PROJECT BUNAI Hardware · Schematic Package

Skematik & Netlist

Semua yang dibutuhkan untuk menggambar skematik di KiCad & merancang PCB: power tree, daftar komponen ber-refdes, netlist net-by-net, tabel koneksi tiap IC, nilai decoupling, dan pinout konektor. Disertai bunai_bom.csv & bunai_netlist.csv.

⚠️ Ini paket data skematik lengkap (bukan file .kicad_sch). Buat proyek KiCad baru → impor bunai_bom.csv → tarik net sesuai §5–6. Semua refdes & net sudah final.

1Konvensi & Rail Tegangan

Daya I2S I2C USB GPIO/kontrol
RailTeganganSumberBeban utamaArus puncak
VBUS5,0 VUSB-C J1Input charger U82 A (charge)
VBAT3,0–4,2 VLiPo BT1 / U8 SYSBuck U10/U11, gauge U7~2,5 A
+5V5,0 VBuck U10 (dari VBAT)H618 U1, amp U4~1,5 A
+3V33,3 VBuck/LDO U11ESP32 U2, mic, OLED, RTC, gauge, haptic~0,5 A
GND0 V—common, plane bawah—
Aturan penamaan net: rail huruf kapital (+3V3), bus pakai prefiks (I2C_SDA, I2S_MIC_SCK, I2S_SPK_BCLK), kontrol GPIO huruf jelas (WAKE, READY, EN_5V). Refdes: U=IC, BT=baterai, J=konektor, SW=tombol, LS=speaker, M=motor, D=LED/dioda, R/C/L=pasif.

2Power Tree

Jalur daya dari USB-C/baterai ke dua rail sistem, dengan power-path (pakai sambil charge) dan kontrol EN rail 5V oleh ESP32.

USB-C (J1)VBUS 5V/2A + CC U8 · BQ25895charger 1S 3Apower-path → SYS BT1 · LiPo 1S4000 mAh · VBAT U7 · MAX17048fuel gauge (I2C) U10 · Buck 5V/3A U11 · Buck 3V3/1A +5V → H618 (U1)+ amp U4 +3V3 → ESP32 (U2)+ mic/OLED/RTC/gauge/haptic EN_5V ← ESP32 GPIO13putus daya AI saat hemat Efisiensi buck ~88–92%. Decoupling tiap rail di tiap IC (lihat §7). Tambahkan TVS di VBUS & jalur USB. Fail-safe: walau +5V diputus (AI mati), +3V3 tetap hidup → ESP32, RTC, jam & alarm jalan terus.

3Reference Designators & Komponen

RefKomponenPart / NilaiPackageFungsi
U1Modul AIOrange Pi Zero 2W (H618, 4GB/32GB)SoM, header 40-pin PiOtak AI
U2MCU front-endESP32-S3-WROOM-1-N16R8module SMDWake-word, audio, UI, daya
U3MikrofonINMP441module / SMDI2S MEMS mic
U4AmplifierMAX98357AQFN-16 / moduleI2S klas-D 3.2W
U5LayarOLED 1.5" 128×128 SH1107module FPCTampilan (I2C 0x3C)
U6RTCDS3231SN + CR2032SO-16 / moduleJam/alarm (I2C 0x68)
U7Fuel gaugeMAX17048TDFN-8SoC baterai (I2C 0x36)
U8Charger/PMICBQ25895QFN-24Charge 1S + power-path
U9Haptic driverDRV2605LWCSP/VSSOPGetar (I2C 0x5A)
U10Regulator 5VTPS61088 / MP3429 (boost 3A)QFNRail +5V untuk H618
U11Regulator 3V3TPS62840 / MP2161 (buck 1A)SOT/QFNRail +3V3
BT1BateraiLiPo 1S 3.7V 4000mAh + PCMpouch + JSTSumber daya
J1KonektorUSB-C 2.0 receptacleSMD 16-pinCharge + data + dock
J2SlotmicroSD (push-push)SMDBackup (atau pakai di modul U1)
LS1Speaker8Ω 2W Ø28mm—Output suara
M1HapticLRA 10mm—Getar
D1LED statusWS2812B5050Indikator RGB
SW1–5TombolPTT(side), OK, ▲, ▼, Powertactile / sideKontrol fisik
R/C/LPasiflihat §70402/0603Pull-up, decoupling, filter

4Skematik Penuh (gaya net-label)

Koneksi digambar gaya net-label (seperti global label KiCad): pin dengan nama net sama = terhubung. Lebih bersih daripada kabel bersilang. Warna = jenis bus.

