Easyeda là gì và cách sử dụng như thế nào

Trước khi tìm hiểu về công cụ EasyEDA, trước tiên chúng ta cần tìm hiểu lý do tại sao công cụ này ra đời và làm thế nào mà nó tiết kiệm chi phí và thời gian trong lĩnh vực kỹ thuật điện. Những người làm việc trong các ngành nghề kỹ sư nhúng, kỹ sư điện và kiểm tra điện phải thiết kế mạch, tạo board và mô phỏng board theo cách tiếp cận dễ dàng và đơn giản. Vì vậy, EasyEDA là công cụ trực tuyến giúp ích rất nhiều cho việc thiết kế mạch điện tử. Phiên bản đầu tiên của công cụ này đã xuất hiện vào tháng 8 năm 2013 và phiên bản chính thức ra mắt diễn ra vào tháng 3 năm 2014. Phiên bản cuối cùng hiện đang được sử dụng đã được xây dựng với nhiều bản sửa đổi và cải tiến lớn. Những người đứng sau phát minh ra công cụ này là Dillon He và Eric Cuit. Trong bài viết này Điện Tử Tương Lai sẽ chia sẻ EasyEDA là gì và làm thế nào để thiết kế mạch trực tuyến miễn phí với EasyEDA?

EasyEDA là gì?

EasyEDA là viết tắt của Easy Electronics Design Automation hay Tự động hóa thiết kế điện tử dễ dàng. Bản thân cái tên đã chỉ ra rằng nó rất dễ thiết kế mạch. Đây là gói công cụ dựa trên web cho phép các kỹ sư nhúng, phần cứng và kỹ sư điện... thiết kế mạch, mô phỏng, chia sẻ và xem xét sơ đồ mạch, bảng mạch in và mô phỏng thông qua công cụ toàn diện này. 

Đây là phần mềm miễn phí mà bất kỳ ai cũng có thể sử dụng mà không cần mua. Bạn chỉ cần thực hiện quá trình đăng ký và đăng nhập là đã sẵn sàng tạo mạch riêng của bạn. Các hệ điều hành được hỗ trợ là Windows, Mac và Linux. Trình duyệt được hỗ trợ là Chrome, Internet Explorer, Safari và Firefox. Sau khi thiết kế dự án, bạn sẽ không bị mất dự án vì nó sẽ được lưu trên chính trang web EasyEDA.

Đặc trưng

Được tích hợp với nhiều tính năng, công cụ này là công cụ phát triển mạch tốt và được sử dụng nhiều nhất cho nhiều người. Một số điều cơ bản hay tính năng của EasyEDA là:

Khả năng dễ dàng và hiệu quả trong thiết kế mạch

Chia sẻ công khai và riêng tư

Có thể phát triển nhiều dự án mã nguồn mở

Hỗ trợ tập lệnh và cung cấp API

Chia sẻ trực tuyến các dự án

Cài đặt chủ đề

Phục hồi tài liệu ở mọi cấp độ

Xuất tài liệu dưới dạng PDF, SVG và PNG

Xuất Netlist như FreePCB, Spice, Pads và Altium Designer

Kiểm tra quy tắc thiết kế

Xuất BOM / DXF

Module PCB

Truy cập gần 1000000 thư viện công cộng

Quản lý các thư viện khác nhau

Tạo và chỉnh sửa biểu tượng hoặc phần phụ và biểu tượng hoặc mô hình Spice

Tạo và chỉnh sửa footprint

Thiết kế từng bước

Mở phần trình chỉnh sửa trong công cụ

Chọn một trong hai là linh kiện hoặc footprint để tạo

Tạo các thành phần mới

Tạo footprint mới

Chụp schematic

Xác minh các mạch thông qua quy trình mô phỏng

Chạy mô phỏng

Chuyển đổi schematic layout sang PCB

Bắt đầu với EasyEDA

Mở trang web chính thức của EDA và tạo tài khoản của bạn trong công cụ mô phỏng mạch trực tuyến này. Công cụ này hiển thị tùy chọn tạo tài khoản của riêng bạn hoặc sử dụng công cụ bằng cách đăng nhập qua tài khoản QQ hoặc Google. Cung cấp chi tiết Gmail và đăng nhập vào trang web. Bắt đầu tạo thiết kế mạch của bạn bằng cách chọn tùy chọn “New project”.

