Lepas dari board pengembangan, tanpa mulai dari nol
Board pengembangan ESP32 enak dipakai saat uji coba, tetapi cepat atau lambat perangkat IoT kamu perlu papan sendiri: ukuran pas dengan enclosure, konektor sesuai kebutuhan, dan tidak ada pin menganggur yang membuat kabel berantakan.
Di titik itu, pertanyaannya biasanya bukan lagi bisa atau tidak, melainkan bagaimana memindahkan rangkaian yang sudah berjalan di breadboard ke PCB ESP32 yang rapi, lalu mencetak dan merakitnya. Kami mengerjakan ketiga tahap itu di workshop Ngawi, Jawa Timur.
Apa yang paling menentukan pada desain PCB ESP32
ESP32 memaafkan banyak hal, tetapi beberapa bagian tetap menuntut perhatian. Sebagian besar masalah yang muncul di lapangan berasal dari catu daya dan antena, bukan dari kode program.
Catu daya 3,3 V yang stabil
Modul ESP32 menarik arus yang berubah cepat saat radio menyala. Karena itu, jejak daya tidak cukup hanya dibuat tersambung. Panduan umum desain ESP32 menyarankan lebar jejak daya utama minimal 25 mil dan jejak VDD3P3 minimal 20 mil, dengan jalur daya dirouting pada lapisan dalam dan dihubungkan ke pin chip melalui vias.
Pada papan empat lapis, menempatkan jalur daya di lapisan dalam membuat distribusi arus lebih tenang. Kalau kamu memakai dua lapis, perlebar jejak daya dan pendekkan jalurnya. Angka panduan di atas berasal dari praktik desain ESP32 secara umum, bukan ketentuan cetak Sirkuitku.
Kapasitor decoupling di dekat pin daya
Kapasitor 10 µF sedekat mungkin dengan pin daya membantu menahan noise dan mencegah tegangan turun sesaat. Jarak beberapa milimeter berpengaruh; kapasitor yang diletakkan jauh di ujung papan hampir tidak menolong. Jika kamu ingin memeriksa tegangan dan arus pada jalur suplai, kamu bisa memakai kalkulator LM317.
Area antena bebas tembaga
Untuk modul seperti ESP32 WROOM, praktik umum dalam desain ESP32 menyarankan area bebas tembaga di sekitar antena agar radiasi tidak terganggu. Tembaga, jalur, atau lapisan ground yang masuk ke area itu akan memperpendek jangkauan Wi-Fi. Jejak RF sebaiknya dirouting di lapisan luar, tanpa vias, sependek mungkin, dan memakai belokan 135° atau lengkungan halus.
Konektor pemrograman dan penamaan net
Sediakan header atau pad untuk USB-serial serta tombol reset dan boot, supaya papan masih bisa diprogram setelah masuk enclosure. Satu hal kecil yang sering diremehkan adalah penamaan net: pakai satu nama untuk satu net secara konsisten. Skematik yang membingungkan akan memakan waktu saat layout maupun saat perakitan.
Memilih modul dan bagian pendukung
Sebagian besar desain memakai modul ESP32 WROOM karena antenanya sudah menyatu dan tidak perlu rangkaian RF terpisah. Yang tetap harus direncanakan: regulator 3,3 V yang sanggup menyuplai lonjakan arus radio, kapasitor decoupling 10 µF di dekat pin daya, serta jalur USB-serial dan tombol reset/boot untuk pemrograman.
Modul dengan antena eksternal memerlukan konektor dan penempatan yang berbeda, jadi putuskan di awal sebelum layout dimulai. Pada PCB ESP32 WROOM, posisi modul menentukan di mana area bebas tembaga harus disisakan, dan itu jauh lebih mudah ditentukan sebelum jejak lain ditarik.
Dari skematik ke layout: yang kami kerjakan
Kamu bisa datang dengan skematik jadi, hasil breadboard, atau hanya cerita tentang rangkaian yang dibutuhkan. Alurnya sederhana:
- Chat WhatsApp Sirkuitku, kirim skema, sketsa, atau ceritakan rangkaian yang kamu butuhkan.
- Tim teknis memeriksa tingkat kesulitan (jumlah komponen, jumlah sensor, ada tidaknya mikrokontroler) lalu memberi penawaran.
- Setelah sepakat, layout dikerjakan di EasyEDA. KiCad bisa dipakai kalau kamu lebih nyaman.