U2 · ESP32-S3 WROOM-1 N16R8 · 3V3 4 ─ I2S_MIC_SCK5 ─ I2S_MIC_WS6 ─ I2S_MIC_SD 7 ─ I2S_SPK_BCLK8 ─ I2S_SPK_LRC9 ─ I2S_SPK_DIN10 ─ AMP_SD 17 ─ I2C_SDA18 ─ I2C_SCL11 ─ RTC_INT 48 ─ LED_DIN 1 ─ BTN_PTT2 ─ BTN_OK USB_DP ─ 20USB_DM ─ 19 WAKE ─ 21READY ─ 14EN_5V ─ 13 BTN_UP ─ 15BTN_DN ─ 16BTN_PWR ─ 0 +3V3 ─ VDDGND ─ GND U1 · H618 Orange Pi Zero 2W USB_DP / USB_DM (OTG)WAKE (GPIO wake)READY (GPIO out) +5V (VIN)GNDUART debug (opsi) U3 INMP441I2S_MIC_* · +3V3 U4 MAX98357AI2S_SPK_* · AMP_SD · +5V U5 OLED · I2C 0x3C U6 DS3231 · 0x68 · RTC_INT U7 MAX17048 · 0x36 U9 DRV2605 · 0x5A → M1 D1 WS2812 ← LED_DIN JALUR DAYA J1 USB-CVBUS U8 BQ25895+BT1 → VBAT/SYS U10 → +5V U11 → +3V3 +5V → U1, U4 +3V3 → U2,U3,U5,U6,U7,U9 EN_5V (GPIO13) gating U10 GND = plane bersama semua komponen. Setiap IC punya decoupling sendiri (§7). USB & VBUS diberi proteksi TVS/ESD.
Cara baca: pin I2C_SDA di U2 terhubung ke semua pin I2C_SDA (U5/U6/U7/U9) — di KiCad cukup beri global label sama. Netlist eksplisit ada di §5.

5Netlist (net-by-net)

Setiap baris = satu net & semua pin yang terhubung (format REF.pin). Inilah sumber kebenaran koneksi.

NetKoneksi (REF.pin)Jenis
GNDsemua IC GND · BT1.− · J1.GND · SW1–5 · LS1.− via amp · planeDaya
VBUSJ1.VBUS · U8.VBUS · C_bulk · TVS1Daya 5V in
VBATBT1.+ · U8.BAT · U7.CELL · C_batDaya 3–4.2V
VSYSU8.SYS · U10.VIN · U11.VIN · C_sysPower-path out
+5VU10.VOUT · U1.VIN_5V · U4.VDD · C_5vRail 5V
+3V3U11.VOUT · U2.3V3 · U3.VDD · U5.VDD · U6.VCC · U7.VDD · U9.VDD · R1·R2 (pull-up) · D1.VDDRail 3V3
I2C_SDAU2.GPIO17 · U5.SDA · U6.SDA · U7.SDA · U9.SDA · R1→+3V3I2C
I2C_SCLU2.GPIO18 · U5.SCL · U6.SCL · U7.SCL · U9.SCL · R2→+3V3I2C
I2S_MIC_SCKU2.GPIO4 · U3.SCKI2S0
I2S_MIC_WSU2.GPIO5 · U3.WSI2S0
I2S_MIC_SDU2.GPIO6 · U3.SDI2S0
I2S_SPK_BCLKU2.GPIO7 · U4.BCLKI2S1
I2S_SPK_LRCU2.GPIO8 · U4.LRCI2S1
I2S_SPK_DINU2.GPIO9 · U4.DINI2S1
AMP_SDU2.GPIO10 · U4.SD_MODEGPIO
ESP_USB_DPU2.GPIO20 · U1.USB2_DPUSB (internal link)
ESP_USB_DMU2.GPIO19 · U1.USB2_DMUSB (internal link)
USBC_DPJ1.DP · U1.USB2B_DP · R_serUSB (dock/flash H618)
USBC_DMJ1.DM · U1.USB2B_DM · R_serUSB (dock/flash H618)
USBC_CC1 / CC2J1.CC1·Rd1(5.1k) / J1.CC2·Rd2(5.1k) → GNDUSB-C sink
WAKEU2.GPIO21 · U1.GPIO_WAKEGPIO kontrol
READYU1.GPIO_RDY · U2.GPIO14GPIO kontrol
EN_5VU2.GPIO13 · U10.ENGPIO kontrol
RTC_INTU6.INT_SQW · U2.GPIO11 · R_pu→+3V3GPIO IRQ
LED_DINU2.GPIO48 · D1.DINGPIO (RMT)
BTN_PTTU2.GPIO1 · SW1 → GNDGPIO (pull-up int)
BTN_OK / UP / DNU2.GPIO2·SW2 / GPIO15·SW3 / GPIO16·SW4 → GNDGPIO
BTN_PWRU2.GPIO0 · SW5 · U8.PB → GNDGPIO (boot/power)
SPK_P / SPK_NU4.OUT+ · U4.OUT− → LS1Audio out
HAP_P / HAP_NU9.OUT+ · U9.OUT− → M1Haptic out
microSD (J2) opsional: pada Orange Pi Zero 2W slot microSD sudah ada di modul U1. Jika ingin slot eksternal terpisah, sambungkan ke SDIO yang di-expose di header U1 (lihat datasheet modul).