Thiết kế bo mạch với EasyEDA

Trước khi đặt các footprint, phải tạo board outline. Trong board outline layer, vẽ outline và nó hoạt động như active layer. Sử dụng các tùy chọn Arc và Track từ bảng công cụ PCB, vẽ outline. Trong khi chuyển đổi schematic sang PCB, công cụ này sẽ tạo một board cho bạn. Nhìn chung, diện tích board outline mặc định gần gấp rưỡi tổng diện tích của tất cả các footprint.

Điều này có nghĩa là tổng số footprint cũng có thể được đặt trong outline này, cung cấp không gian cho tracking. Board có thể được tùy chỉnh theo cách của bạn bằng cách loại bỏ các phần tử. Để tạo một board hình chữ nhật cơ bản, có thể xóa vòng cung và kéo các đường từ bảng "Properties".

Công cụ này trực tiếp cung cấp các tùy chọn outline board hình tròn, hình chữ nhật tròn và hình chữ nhật. Nhưng để thiết kế các board outline phức tạp hơn, phải nhập vào file DXF.

Thiết kế schematic

Để phát triển một board mạch in cần chuẩn bị một schematic. Schematic sẽ như một bản thiết kế để đặt các trace và thiết lập tất cả các linh kiện trên board mạch PCB. Ngoài ra, phần mềm PCB cũng có khả năng nhập tất cả các footprint, dây và các linh kiện vào file PCB và toàn bộ quy trình cho phép thiết kế mạch dễ dàng.

Bắt đầu tạo schematic layout của mạch bằng cách nhấp vào tùy chọn “New schematic”. Chọn tất cả các linh kiện mong muốn từ phần thư viện. Nếu không, hãy tìm kiếm linh kiện được yêu cầu bằng cách nhấp vào ‘More libraries’ và chọn linh kiện. Kéo tất cả các linh kiện cần thiết từ bảng điều khiển bên trái vào phần canvas trống. Nhấp chuột phải hoặc nhấn nút ESC để thoát sau khi đặt tất cả các linh kiện. Thiết lập hệ thống dây điện giữa các linh kiện bằng cách kéo dây giữa các linh kiện. Khi các thuộc tính của linh kiện được thay đổi, hãy nhấp vào linh kiện cụ thể và sửa đổi từ phần bảng điều khiển bên phải.

Sau khi vẽ schematic, hãy lưu nó trong dự án của bạn và sau đó tiến hành quá trình mô phỏng.

Mô phỏng mạch trong EasyEDA

Sau khi hoàn thành schematic layout, hãy nhấp vào nút màu xanh lá cây ở trên cùng để chạy mô phỏng. Trong cửa sổ bật lên tiếp theo, chọn loại mô phỏng để chạy và tiến hành chạy mô phỏng bằng cách nhấp vào ‘Run’.

Có năm loại mô phỏng là

Transient

Ac analysis

DC sweep

DC transfer

DC op pnt

Hãy coi như chúng ta đang sử dụng kiểu mô phỏng transient để thiết kế mạch biến tần. Ở đây chúng ta sẽ xem xét đầu ra AC được cung cấp từ biến tần được điều khiển để chạy các ứng dụng gia đình. Để quá trình này diễn ra, mạch biến tần phải hoạt động ở tần số 50Hz. Đối với START và STOP, khoảng thời gian sẽ được chọn để dễ hiểu về đồ thị mô phỏng.

Sau khi thực hiện xong mô phỏng, có thể xem đồ thị có thể được xem tại terminal đã chọn. Terminal này phải được chọn bằng cách giữ phần cuối của đầu dò ở điểm đã chọn. Hình dưới đây là cách xem đồ thị tại điểm mong muốn bằng cách chọn đầu dò. Các dạng sóng như bên dưới có thể được lưu và tải xuống ở nhiều định dạng như JPG, PDF, PNG và các định dạng khác.

Tối ưu hóa PCB

Trong khi tiến hành chuyển đổi PCB, cần phải biết một số thuật ngữ trong thiết kế mạch gồm:

Giao diện người dùng

Việc đặt các linh kiện như kết nối nguồn, dây âm thanh, chiết áp, màn hình LED cho thấy tác động đến thiết kế của PCB.

