้องการสร้าง PCB คุณต้องตรวจสอบว่า ส่วนประกอบที่เลือกมีการออกแบบ PCB ซึ่งแสดงในตัวอย่าง PCB ดับเบิ้ลคลิกที่ส่วนประกอบที่ต้องการและมันจะปรากฏในอุปกรณ์ของคุณและค้นหาส่วนประกอบอื่น ๆ และวางไว้ทั้งหมดในส่วนอุปกรณ์ของคุณ ส่วนประกอบบางอย่างอาจไม่มีการแสดงตัวอย่าง PCB แต่เราสามารถเพิ่มเค้าโครง PCB ของส่วนประกอบเหล่านั้นได้ (จะกล่าวถึงในภายหลัง)

เคล็ดลับ:

• สำหรับตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าเพียง tzpe cap-elec
• สำหรับฝาครอบชนิดตัวเก็บประจุเซรามิก
• สำหรับตัวต้านทานชนิด res
• สำหรับแหล่งสัญญาณ AC ชนิด VSINE

บางครั้งคุณอาจมีแพ็คเกจที่แตกต่างกัน แต่คุณกำลังเลือกส่วนประกอบอื่นที่คุณต้องเลือก PCB ที่เหมาะสมตามที่อธิบายไว้ที่นี่สำหรับโพเทนชิออมิเตอร์ (ตัวต้านทานผันแปร) มีโพเทนชิออมิเตอร์หลายชนิดในตลาด ดังนั้นคุณต้องตรวจสอบก่อนว่ามีอะไรให้คุณบ้าง เลือกการออกแบบที่เหมาะสม ฉันได้กล่าวถึงโพเทนชิโอมิเตอร์บางตัวที่นี่

ขั้นตอนที่ 4: การสร้างแผนผัง

สำหรับบทช่วยสอนนี้ ฉันออกแบบ Variable Power Supply

1. ตรวจสอบให้แน่ใจว่าคุณได้เลือกปุ่มไดโอดเล็ก ๆ
2. เลือกส่วนประกอบใด ๆ เมื่อฉันคลิก 1n4007 จากส่วนอุปกรณ์โดยคลิกหนึ่งครั้งจากนั้นคลิกในพื้นที่ที่ให้ไว้สำหรับการวาดวงจรตอนนี้ส่วนประกอบพร้อมให้วางในที่ใดก็ได้เพื่อคลิกอีกครั้ง หากคุณต้องการ 1N4007 อีกเพียงคลิกอีกครั้งหลาย ๆ ครั้งตามที่คุณต้องการ ในทำนองเดียวกันวางส่วนประกอบทั้งหมด
3. เมื่อต้องการรวมส่วนประกอบเข้าด้วยกัน ให้คลิกที่ปลายด้านหนึ่งของส่วนประกอบ เส้นจะเริ่มขึ้น คุณสามารถคลิกที่ส่วนประกอบอื่นๆ ที่คุณต้องการให้เชื่อมต่อเหมือนในภาพ ทำแผนภาพวงจรของคุณให้สมบูรณ์ในทำนองเดียวกัน
4. หากต้องการเปลี่ยนค่าของส่วนประกอบ(ตัวต้านทาน, ตัวเก็บประจุ) ให้ดับเบิลคลิกที่ส่วนประกอบแล้วเปลี่ยน
5. ในทำนองเดียวกันเปลี่ยนค่าของ VSINE โดยดับเบิลคลิก เนื่องจากเป็นไฟฟ้ากระแสสลับ คุณต้องเพิ่มค่าความถี่และแรงดันไฟตามที่กล่าวไว้ที่ขั้วเอาท์พุตของหม้อแปลงไฟฟ้า
6. หากต้องการเพิ่มโวลต์มิเตอร์ ให้คลิกที่ไอคอนมิเตอร์และเลือก DC VOLTMETER จากนั้นคลิกตำแหน่งที่คุณต้องการวางให้เชื่อมต่อด้วยสายไฟ (เส้น) หากจำเป็น
7. เพื่อตรวจสอบวงจรคลิกที่ไอคอนเล่นที่ด้านล่างซ้ายของโพรทูส
8. ฉันได้แนบสองภาพสุดท้ายโดยการเปลี่ยนค่าของตัวต้านทานตัวแปรตรวจสอบแรงดันไฟขาออก
9. ในขั้นตอนนี้ เราได้จำลองวงจรของเราและยืนยันบน Proteus แล้ว คุณต้องบันทึกไฟล์นี้เพื่อใช้ในภายหลัง

