1. Mengapa Custom PCB untuk IoT?
Prototyping dengan breadboard dan jumper wire sangat bagus untuk development, tetapi untuk produksi atau proyek yang serius, custom PCB memberikan keunggulan yang signifikan: ukuran lebih kecil, koneksi lebih reliable, performa RF yang lebih baik, dan estetika yang profesional.
- โ Cepat untuk prototyping
- โ Murah dan mudah diubah
- โ Tidak reliable untuk produksi
- โ Koneksi longgar / noise tinggi
- โ Ukuran besar
- โ Performa RF buruk
- โ Koneksi solder permanen
- โ Ukuran sangat kecil
- โ Ground plane untuk noise rendah
- โ Impedance control untuk RF
- โ Bisa diproduksi massal
- โ Terlihat profesional
Biaya PCB Custom di PCB Manufacturer
| Parameter | Typical Value | Harga (est.) |
|---|---|---|
| Ukuran | 50ร50 mm (2-layer) | $2-5 / 5 pcs |
| Ukuran | 100ร100 mm (2-layer) | $5-15 / 5 pcs |
| Ukuran | 50ร50 mm (4-layer) | $10-20 / 5 pcs |
| Lead time | 3-7 hari (standard) | - |
| Lead time | 24-48 jam (express) | +50-100% |
2. Setup KiCad 8
4. PCB Layout & Routing
PCB layout adalah proses menempatkan komponen (placement) dan menghubungkannya dengan copper traces (routing). Layout yang baik sangat mempengaruhi performa, terutama untuk sinyal RF dan high-speed digital.
Placement Strategy untuk ESP32 Board
- MCU di tengah: ESP32 modul (ESP32-WROOM-32) di center PCB
- Power di satu sisi: USB connector, LDO, battery di edge
- Sensor di sisi lain: Sensor breakout di edge yang berbeda
- Antenna clearance: Kosongkan area di bawah/belakang antenna
- Decoupling dekat pin: 100nF capacitor < 5mm dari VCC pin
Track Width Guidelines
| Koneksi | Minimum Width | Recommended | Catatan |
|---|---|---|---|
| Signal (digital) | 0.15mm (6mil) | 0.2mm (8mil) | GPIO, SPI, I2C |
| Signal (analog) | 0.2mm (8mil) | 0.25mm (10mil) | ADC, sensor |
| Power (3.3V) | 0.3mm (12mil) | 0.5mm (20mil) | Tergantung arus |
| Power (GND) | Full plane | Ground plane | Copper pour |
| USB (D+/D-) | 0.15mm (6mil) | 0.2mm (8mil) | Differential pair, 90ฮฉ impedance |
| RF (WiFi antenna) | 0.5mm (20mil) | Matched impedance | 50ฮฉ, coplanar waveguide |
Via dan Layer
| Tipe PCB | Layers | Harga | Kapan Pakai |
|---|---|---|---|
| 2-layer | Top + Bottom | Murah | Simple IoT board, sensor node |
| 4-layer | Top + GND + Power + Bottom | 2-3x lebih mahal | ESP32 board, high-speed |
| 6-layer | 6 copper layers | 5-10x lebih mahal | Hampir tidak perlu untuk IoT |
5. Ground Plane & Power Distribution
Ground plane adalah lapisan tembaga yang solid yang berfungsi sebagai referensi ground untuk semua sinyal. Ground plane sangat penting untuk mengurangi noise, EMI, dan meningkatkan performa RF.
Prinsip Ground Plane
- Copper pour GND: Selalu gunakan copper pour pada layer bawah untuk 2-layer PCB
- Jangan potong ground plane: Signal traces di layer atas harus menghindari pemotongan ground plane di layer bawah
- Via stitching: Tambahkan via GND secara berkala untuk menghubungkan ground plane di kedua layer
- Star grounding: Untuk sinyal sensitif (ADC), pisahkan analog ground dan digital ground, hubungkan di satu titik
PCB Manufacturer Populer
| Manufacturer | Min. Order | Harga (50ร50mm) | Lead Time |
|---|---|---|---|
| JLCPCB | 5 pcs | $2 (2-layer) | 3-5 hari |
| PCBWay | 5 pcs | $5 (2-layer) | 3-7 hari |
| AllPCB | 5 pcs | $5 (2-layer) | 3-5 hari |
| Elecrow | 5 pcs | $2 (2-layer) | 3-7 hari |
Zip semua file Gerber (.gbr) dan drill (.drl) โ upload ke jlcpcb.com โ setting jumlah PCB, warna, ketebalan (1.6mm standard), dan copper weight (1oz standard) โ order. PCB akan sampai ke Indonesia dalam 1-2 minggu via DHL/FedEx.