6Koneksi per-IC

U1 · H618 (Orange Pi Zero 2W) — pin header

Pin modulNet
VIN (5V)+5V
GND (beberapa)GND
USB2 D+/D−ESP_USB_DP / ESP_USB_DM
USB2 D+/D− (dock)USBC_DP / USBC_DM
GPIO (wake)WAKE
GPIO (out)READY
UART2 TX/RX(debug, opsional)

U2 · ESP32-S3 — ringkas (detail di dossier §6)

GPIONet
4/5/6I2S_MIC_SCK/WS/SD
7/8/9I2S_SPK_BCLK/LRC/DIN
10AMP_SD
17/18I2C_SDA/SCL
11RTC_INT
19/20ESP_USB_DM/DP
21/14/13WAKE/READY/EN_5V
48LED_DIN
1/2/15/16/0BTN_PTT/OK/UP/DN/PWR

U3 · INMP441 (I2S mic)

PinNet
VDD+3V3
GNDGND
SCKI2S_MIC_SCK
WSI2S_MIC_WS
SDI2S_MIC_SD
L/RGND (kanal kiri)

U4 · MAX98357A (I2S amp)

PinNet
VDD+5V
GNDGND
BCLKI2S_SPK_BCLK
LRCI2S_SPK_LRC
DINI2S_SPK_DIN
SD_MODEAMP_SD
OUT+/OUT−SPK_P/SPK_N → LS1
GAINfloat (9 dB) / set R

U6 · DS3231 (RTC)

PinNet
VCC+3V3
GNDGND
SDA/SCLI2C_SDA/SCL
INT/SQWRTC_INT
VBATCR2032 (backup)

U8 · BQ25895 (charger)

PinNet
VBUSVBUS
BATVBAT (BT1+)
SYSVSYS
SDA/SCLI2C (opsional config)
/PG, STATstatus (opsi LED)
D+/D−deteksi adaptor (opsi)
U5 (OLED) & U7 (gauge) & U9 (haptic): VDD→+3V3, GND→GND, SDA/SCL→I2C bus, alamat masing-masing 0x3C / 0x36 / 0x5A. U9.OUT± → M1 (LRA).

7Decoupling & Passives

RefNilaiLokasi / NetCatatan
C1–C12100 nFVDD tiap IC (U1×3, U2, U3, U4, U5, U6, U7, U9)decoupling, sedekat mungkin ke pin
C2022 µF+5Vbulk rail 5V
C2110 µF+3V3bulk rail 3V3
C2247–100 µFVSYSbuffer power-path
C2310 µFVBATdekat U8.BAT
C2410 µFVBUSdekat J1/U8.VBUS
R1, R24,7 kΩI2C_SDA/SCL → +3V3pull-up bus I2C
Rd1, Rd25,1 kΩUSBC_CC1/CC2 → GNDdeklarasi sink USB-C
R3, R422 Ωseri USBC_DP/DMimpedansi (opsi, 0Ω jika match)
R5100 kΩRTC_INT → +3V3pull-up IRQ
L12,2 µH (≥3A)boost U10induktor 5V boost
L22,2–4,7 µHbuck U11induktor 3V3
C30,C3122 µF ×2output U10 (+5V)ripple boost
FB1 + C32ferrite + 1 µFSPK_P/N → LS1filter EMI amp filterless
TVS1USBLC6-2SC6VBUS + USBC_DP/DMproteksi ESD/surge
C40100 nFD1 (WS2812)decoupling LED