ขั้นตอนที่ 5: การเตรียมการออกแบบ PCB

อย่างที่คุณทราบเราไม่สามารถวาง VSINE หรือ Transformer บนบอร์ด PCB ได้ เราจำเป็นต้องเพิ่มบล็อกที่เรียกว่า TBLOCK-I2 เป็นขั้วต่อสองขั้วที่เราจะเชื่อมต่อขั้วเอาท์พุตของหม้อแปลงในลักษณะเดียวกันกับโวลต์มิเตอร์ที่เราเป็น จะใส่ขั้วเดียวกัน

เพื่อจุดประสงค์นี้ เราจะแทนที่ VSINE และโวลต์มิเตอร์ด้วยเทอร์มินัลบล็อก (TBLOCK)

ตอนนี้มีเพียงส่วนประกอบที่เหลือคือ LED ซึ่งไม่มี PCB footprint ดังนั้นเราต้องเพิ่ม PCB footprint ของ LED เพื่อจุดประสงค์นั้นดับเบิลคลิกที่ LED คลิกที่เครื่องหมายคำถามหน้าต่างใหม่ชื่อแพ็คเกจจะปรากฏขึ้นประเภท LED และดับเบิลคลิก LED ทันทีและ แพ็คเกจ PCB ที่คุณเห็นจะมีไฟ LED เขียนอยู่ที่ส่วนท้าย

คุณสามารถเปลี่ยนชื่อเทอร์มินัลบล็อกด้วยอินพุตและเอาต์พุตหรืออะไรก็ได้ที่คุณต้องการ

แผนผังพร้อมสำหรับการออกแบบ PCB

ขั้นตอนที่ 6: การออกแบบ PCB

ขอบกระดาน (ขอบหรือขนาด)

1. คลิกที่แท็บเลย์เอาต์ PCB แล้วซูมเข้าที่มุมซ้ายบน ดังรูป บล็อคนี้มีพื้นที่ 1x1 ซม.
2. จากแถบเครื่องมือด้านซ้าย ให้คลิกที่ปุ่ม Square และจากแถบเครื่องมือด้านล่าง ให้เลือก Board Edge
3. วาดรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าขนาดใดก็ได้โดยคลิกที่ใดก็ได้ภายในพื้นที่สีน้ำเงินของหน้าต่าง PCB ดังที่คุณเห็นว่าฉันได้วาดบล็อกขนาด 2 x 2 ซม.² แล้ว นี่คือขนาดของ PCB ของคุณ ซึ่งคุณสามารถเปลี่ยนได้โดยเลื่อนตัวชี้เมาส์ไปที่มุมใดก็ได้จากบล็อกนี้ เนื่องจากฉันได้เปลี่ยนมันหลังจากเสร็จสิ้นการออกแบบแล้ว
4. ตอนนี้คลิกที่ไอคอนไดโอดขนาดเล็กซึ่งระบุรายการส่วนประกอบนั้น เลือกส่วนประกอบแล้วคลิกภายในสี่เหลี่ยมสีเหลืองเพื่อวาง
5. เมื่อคุณจะวางส่วนประกอบ คุณจะเห็นเส้นสีเขียวซึ่งระบุการเชื่อมต่อของจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่ง และหัวลูกศรสีเหลืองซึ่งระบุว่าส่วนประกอบนี้เชื่อมต่อกับเทอร์มินัลของส่วนประกอบอื่น วางส่วนประกอบทุกที่ที่คุณต้องการ จำไว้ว่าคุณเลือกเส้นทางที่ง่ายและสะดวกซึ่งระบุด้วยเส้นสีเขียว หลังจากวางส่วนประกอบทั้งหมดแล้ว คุณสามารถปรับสี่เหลี่ยมสีเหลืองได้
6. ตรวจสอบให้แน่ใจว่าไม่มีข้อผิดพลาด DRC ที่แถบสถานะด้านล่าง ข้อผิดพลาด DRC จะปรากฏขึ้นเมื่อมีการทับซ้อนของเทอร์มินัลกับเทอร์มินัลอื่นหรือกับขอบบอร์ด

