Разработка в системе Altium Designer печатной платы для пьезоэлектрических датчиков

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«САМАРСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ АКАДЕМИКА С.П.КОРОЛЕВА»

Институт информатики, математики и электроники

Кафедра КТЭСиУ

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовой работе по дисциплине

«Основы компьютерного проектирования электронных систем»

Выполнил: студент гр. 6365-110303D

Давыденко О.И

Проверил: Лофицкий И.В.

Самара 2018

Задание

библиотека графический редактор печатный

Цель: Разработать в системе Altium Designer печатную плату - для пьезоэлектрических датчиков.

Рис.1. Система ввода данных с одним источником питания для пьезоэлектрических датчиков (все соединения и развязка не показаны)

Задания:

1. Провести анализ технического задания.

2. Создать библиотеку элементов.

3. Разработать схему электрическую принципиальную.

4. Экспортировать данные в графический редактор PCB.

5. Провести компоновку и трассировку.

6. Сгенерировать Gerber-файл и BOM-файл.

7. Сформировать комплект технологической документации.

Реферат

Пояснительная записка 16 с. 17 рисунков, 3 источника

РАЗРАБОТКА ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ В СИСТЕМЕ ALTIUM DESIGNER

Состав программного пакета Altium Designer включает весь необходимый набор инструментов для создания печатной платы.

Цель работы - разработать печатную плату в САПР Altium Designer.

При разработке ПП были использованы основные приемы и функции графических редакторов данной среды, изучены основы создания библиотек, PCB-проектов, принципиальных схем, элементов .В ходе выполнения создана принципиальная электрическая схема и разработана топологию ПП и полностью был освоен весь процесс проектирования печатной платы.

Содержание

Введение

1. Анализ технического задания

1.1 Функция и преимущества схемы

2. Создание библиотеки элементов

3. Работа в графическом редакторе Shematic

4. Работа в графическом редакторе PCB

5. Результат работы

Заключение

Список использованной литературы

Введение

Система автоматизированного проектирования от разработчиков легендарного P-CAD, предоставляющая широчайшие возможности по созданию электронных устройств. Программа в большей степени рассчитана на профессионалов, чем на радиолюбителей. Состав программного пакета Altium Designer включает весь необходимый набор инструментов для создания, редактирования и правки работ на основе электрических и программируемых интегральных схем. Редактор схем позволяет работать с проектами любого размера и сложности, преобразовывая их в простейшие подблоки. Цифро-аналоговое моделирование учитывает почти все реальные параметры и предоставляет в распоряжение конструктора огромное количество различных анализов, На схемотехническом уровне проверяются и устраняются различные перекрестные отражения. Редактор печатных плат программы содержит уникальные средства для автоматического (программы Statistical Placer, Cluster Placer) и интерактивного размещения компонентов. Топологический трассировщик Situs использует полностью настраиваемый алгоритм для решения задач разводки печатных плат с большой плотностью установки элементов. Он может работать по неортогональным направлениям и с самостоятельным выбором слоев. Постоянно обновляемые библиотеки программы хранят более 90 тысяч компонентов. Многие из них имеют модели посадочных мест, IBIS и SPICE-модели, а также 3D-модели. Каждую из них можно создать в программе самостоятельно с минимальными затратами времени путем последовательного ввода сведений о компоненте.. Отличительной особенностью среды проектирования является сквозная целостность разработки на разных этапах проектирования. Другими с ловами изменения, внесённые на любом уровне разработки, будут отражены на всех стадиях проекта.. Интерфейс среды проектирования прост и понятен, любую команду можно выполнить через многие меню и один из вариантов всегда можно найти через "Help". В Интернете присутствует огромное количество книг и методических указаний на русском языке по Altium Design.

1. Анализ технического задания

1.1 Функция и преимущества схемы

Система обрабатывает входные сигналы заряда от пьезоэлектрических датчиков с использованием единственного источника питания 3,3 В и имеет общую погрешность менее 0,25% FSR после калибровки в температурном диапазоне ± 10 ° C, что делает ее идеальной для широкого спектра лабораторных и промышленных измерений. Малая занимаемая площадь цепи делает эту комбинацию лидирующим в отрасли решением для систем сбора данных, где решающая роль играют точность, скорость, стоимость и размер.