8Pinout Konektor

J1 · USB-C receptacle

PinNet
A1,A12,B1,B12GND
A4,A9,B4,B9VBUS
A5 (CC1)USBC_CC1 + Rd1
B5 (CC2)USBC_CC2 + Rd2
A6/A7USBC_DP/DM
B6/B7(jumper ke A6/A7)

Bridging D+/D− kedua sisi → konektor reversible.

Header antar-board (U1 ↔ board)

FungsiNet
5V in (≥2 pin)+5V
GND (≥3 pin)GND
USB2 D+/D−ESP_USB_DP/DM
GPIO wakeWAKE
GPIO readyREADY
UART (debug)opsional

Gunakan board-to-board header 40-pin atau pogo pin ke Orange Pi Zero 2W.

Konektor kecil

RefTipeNet
BT1JST-PH 2.0 2PVBAT / GND
LS1JST-PH 2PSPK_P / SPK_N
M1solder/JST 2PHAP_P / HAP_N
U5 OLEDFPC / 4P+3V3,GND,SDA,SCL

Tombol (ke GND, pull-up internal)

SWNetPosisi
SW1BTN_PTTsamping (ibu jari)
SW2BTN_OKdepan tengah
SW3/SW4BTN_UP/DNdepan ▲▼
SW5BTN_PWRsamping atas

9Catatan Layout, Termal & EMC

🔌 Daya

  • Loop boost U10 (L1, C input, C output) sekecil mungkin → kurangi EMI & ripple.
  • Decoupling 100nF tiap pin VDD, <2mm dari pin. Bulk dekat regulator.
  • Jalur VBAT/VSYS lebar (≥40 mil) untuk arus ~2A.
  • GND plane utuh di layer dalam; star-ground untuk mic analog.

🌡️ Termal

  • H618 (U1) sumber panas utama: thermal pad grafit → frame aluminium casing.
  • Thermal via di bawah SoC modul jika diakses; jangan tutup ventilasi.
  • Pisahkan regulator dari sensor suhu/RTC.
  • Firmware throttle + inferensi singkat lalu suspend.

📡 Sinyal & USB

  • Pasangan diferensial USB (DP/DM) panjang sama, impedansi ~90Ω, hindari via berlebih.
  • I2S clock pendek & jauh dari antena; mic jauh dari speaker (akustik).
  • Antena ESP32: keep-out copper walau radio off (praktik baik untuk dock).

🛡️ Proteksi & Test

  • TVS (USBLC6) di VBUS & data USB; ESD pada tombol terbuka.
  • Test point: +3V3 +5V VBAT GND I2C UART WAKE.
  • Fuse/PTC di VBUS; PCM di BT1 wajib.
  • Sediakan pad pogo untuk flashing massal ESP32 & H618.
Keselamatan baterai: gunakan sel LiPo ber-PCM, charger BQ25895 dikonfigurasi tegangan/arus benar (4.2V, ≤1C), dan sediakan pelepasan panas. Jangan charge tanpa proteksi suhu.

10File Pendamping

📄 bunai_bom.csv

BOM siap impor KiCad (kolom: Ref, Qty, Value, Footprint, Part, Notes). Buka di KiCad/Excel.

📄 bunai_netlist.csv

Netlist tabular (Net, Connections, Type) — sama dengan §5, untuk dipakai sebagai checklist saat wiring di skematik.

Alur cepat di KiCad: 1) buat proyek baru → 2) di Schematic, letakkan simbol sesuai §3 (beri Ref sama) → 3) beri global label ke pin sesuai §5–6 → 4) assign footprint dari bunai_bom.csv → 5) ERC → 6) ke PCB, ikuti §9.

Project Bunai · Paket Skematik v1.0 · 13 Juni 2026. Nilai & pin final; sesuaikan footprint dengan part aktual yang dibeli.