Resurssit laitteistostartupeille

Laitteistoyrityksen perustaminen on vaikeaa. Sen tekee vielä vaikeammaksi vaikeus löytää verkosta resursseja, erityisesti palveluita laitteistoyrityksille.

Tavattuani useita ihmisiä, jotka eivät tienneet mielenkiintoisista palveluista ja sattumalta oppinut itsekin joistakin, päätin koota oman listani toivoen, että se olisi hyödyllinen muille.

Tämä ei ole tarkoitettu kattavaksi hakemistoksi enkä aio luoda sellaista. Tämä on minun listani: käytin itse suurinta osaa täällä luetelluista palveluista ja työkaluista, tai olen kuullut niistä hyvää, minkä vuoksi voin suositella niitä.

Tämä lista keskittyy myös palveluihin, jotka ovat suhteellisen edullisia ja nopeita. Laitteistostartupit eivät yleensä ole varakkaita ja tarvitsevat iteroida nopeasti, joten usein on järkevää käyttää työkaluja, joita jotkut saattavat pitää "harrastelijaluokan" työkaluina.

Elektroniikan prototyypit ja valmistus

MacroFab

Lataa PCB-suunnitelmasi MacroFab-sivustolle, anna heille BOM, määritä tarkat komponentit, klikkaa "Tilaa" ja saat täysin koottuja laitteitasi useita viikkoja myöhemmin. Koko prosessi on nopea, kivuton ja täysin automatisoitu. He huolehtivat PCB:iden, stensiilien, komponenttien tilaamisesta ja kaiken kokoamisesta.

Yleisesti ottaen he kokoavat melkein mitä tahansa, mukaan lukien THT (läpivienti) ja suuret SMD-komponentit.

Jos päätät työskennellä heidän kanssaan, harkitse suunnitelmasi mukauttamista heidän "Talokomponenttejaan" käyttäen, sillä se vähentää huomattavasti kustannuksia.

Kaikki heiltä saamani piirilevyt olivat erinomaisia. Minulla oli yksi pieni ongelma heidän kanssaan, jossa diodisillat oli asennettu väärin – mutta ottaen huomioon elementtien epäselvät merkinnät, en voi todella syyttää heitä, ja heidän tukensa oli fantastinen. Käyttäisin MacroFabia useammin, jos rakennusaika olisi lyhyempi ja ennustettavampi, mutta omassa tapauksessani kävi ilmi, että paikallinen CM (sopimusvalmistaja) pystyi tarjoamaan nopeampaa palvelua.

Jos sinulla ei ole paikallista CM:ää, jota työskentelet, MacroFab on erinomainen valinta prototyypeillesi ja pienimuotoiselle tuotannolle.

Pienieräkokoonpano

Small Batch Assembly:n tavoitteena on edullinen pienimuotoinen elektroniikan kokoonpano. On rajoituksia siihen, mitä voidaan tuottaa, joten se ei ehkä sovi jokaiseen suunnitelmaan.

Paikallinen CM

Älä unohda paikallisia sopimusvalmistajia (CMs). Monissa tapauksissa he voivat tarjota sinulle parempaa palvelua: nopeampi kääntöaika, hyvä viestintä, säännöllinen palaute. Katso ja kysy ympäriltäsi, he eivät aina ole helppoja löytää.

Huomasin, että tarpeisiini paikallinen CM toimii parhaiten, joten käytän sitä juuri nyt.

OSHPark

OSHParkin violetit piirilevyt ovat tunnettuja harrastaja/maker-maailmassa. Yksinkertainen hinnoittelu, edulliset hinnat ja kohtuullisen nopea kääntöaika tarkoittavat, että palvelu on tullut erittäin suosituksi.

Jotkut ihmiset eivät kuitenkaan ymmärrä, että OSHParkin levyillä on erinomainen laatu ja melko hyvät tekniset tiedot, erityisesti heidän 4-kerros tarjonnassaan. Ja jos tarvitset levyjä talon sisäiseen prototyyppien valmistukseen, ENIG-päällyste tekee SMT-juottamisesta paljon helpompaa.