Конструкция схемы позволяет работать с одним питанием. Минимальная спецификация выходного напряжения AD8608 составляет 50 мВ для источника питания 2,7 В и 290 мВ для источника питания 5 В с током нагрузки 10 мА в температурном диапазоне от -40 ° С до + 125 ° С. Минимальное выходное напряжение от 45 мВ до 60 мВ является консервативной оценкой источника питания 3,3 В, током нагрузки менее 1 мА и более узким температурным диапазоном.

2. Создание библиотеки элементов

Первым шагом была создана интегрируемая библиотека элементов. Далее добавлены файлы библиотек схем и посадочных мест (Schlib и PCBlib).

Рис.2. Создание библиотеки.

Далее в библиотеке Schlib1 формируем перечень необходимых элементов, создаем схемы данных элементов, используя данные портала datasheet.com.

Рис.3. Перечень элементов и схема на примере усилителя AD8608

В библиотеке Pcblib1 создаем посадочные места для элементов, используя данные портала datasheet.com.

Рис.4. Посадочное место усилителя AD8608 .

Прикрепляем каждое посадочное место к своему изображению на схеме, после чего сохраняем библиотеку и компилируем.

Рис.5. Схема резистора с прикрепленным посадочным местом AD8608.

3. Работа в графическом редакторе Shematic

Задаем исходные параметры: шаг сетки, формат и размер листа и т.п.

Рис.6. Параметры для работы со схемой.

Создаем проект печатной платы, добавляем файлы SchDoc и PcbDoc. Подключаем ранее созданную библиотеку и размещаем необходимые элементы на схеме.

Рис. 7. Размещение элементов на схеме.

Проводим трассировку согласно заданию.

Рис.8. Схема электрическая принципиальная.

При компиляции ошибок обнаружено не было.

Рис. 9. Результат компиляции проекта после оформления схемы.

После этого шага выполним сохранение проекта. Теперь можно переходить к работе с графическим редактором PCB.

4. Работа в графическом редакторе PCB

Устанавливаем параметры в настройках.

Рис. 10. Настройки редактора PCB.

С помощью функции Import changes импортируем данные в файл PcbDoc. Производим компоновку элементов на печатной плате.

Рис. 11. Результат компоновки элементов.

Проводим трассировку печатной платы по заранее выбранным параметрам.

Рис. 12. Параметры трассировки: толщина дорожки, диаметр переходного отверстия и т.п.

Рис. 13. Результат выполнения трассировки печатной плат

5. Результат работы

Для вывода результата формируем Outjob-файл.

Рис. 14. Структура Outjob-файла.

Во вкладку Documentation Output добавляем полученную схему электрическую принципиальную, а также разработанный PCB-файл, в котором добавляем несколько видов платы в масштабе 2:1 и изображаем формат чертежа в одном из слоев.

После этого экспортируем чертежи в PDF-файлы, генерируем Gerber-файлы и BOM-файл.

Рис. 16. Структура Gerber-файла.

Рис. 17. Структура BOM-файла.

Заключение

В ходе выполнения курсового проекта был разработан пьезоэлектрический датчик для преобразование механической энергии в электрическую с использованием САПР Altium Designer 17.

Выполнение курсового проекта дает базовые знания по эксплуатации Altium Designer при проектировании печатной платы (ПП). В ходе выполнения курсового проекта студенты получают возможность практически освоить основные принципы и методы работы в системе Altium Designer, ознакомиться с последовательностью этапов проектирования, приобрести навыки по созданию и ведению библиотек электронных компонентов, а также по разработке конструкторской документации и ведению проекта в Altium Designer.

Список использованной литературы

1.Романова Е.Б. Разработка методов повышения эффективности САПР электронных устройств на основе использования трехмерной модели [Текст] : дис. канд. тех. наук : 05.13.12 : защищена 17.11.2009. - СПб, 2009.

2.Атабеков Г.И. Теоретические основы электротехники. Линейные электрические цепи.-М.:Энергия, 1978.-592 с.

3.Сабунин А.Е. Разработка конструктивных параметров печатной платы / Современная электроника № 8. - М.: СТА-ПРЕСС, 2008.

Размещено на Allbest.ru