- File layout PCB berikut file sumbernya dikirim. Kalau ingin sekalian dicetak, bisa lanjut ke jasa cetak.
Desain PCB ESP32 custom dengan mikrokontroler masuk perhitungan harga desain, begitu juga desain dengan banyak sensor. Sudah termasuk 2 kali revisi minor; revisi mayor dikenai biaya tambahan. Kesalahan dari pihak kami, misalnya footprint salah, diperbaiki tanpa biaya tambahan. Untuk pekerjaan layout dari skematik yang sudah ada, lihat jasa routing dan layout PCB.
Cetak di workshop sendiri, dengan ketentuan yang jelas
PCB dicetak di workshop Sirkuitku di Ngawi, Jawa Timur. Harga cetak dihitung dari luas papan: Rp 1.200 per cm persegi untuk PCB FR4 full masking dan Rp 500 per cm persegi untuk PCB tanpa masking (non masking). Single layer dan double layer harganya sama, dan cetak satuan bisa dilayani.
Ada biaya minimal 100 cm persegi per desain. Kalau luas total satu desain di bawah itu, biayanya tetap dihitung 100 cm persegi: Rp 120.000 untuk FR4 full masking atau Rp 50.000 untuk non masking, belum termasuk ongkir. Biaya minimal ini berlaku per desain, dan dengan biaya yang sama kamu bisa mencetak beberapa pcs dari desain itu selama total luasnya tidak melebihi 100 cm persegi. Pengerjaan ekspres tersedia dengan biaya tambahan. Rincian hitungannya ada di halaman harga cetak PCB per cm persegi.
Supaya hasil cetak maksimal, sesuaikan layout dengan ketentuan berikut.
| Ketentuan cetak | Ukuran minimum |
|---|---|
| Lebar jalur | 0,5 mm |
| Jarak antar jalur | 0,35 mm |
| Lubang pad/via | 0,6 mm |
| Clearance polygon | 0,8 mm |
Tabel di atas adalah batas cetak yang berlaku di workshop kami. Panduan lebar jejak daya dan area bebas tembaga yang dibahas sebelumnya berasal dari praktik desain ESP32 secara umum, bukan angka ketentuan cetak Sirkuitku.
File dikirim dalam bentuk PDF hitam untuk jalur dan putih untuk background, diekspor tanpa mirror. Desain yang tidak mengikuti ketentuan berisiko hasil cetaknya kurang maksimal, misalnya rawan short. Cacat cetak dari pihak kami, misalnya jalur putus, diperbaiki tanpa biaya tambahan.
Satu catatan penting: untuk cetak PCB, Sirkuitku belum bisa menggunakan through hole. Rangkaian yang akan dicetak sebaiknya dirancang dengan komponen SMD.
Rakit komponen dan komponennya
Setelah papan jadi, komponen bisa dipasang di workshop yang sama. Assembly bisa digabung dengan jasa cetak PCB, sehingga papan tidak perlu berpindah tempat. Komponen bisa kamu sediakan sendiri atau kami sediakan karena Sirkuitku juga menjual komponen elektronik.
Layanan solder komponen SMD maupun through hole tersedia terpisah dari proses cetak. Perlu diingat bahwa ketentuan belum bisa through hole hanya berlaku untuk cetak PCB, bukan untuk pemasangan komponen. Untuk rangkaian berbasis Arduino dan ESP32 secara umum, ada juga layanan jasa PCB Arduino & ESP32.
Biaya desain dan cara memulainya
Harga desain mulai Rp 50.000 untuk desain sederhana. Angka itu bukan harga tetap: biaya naik mengikuti jumlah komponen, jumlah sensor, dan ada tidaknya mikrokontroler. Ada tiga tingkat kesulitan, yaitu Mudah, Sedang, dan Sulit; harga pasti tingkat Sedang dan Sulit ditentukan setelah konsultasi. Penjelasan faktornya ada di harga jasa desain PCB.
Mulailah dengan mengirim skema, sketsa, atau cerita singkat tentang perangkat IoT yang kamu bangun lewat WhatsApp Sirkuitku. Satu nomor dipakai bersama admin dan tim teknis: admin melayani harga, order, pembayaran, dan pengiriman pada 09.00-17.00 WIB, sedangkan tim teknis melayani konsultasi desain pada 10.00-22.00 WIB. Dari situ kamu akan tahu perkiraan biaya desain, ketentuan cetak yang berlaku, dan langkah berikutnya.