Tässä on esimerkki nopeasta prototyypistä käyttäen levyä OSHParkilta:

Ja tässä on toinen laiteprototyyppi. Molemmat koottiin käyttäen levyjä OSHParkilta, stensiilejä OSH Stencilsilta ja manuaalista sijoittelua, kiinnitettiin käyttäen kuumailma-asemaa. Molemmat kiinnittyivät hyvin, ilman ongelmia:

OSH Stencils

OSH Stencils makes inexpensive SMT/SMD stencils. They offer both ultra-cheap polyamide stencils for low-volume prototyping use, and stainless steel for precision work with durability. Pricing is calculated by square inch.

Olen käyttänyt sekä heidän polyamidi- että ruostumattomasta teräksestä valmistettuja stensiilejään ja ne olivat kaikki huippuluokkaa. Heidän toimitusaikansa on vaikuttava, jopa tilattaessa maailman toiselta puolelta, stensiili saapui viikossa tai niin, aina nopeammin kuin mikään PCB, jonka voisin tilata.

Niiden alhaisten hintojen vuoksi lopetin juotosvoidepursotinten käytön jopa kertaluonteisissa prototyypeissä: aina kun tilaan PCB:n, tilaan myös sapluunan.

OSH Stencils ei liity OSHParkiin, vaikka nimi viittaa yhteisiin alkuperiin.

AISLER

AISLER is the European version of OSHPark. Simple pricing, quick turnaround and excellent board quality.

Esimerkki AISLERin levyistä ruostumattomasta teräksestä valmistetulla OSH Stencils -stensiilillä:

Seeed

Seeed Studio tarjoaa Fusion PCB -palvelun lyömättömällä hinnalla, erityisesti 2-kerroslevyille HASL- ja HASL lyijyttömällä viimeistelyllä. Jos odottaminen hieman pidempään levyjen toimitukselle Kiinasta ei ole ongelma, tämä on palvelu, jota kannattaa harkita. He tarjoavat myös sapluunoita ja jopa PCB-kokoonpanopalveluita.

Muut PCB-lähteet

Euroopassa on Eurocircuits, joka oli aiemmin kallis, mutta on viime aikoina muuttunut kilpailukykyisemmäksi.

Suurempia määriä varten suosittelisin menemään CM:si kautta ja käyttämään mitä tahansa he suosittelevat ja ovat mukavia käyttämään.

CAD (Elektroniikka)

Elektroniikan suunnitteluun tarvitaan CAD. Onneksi valinta tässä on melko helppo. Jos sinulla (tai suunnittelijallasi) on kokemusta tietystä CAD-järjestelmästä ja sinulla on lisenssi kyseiseen järjestelmään — käytä sitä. Muussa tapauksessa — sinun pitäisi valita KiCAD.

KiCAD

KiCAD has a huge advantage in that it is free. And being free does not necessarily mean that it's worse than some commercial packages — quite the opposite. While it has its drawbacks and some things will be more tedious than expected, it is a surprisingly capable program.

Käytännössä 4-8 kerroksiset levyt, joissa on useita ohjattuja impedanssipituuksia, eivät ole ongelma KiCAD:lle.

CAD (Mekaaninen)

Mekaanisen suunnittelun CAD-maisema muuttuu hyvin hitaasti, mutta viime vuosina on tapahtunut mielenkiintoisia muutoksia. Erityisesti ei enää ole tarpeen maksaa yli 5000 dollaria käyttäjää kohden. Mielenkiintoisia uusia tulokkaita ovat:

Autodesk Fusion 360

Erittäin kattava CAD/CAM-paketti. Monialustainen (Mac/Windows), mikä on suuri etu. Pilveen sidottu, mutta toimii internet-yhteyden kanssa tai ilman. Hinnoittelu on erittäin edullinen 300 dollaria/vuosi, ja lisäksi ohjelmisto tarjotaan ilmaiseksi harrastajille, tekijöille, opettajille ja tärkeimpänä — nuorille startupeille.