Lớp PCB

Khi có yêu cầu thiết kế các mạch phức tạp, việc thiết kế trên một lớp sẽ hơi phức tạp vì có thể gặp khó khăn trong việc truy tìm các tuyến không có giao cắt với các linh kiện khác. Tốt hơn là sử dụng hai lớp đồng có trace ở cả hai mặt của board. Với tùy chọn ‘via’, các trace trên cả hai mặt của board có thể kết nối. Via đại diện cho một lỗ mạ đồng trên board thiết lập kết nối giữa các lớp.

Lớp ground

Đối với một vài PCB hai lớp, sẽ có một lớp ground trong đó lớp dưới cùng hoàn chỉnh được phủ bằng mặt phẳng đồng có nối với ground. Các trace dương được dẫn kênh ở vị trí trên cùng và các kết nối được nối đất bằng cách sử dụng lỗ hoặc via. Các lớp ground giúp ích cho các mạch điện trong việc loại bỏ các vấn đề nhiễu và tản nhiệt do các linh kiện tỏa ra.

Độ dày của các lớp

Nói chung, trọng lượng đồng xác định độ dày của lớp được tính bằng ounce. Độ dày của lớp cho thấy tác động đến lượng dòng điện chạy qua mạch và không làm hư hại trace. Ngoài ra, độ rộng trace là thông số khác mô tả lượng dòng điện chạy qua mạch một cách an toàn. Để tìm ra các phép đo chiều dày và chiều rộng trace, một máy tính chiều rộng trace online sẽ giúp ích rất nhiều.

PCB Trace

Đối với nhiều trace đồng, có thể quan sát thấy chúng uốn cong một góc 450. Góc 450 làm giảm đường dẫn điện giữa các linh kiện. Lý do quan trọng khác là tín hiệu logic tốc độ cao có thể bị phản xạ ra phía sau của góc gây nhiễu.

Khi logic kỹ thuật số hoặc các giao thức truyền thông tốc độ cao khác hơn 200 MHz được triển khai trong dự án, thì mức góc được sử dụng tốt nhất phải là 450. Ngoài ra, trong trường hợp mạch tốc độ tối thiểu, góc 900 không được sử dụng. Mức góc này làm giảm hiệu suất của mạch.

Chiều rộng trace

Tương tự như độ dày của lớp, chiều rộng trace cũng cho thấy tác động đến lượng dòng điện chạy qua mạch cho thấy không gây hại cho mạch. Vùng lân cận của trace cho các linh kiện và trace lân cận xác định chiều rộng trace.

Dự án chuyển đổi sang PCB

Để chuyển đổi dự án sang PCB, trong schematic board, hãy nhấp vào tùy chọn “Project to PCB”. Nó hướng bạn đến board thiết kế PCB. Nếu bất kỳ linh kiện nào trong sơ đồ schematic không có PCB trace, nó sẽ thông báo để chọn linh kiện thích hợp và tiến hành. Chọn linh kiện tùy thuộc vào chế độ xem và nhấp vào ‘Submit’. Bây giờ, trong board thiết kế PCB, toàn bộ các linh kiện sẽ được phân phối theo board mô hình PCB như trong hình dưới đây.

Tổ chức tất cả các linh kiện một cách có hệ thống. Khi việc sắp xếp các linh kiện được hoàn thành, đầu vào sẽ ở một terminal và đầu ra sẽ ở một terminal khác. Xác định vị trí các đường màu xanh lam nhạt trên bảng PCB mà không làm gián đoạn board khác. Làm nhiều loop yêu cầu như bạn mong muốn. Đảm bảo rằng các trace không được gần nhau. Sau khi hoàn thành, tiến hành in board PCB.

Nhấp vào tùy chọn 'Print' trong file menu. In lớp cần thiết bằng cách chọn tùy chọn. Khi chỉ có một lớp, cấu hình đã tạo có thể in. Thiết kế có thể được in trên loại giấy bóng để khắc PCB hoặc cung cấp cho các nhà cung cấp.

Xuất file Gerber

Phần mềm này có tùy chọn tải xuống các file Gerber để bạn đặt hàng làm một sản phẩm hoàn chỉnh. Các file Gerber tương ứng với một tập hợp các tài liệu hình ảnh sẽ được cung cấp cho nhà sản xuất và chúng được nén thành một file zip.

Bạn có thể đặt hàng ngay mạch in tại Điện Tử Tương Lai với file này bằng cách upload lên hệ thống báo giá online và chọn các yêu cầu mạch in và tiến hành đặt hàng để có PCB thực tế tại ĐÂY.