M

M

E

E

T

T

O

O

D

D

Y

Y

K

K

A

A

P

P

R

R

O

O

J

J

E

E

K

K

T

T

O

O

W

W

A

A

N

N

I

I

A

A

I

I

T

T

E

E

C

C

H

H

N

N

I

I

K

K

A

A

R

R

E

E

A

A

L

L

I

I

Z

Z

A

A

C

C

J

J

I

I

Laboratorium

Program

Celem ćwiczeń laboratoryjnych jest zapoznanie studentów z procesem projektowania i realizacji

podzespołów sprzętu elektronicznego przez wykonanie przy wspomaganiu komputerowym określo-
nych prac projektowo-dokumentacyjnych, a następnie przeprowadzenie montażu, uruchomienia i po-
miarów podstawowych dla danego układu parametrów oraz charakterystyk elektrycznych i funkcjo-
nalnych. Dla poprawnego wykonania zadań w tym laboratorium konieczne jest praktyczne wykorzy-
stanie wiedzy zdobytej w ramach przedmiotów Metodyka Projektowania i Technika Realizacji (wy-
kład), Inżynieria Materiałowa, Metrologia i Technika Eksperymentu, Przyrządy Półprzewodnikowe,
Technika Analogowa, Technika Cyfrowa.

Studenci w trzyosobowych grupach laboratoryjnych wybierają układ elektroniczny do realizacji

(wspólny dla grupy), któremu przypisany jest schemat elektryczny wraz z założeniami, opisem funk-
cjonalnym oraz podstawowymi parametrami elektrycznymi, a także narzuconą wstępnie lokalizacją
złączy (wraz z konfiguracją sygnałów doprowadzanych do wyprowadzeń złączy, które umożliwiają
połączenie tego podzespołu przy uruchamianiu z zasilaczami i przyrządami pomiarowymi). Następnie
otrzymują elementy niezbędne do realizacji układu (komplet na grupę laboratoryjną) mając za zadanie
wstępne ustalenie ich podstawowych parametrów elektrycznych oraz konstrukcyjno-technologicz-
nych, których znajomość jest wymagana w fazie projektowania. Zasadnicze zadania laboratoryjne to
edycja schematu ideowego, projekt płytki drukowanej, zmontowanie układu, uruchomienie i przeba-
danie jego działania.

1. Prace projektowe (sala 446)

Korzystając ze zintegrowanego pakietu PADS oprogramowania CAD firmy Mentor Graphics każ-

dy student, po nabyciu umiejętności pracy w programie przez wykonanie ćwiczenia wprowadzające-
go, identycznego dla wszystkich uczestników laboratorium, realizuje indywidualnie edycję schematu
projektowanego układu, korzystając z programu Power Logic, za pomocą elementów dostępnych w
bibliotekach programu oraz tworząc własne elementy biblioteczne. Po utworzeniu i zebraniu wszyst-
kich niezbędnych elementów bibliotecznych, student zgłasza zakończenie etapu ich kompletowania, a
prowadzący laboratorium dokonuje zapisu zbioru jego elementów bibliotecznych wraz z datą w labo-
ratoryjnej bazie danych. Elementy biblioteczne stanowią podstawę do sporządzenia schematu ideowe-
go projektowanego układu. Po edycji schematu następuje wygenerowanie plików wybranych raportów
stanowiących dokumentację projektu oraz jednocześnie element sprawozdania z laboratorium.

Rozpoczęcie fazy projektu obwodu drukowanego w programie Power PCB następuje przez wczy-

tanie pliku sieci połączeń (netlist), wygenerowanego jako jeden z raportów do sporządzonego schema-
tu ideowego wykonywanego układu. Zaprojektowanie płytki obwodu drukowanego PCB (Printed
Circuit Board), jej optymalizacja i sporządzenie raportów z tej części projektu kończy etap prac pro-
jektowych. Następuje teraz wykonanie indywidualnego sprawozdania z części projektowej zawierają-
cego wydruki wszystkich wymaganych raportów wraz z wydrukami schematu ideowego w programie
Power Logic

oraz schematu montażowego (assembly drawing) w programie Power PCB, zapisane na

dyskietce pliki będące rezultatem wykonania poszczególnych zadań (łącznie z plikami bibliotek użyt-
kownika), a także program pomiarów przy uruchamianiu i badaniu układu (parametry i charakterysty-
ki, które należy pomierzyć aby sprawdzić poprawne działanie układu.) wraz ze schematami blokowy-
mi zestawów pomiarowych.