Käytettävissä 3D-tulostukseen, ruiskuvalamiseen ja CNC-koneistukseen, mutta ei vielä peltiosien valmistukseen (yritys sanoo työstävänsä sitä).

OnShape

Browser-based CAD, with an interface that is similar to that of SolidWorks. Multiplatform (any platform with a modern web browser). Does not work without an internet connection and places a particular emphasis on sharing features (other people being able to access the latest design revisions). It used to be very accessible, but the company changed the pricing and now commercial use starts at $125/month, which is rather steep compared to Fusion 360.

Käytettävissä 3D-tulostukseen, ruiskuvalamiseen, CNC-koneistukseen ja levyjen muotoiluun.

Komponenttien ostaminen

Tavalliset lähteet

Tunnetut suuret jakelijat pienille osamäärille ovat:

• Digi-Key,
• Mouser,
• Farnell (element14),
• RS Components (Allied).

On tärkeää tarkistaa, toimiiko jakelija alueella, jossa sijaitset. Komponenttien käsittely tullin kautta voi pilata päiväsi aiheuttamalla viivästyksiä, lisäkustannuksia ja paljon lisätyötä. Euroopassa sijaitseville yrityksille Farnell ja RS ovat turvallisimmat vedot, koska ne toimittavat EU:n sisältä. Yhdysvalloissa haluat todennäköisesti käyttää Mouseria tai Digi-Keytä.

Kun tarkistat saatavuutta, on hyvä idea tarkistaa kaikki suuret jakelijat, he eivät kaikki varastoi samoja komponentteja. Octopart voi auttaa tarkistamaan kaikki (katso myös alla).

Pienemmät jakelijat

Pienemmät, vähemmän tunnetut jakelijat, jotka usein tarjoavat parempaa hinnoittelua, erityisesti passiivikomponenteille. Hyvä esimerkki on TME, joka sijaitsee Puolassa ja on erinomainen lähde, jos olet sijainniltaan EU:ssa.

Suoraan ostaminen

Jotkut valmistajat myyvät suoraan — esimerkiksi Texas Instruments tarjoaa piirejään kilpailukykyiseen hintaan jo 500 kappaleen erissä. Kannattaa katsella ympärilleen (PartsBox voi auttaa toimittajien automaattisessa valinnassa).

Toinen mielenkiintoinen suoramyynnin esimerkki on Wuerth Elektronik. He valmistavat laajan valikoiman passiivisia ja elektromekaanisia komponentteja erinomaisella laadulla ja myyvät pääasiassa suoraan. Työskentelet paikallisen myyntiedustajan, painettujen katalogien ja tarjousten/lainauksien kanssa osista, joista olet kiinnostunut. Tässä on etuna, että saat erinomaisen dokumentaation (plus 3D CAD -mallit) ja hyvän laadun melko kohtuulliseen hintaan.

Suuremmat volyymit

Jos aloitat suurempien määrien ostamisen, mutta sinulla ei vielä ole omaa hankinta- ja logistiikkaosastoa, on joskus mielenkiintoisia vaihtoehtoja. Ensimmäinen siirto on yleensä ostaa suoraan yksittäisten tarjousten perusteella. Sen jälkeen voit aloittaa yhteistyön jakelijoiden, kuten Arrow'n tai Vericalin kanssa, jotka ovat erikoistuneet suurempiin määriin. Käytännössä olen kuitenkin huomannut, että se ei aina ole vaivan arvoista.

Yleisesti ottaen ensimmäiset tuotantoeräsi eivät ylitä 1 000 kappaletta. Näissä määrissä sinun ei pitäisi olla liian huolissasi osien kustannusten optimoinnista: se saattaa olla sen arvoista useille kalliille piireille, ja se saattaa olla helppoa joillekin passiiveille, mutta en viettäisi siihen liikaa aikaa. Saatavuus on suurempi ongelma kuin kustannukset, ja on monia suurempia ongelmia ratkaistavana.

Mekaaniset & 3D-tulostus

Useimmat laitteistostartupit suunnittelevat laitteita, ei vain elektroniikkaa sisältäviä levyjä, ja perustajilla on usein rajallinen kokemus mekaanisesta suunnittelusta.