การกำหนดเส้นทางอัตโนมัติ

1. คลิกที่ปุ่มกำหนดเส้นทางจากแถบเครื่องมือด้านซ้ายตามที่อธิบายไว้ในภาพ จากนั้นดับเบิลคลิกที่ค่าเริ่มต้น เปลี่ยนความกว้างเริ่มต้นเป็น 20 หรือ 25 (นี่คือความหนาของการกำหนดเส้นทาง PCB ของคุณ) แล้วคลิกตกลง
2. ตอนนี้คลิกที่ไอคอนสุดท้ายที่สอง (เราเตอร์อัตโนมัติ) และตรวจสอบ Wire-Grid และ Via-Grid ว่าควรบัดกรีที่ชาญฉลาดมากกว่า 15 รายการในการเชื่อมต่ออย่างใกล้ชิดยาก จากนั้นคลิกเริ่มการกำหนดเส้นทาง
3. หลังจากการกำหนดเส้นทาง ตรวจสอบให้แน่ใจว่าไม่มีข้อผิดพลาด CRC ในกรณีที่มีข้อผิดพลาด การเชื่อมต่อขาดหายไป ให้กด CTRL+Z และจัดองค์ประกอบนั้นใหม่และเริ่มกำหนดเส้นทางอีกครั้ง

การกำหนดเส้นทางด้วยตนเอง

1. คลิกที่ปุ่มกำหนดเส้นทางจากแถบเครื่องมือด้านซ้ายตามที่อธิบายไว้ในภาพ จากนั้นดับเบิลคลิกที่ค่าเริ่มต้น เปลี่ยนความกว้างเริ่มต้นเป็น 20 หรือ 25 (นี่คือความหนาของการกำหนดเส้นทาง PCB ของคุณ) แล้วคลิกตกลง
2. คลิกที่เทอร์มินัลใด ๆ จุดที่เทอร์มินัลต้องการเชื่อมต่อจะถูกเน้นเพียงคลิกที่เทอร์มินัลที่ไฮไลต์นั้นเหมือนกับที่เราทำในขณะที่สร้างแผนผัง ทำการเชื่อมต่อทั้งหมดที่คุณจะสังเกตเห็นว่าเมื่อใดก็ตามที่คุณทำการเชื่อมต่อ ข้อผิดพลาด CRC จะลดลงหลังจากการเชื่อมต่อทั้งหมดจะไม่มีข้อผิดพลาด CRC

หมายเหตุ: หลังจากการกำหนดเส้นทาง (อัตโนมัติหรือด้วยตนเอง) ตรวจสอบให้แน่ใจว่าไม่มีข้อผิดพลาด

ขั้นตอนเพิ่มเติม

หากคุณต้องการให้การออกแบบ PCB ของคุณเป็นมืออาชีพมากขึ้น ให้คลิกที่เครื่องมือ จากนั้นตัวสร้างแผนพลังงานชื่อรายการสุดท้ายที่สอง เพียงคลิกตกลงและดูว่าเกิดอะไรขึ้นกับการออกแบบ PCB ของคุณ

ขั้นตอนที่ 7: มุมมอง 3 มิติ

Proteus เสนอเครื่องมือสร้างภาพ 3 มิติให้กับนักเรียน ซึ่งคุณสามารถเห็นวงจรของคุณในแบบ 3 มิติ ซึ่งยอดเยี่ยมมาก

ขั้นตอนที่ 8: การพิมพ์ PCB สำหรับการแกะสลัก (วิธีการถ่ายโอนหมึก)

สำหรับการแกะสลัก คุณต้องพิมพ์เค้าโครง PCB บนแผ่นเคลือบมันจากเครื่องพิมพ์เลเซอร์

สำหรับการพิมพ์เค้าโครง PCB มีสองวิธี

1. ไปที่ผลลัพธ์ คลิกที่ส่งออกกราฟิก จากนั้นคลิกที่ส่งออกไฟล์ Adobe PDF ในวิธีนี้ คุณจะบันทึกเค้าโครง PCB เป็นไฟล์ PDF และกล่องโต้ตอบจะเปิดขึ้นจากกล่องนี้ เลือกเฉพาะทองแดงด้านล่างและขอบของบอร์ด และยกเลิกการเลือกทุกอย่างอื่น และคลิกตกลง คุณต้องตรวจสอบตัวเลือกการพิมพ์ขนาดจริงขณะพิมพ์จาก Adobe หรือโปรแกรมดู PDF อื่นๆ
2. ไปที่ผลลัพธ์ คลิกรูปแบบการพิมพ์ กล่องโต้ตอบจะปรากฏขึ้นเฉพาะตรวจสอบทองแดงด้านล่าง และขอบบอร์ดปรับ PCB ตามที่แสดงในตัวอย่างก่อนพิมพ์ คุณสามารถพิมพ์ได้ทุกที่บนหน้าแล้วคลิกตกลง