Prowadzący zajęcia w laboratorium wybiera najlepszy projekt w grupie laboratoryjnej (jeden

z trzech), a następnie studenci przygotowują dokumenty technologiczne niezbędne do wykonania
płytki PCB według wybranego projektu. Po jej wytworzeniu dalsza część zajęć oraz sprawozdanie
z tego etapu prac jest realizowane w grupie trzyosobowej.

2. Prace konstrukcyjno-pomiarowe (sala 450)

1

Po otrzymaniu płytki obwodu drukowanego grupa wykonuje następujące zadania:

• przygotowanie płytki do montażu (wiercenie otworów, przycięcie i obróbka mecha-

niczna płytki) oraz montaż elementów (lutowanie),

• uruchomienie układu: podłączenie zasilania, pomiar prądu zasilającego oraz stałoprą-

dowych punktów pracy, usunięcie ewentualnych usterek,

• pomiar parametrów i charakterystyk układu zgodnie z planem badań.

Ta część zajęć kończy się oddaniem sprawozdania (jednego na grupę laboratoryjną trzyosobową)

zawierającego wykonany układ oraz wyniki pomiarów i wnioski końcowe.

3. Harmonogram prac

Zadania do wykonania w laboratorium komputerowym:

I. Wprowadzenie,

podział na laboratoryjne grupy trzyosobowe, zapoznanie się z układami do

realizacji w laboratorium oraz ze strukturą i elementami pakietu oprogramowania wspoma-
gającego prace projektowe.

II. Wybór

układu, nabywanie umiejętności obsługi programów (graficzny interfejs użytkow-

nika, struktura menu, polecenia okna obszaru roboczego, rozkazy bezpośrednie, konfigu-
rowanie programu, cross-probing między Power Logic i Power PCB), przegląd bibliotek
elementów.

III. Wykonanie projektu prostego układu według wskazówek zawartych w instrukcji laborato-

ryjnej do ćwiczenia wprowadzającego (edycja schematu w programie Power Logic, pro-
jekt mozaiki obwodu drukowanego wykonany nie automatycznie w programie PowerPCB,
a następnie z wykorzystaniem programu BlazeRouter).

IV. Pobranie elementów oraz zapisu konfiguracji złączy dla wybranego układu, określenie

podstawowych parametrów funkcjonalnych elementów (elektrycznych i projektowych).
Selekcja elementów bibliotecznych do realizacji wykonywanego układu z bibliotek ele-
mentów programu, tworzenie własnych elementów biblioteki użytkownika.

V. Skompletowanie bibliotek użytkownika dla realizowanego układu, zapis własnych plików

bibliotek użytkownika wraz z plikami zawierającymi ich wykaz do laboratoryjnej ba-
zy danych u prowadzącego.

VI. Edycja schematu wybranego układu w programie Power Logic.
VII. Przygotowanie wydruku schematu oraz niezbędnych raportów w programie Power Logic:

• lista połączeń sieci (netlist),
• wykaz elementów (bill of materials),
• pliki innych raportów;

import listy połączeń sieci (netlist) do programu Power PCB.

VIII. Rozmieszczanie elementów, ręcznie i automatycznie, z redukcją długości połączeń, traso-

wanie połączeń, wprowadzanie opisów tekstowych.

IX. Dokonywanie zmian w projekcie PCB za pomocą opcji ECO, sprawdzanie poprawności

projektu zgodnie z zadeklarowanymi regułami projektowania, tworzenie raportów w pro-
gramie Power PCB.

X. Ustawianie parametrów wydruku oraz wydruk schematu montażowego (połączenia druko-

wane oraz widok elementów) do pliku, przygotowanie dokumentacji do realizacji płytki
obwodu drukowanego, oddanie indywidualnych sprawozdań z części projektowej wy-
konanej w laboratorium komputerowym.

Zadania do wykonania w laboratorium montażowo-pomiarowym (wspólne dla trzyosobowej grupy
laboratoryjnej):

XI. Przygotowanie mechaniczne płytki, wiercenie otworów, montaż.

XII, XIII. Uruchomienie układu, pomiary podstawowych parametrów elektrycznych zgodnie z przy-

gotowanym uprzednio planem badań.

XIV. Opracowanie oraz oddanie grupowego sprawozdania zawierającego protokół z uru-

chamiania i pomiarów oraz wnioski końcowe.

2

3

W celu umożliwienia studentom pracy własnej z pakietem oprogramowania Innoveda jest on

udostępniany do kopiowania wraz z pełną dokumentacją w języku angielskim w formie elektronicz-
nej. Dostępna jest również do powielenia instrukcja obsługi oprogramowania w języku polskim.

4. Sprawozdanie z laboratorium

Sprawozdanie, opracowane przez każdego studenta indywidualnie po części ćwiczeń wykona-

nych w laboratorium komputerowym, powinno zawierać następujące elementy:

1) krótki opis zawartości sprawozdania wraz ze szczegółowymi danymi dla określonego układu

oraz nazwami plików na dołączonej dyskietce, zawierających zrealizowane zadania cząst-
kowe laboratorium, a także podsumowanie ćwiczeń wykonanych w laboratorium kompute-
rowym,

2) wydruk schematu ideowego,
3) wydruk pliku tekstowego (*.asc) listy połączeń (netlist),
4) wydruk plików tekstowych wykazów elementów (bill of materials, wykaz elementów biblio-

teki użytkownika Part Types, wykaz obudów PCB Decals, wykaz symboli graficznych
CAE),

5) wydruk plików tekstowych pozostałych raportów (Statistics, Limits),
6) wydruk schematu montażowego (assembly drawing),
7) plan uruchomienia i pomiarów (schemat i opis układu pomiarowego oraz parametrów i cha-

rakterystyk niezbędnych do weryfikacji przy uruchamianiu wykonywanego układu).

Wspólne sprawozdanie (dla trzyosobowej grupy laboratoryjnej) zawierać powinno protokół

z uruchamiania i pomiarów (mierzone parametry, schematy blokowe układów pomiarowych, wyniki
pomiarów – tabele i wykresy) oraz wnioski końcowe.

Końcowa ocena zaliczenia laboratorium zależy od sumarycznej liczby punktów uzyskanych za

poszczególne zadania (poniżej podano wartości maksymalne możliwe do uzyskania):

3 termin przekazania i zawartość bibliotek użytkownika

1.5 zawartość i organizacja plików na dyskietce

4 wykonanie ćwiczenia wprowadzającego
2 krótki opis zawartości sprawozdania, szczegółowe dane dla określonego zestawu oraz spis pli-

ków na dyskietce, podsumowanie ćwiczeń wykonanych w laboratorium komputerowym

7 schemat układu w programie PowerLogic, symbole graficzne elementów w bibliotece użyt-

kownika, lista połączeń

10 projekt obwodu drukowanego w programie PowerPCB, symbole obudów elementów w biblio-

tece użytkownika, parametry w raporcie Statistics

1.5 specyfikacja parametrów do weryfikacji przy uruchamianiu wraz ze schematami blokowymi

zestawów pomiarowych

3 jakość montażu
2 opis zestawu uruchomieniowego i pomiarowego oraz sposób oprogramowania mikroprocesora

AT98C2051 (dla układu 6 i 7)

3.5 wyniki pomiarów, oprogramowanie mikroprocesora AT98C2051 (dla układu 6 i 7)
3.5 podsumowanie i wnioski

1 termin oddania sprawozdania indywidualnego (+1 - na ostatnich zajęciach w sali 446, 0 – na

pierwszych zajęciach w sali 450, -1 – za każdy następny tydzień po tym terminie)

-1 każda nieusprawiedliwiona nieobecność na zajęciach w laboratorium

Maksymalna liczba punktów możliwych do uzyskania –

42

.