ขั้นตอนที่ 9: วิธีการโอนผงหมึก

1. ตัดแผ่น PCB ด้วยสเกลและมีดกระดาษ คุณสามารถดูวิดีโอ YouTube เกี่ยวกับวิธีตัดแผ่นอะครีลิคแบบเดียวกับที่คุณตัดแผ่น PCB ได้
2. นำกระดาษเคลือบเงาที่มีรูปแบบการพิมพ์ PCB ของคุณวางพื้นที่พิมพ์บนด้านทองแดงของแผ่น PCB แนะนำให้ใช้เทปสก๊อตเพื่อยึดให้ถูกต้อง
3. ใช้เตารีดไฟฟ้าในการถ่ายโอนหมึกจากแผ่นเคลือบมันไปยังบอร์ด PCB ของคุณ จะใช้เวลาน้อยกว่า 5 นาทีในการถ่ายโอนแผ่นมัน มันจะต้องติดอย่างถูกต้องบนบอร์ด PCB เช่นสติกเกอร์หลังจาก 5 ถึง 7 นาที ตรวจสอบจากมุมหนึ่งอย่างนุ่มนวลว่า หมึกถูกวางบนบอร์ด PCB ถ้าไม่รีดอีกซักพักเบาๆ
4. นำแผ่นเคลือบมันออกจากบอร์ด PCB ของคุณภายใต้น้ำอุ่น ตรวจสอบว่ามีเศษกระดาษติดอยู่บนบอร์ด PCB ใหม่หรือไม่ หากมีเศษกระดาษให้เอาออกโดยการเกาด้วยกระดาษทราย
5. เช็ดบอร์ด PCB ด้วยกระดาษทิชชู่ให้แห้งและตรวจสอบว่าเป็นเครื่องหมายที่ถูกต้องหรือไม่ คุณสามารถตรวจสอบได้โดยดูที่คอมพิวเตอร์ของคุณ การออกแบบ PCB ควรพิมพ์บนบอร์ด PCB หากมีการพิมพ์ที่พลาดไป คุณสามารถทำเครื่องหมายจุดเหล่านั้นด้วยเครื่องหมายถาวร เครื่องหมายสีดำ

ขั้นตอนที่ 10: การแกะสลัก

1. นำหม้อหรือชามก้นแบนที่มีขนาดใหญ่กว่าบอร์ด PCB ของคุณเล็กน้อย
2. วาง PCB me ลงในชาม แล้วเติมเฟอริกคลอไรด์แบบผง 1 ถึง 2 ช้อนโต๊ะลงบนพื้นผิวด้านบนของ PCB
3. ต้มน้ำหนึ่งแก้วแล้วเทน้ำปริมาณเล็กน้อยบน PCB ที่มีเฟอริกคลอไรด์ สารละลายควรมีความเข้มข้นอย่าเจือจางสารละลายเฟอร์ริกคลอไรด์
4. เขย่าชามเบา ๆ ถ้าสารละลายเข้มข้นและน้ำร้อนมาก การแกะสลักจะใช้เวลาไม่เกิน 3 นาทีที่ฉันทำเสร็จในหนึ่งนาที
5. คุณจะสังเกตเห็นว่าทองแดงทั้งหมดจะถูกลบออกโดยคาดว่าพื้นที่ที่มีเครื่องหมาย/พิมพ์สีดำ
6. ทำความสะอาดกระดานด้วยน้ำและน้ำยาล้างเล็บเพื่อลบงานพิมพ์
7. ในที่สุด PCB ของคุณก็ถูกแกะสลัก
8. ใช้ความระมัดระวังเป็นพิเศษในขณะที่แกะสลักด้วยน้ำร้อน เฟอริกคลอไรด์จะทิ้งคราบสกปรกมากไว้บนเสื้อผ้า

ฉันต้องขอโทษที่ไม่สามารถแสดงให้คุณเห็นขั้นตอนการแกะสลักทีละขั้นตอนได้ แต่ถ้าคุณรู้สึกว่ามีปัญหาใด ๆ แสดงความคิดเห็น