Paikallisen FDM (Fused Deposition Modeling) 3D-tulostimen hankkiminen nopeaa prototyyppien valmistusta varten on järkevää. Mutta FDM:llä on alhainen tarkkuus, et voi tuottaa kohtuullisen sileää pintaa, ja sinun on huolehdittava tukirakenteista. Kaupalliset 3D-tulostuspalvelut tarjoavat SLS (Selective Laser Sintering) tai SLA (Stereolithography) -tulostusta, joka vaatii suuren investoinnin kalliiseen laitteistoon, mutta tuottaa paljon parempia tuloksia. Suunnitelmasi tulostetaan johdonmukaisella laadulla, minimaalisella ajankäytöllä puolellasi, eikä sinun tarvitse huolehtia asioista kuten tukirakenteet ollenkaan.

Shapeways

Shapeways is mostly a marketplace for 3D-printed products, but this means they are continously improving and optimizing their processes. Turnaround for small SLS-printed parts is several days, and prices are very good.

Heidän SLS-tulosteidensa laatu on erittäin hyvä: vaikka pinnat eivät ole täysin sileitä, on vaikea nähdä 3D-tulostuksen jälkiä.

Shapewaysissa SLS:llä (he kutsuvat sitä vahvaksi & joustavaksi muoviksi) tulostetun prototyypin lähikuva:

Materialise (valmistuspalveluyritys)

Materialise is oriented more towards businesses (B2B) than consumers. This is both good and bad for hardware startups: on one hand, their processes are more repeatable and you can expect consistently good quality. They also support large prints. On the other hand, for small orders you might find that the minimum price is not competitive, and turnaround time isn't always great.

Laadun osalta se on hyvin verrattavissa siihen, mitä Shapeways tarjoaa.

ProtoLabs

ProtoLabs ideana on tarjota prototyyppipalveluita, mutta myös helpottaa siirtymistä pienimuotoiseen tuotantoon. Heidän CNC-palveluidensa hinnoittelu ei ole erityisen houkutteleva, mutta heidän nopea ruiskuvalu on melko mielenkiintoinen.

He kehittivät prosessin alumiinimuoteilla, jotka ovat edullisia ja nopeita valmistaa. Haittapuolena on niiden kestävyys: ne kestävät vain jopa 10 000 komponenttia. Yleensä tämä ei ole ongelma laitteistostartupille: on melko todennäköistä, että muokkaat suunnitelmaasi ennen kuin pääset 10 000 komponenttiin, ja jos ennakoit suurta tuotantomäärää, voit aina vaihtaa teräsmuotteihin.

Heidän nopea ruiskuvalutarjontansa on todella hyvä, mutta sillä on haittapuolia verrattuna paikallisen muottivalmistajan kanssa työskentelyyn. Sinun on ladattava suunnitelmasi, joka tulisi olla ruiskuvalmiina. Osien suunnittelu ruiskuvalua varten ei ole helppoa ja vaatii huomattavaa tietämystä ja kokemusta. Vaikka ProtoLabs osoittaa suurimmat puutteet suunnitelmassasi ja tarjoaa jonkin verran ohjausta, riski on lopulta sinun: jossain vaiheessa sinun on napsautettava "Tilaa" ja maksettava useita tuhansia euroja/dollareita ensimmäisestä erästä. Jos on merkittäviä ongelmia, sinun on palattava lähtöruutuun.

Verkkotyökalut

PartsBox (tietenkin!)

PartsBox is a way to easily keep track of electronic parts and projects. Once you start building, you soon realize that you need a tool to help you remember how many what components you have. Many people start with spreadsheets, but they just don't cut it and quickly become a time sink.

Lisäksi on todennäköistä, että haluat säilyttää muita asiakirjoja komponenttiesi kanssa: tiedostoja, kuten PDF-tietolehtiä, sovellusmuistiinpanoja, 3D CAD -malleja ja vastaavia. Tietenkin, voi ylläpitää erillistä varastoa tiedostopalvelimella tai Dropboxissa, mutta silloin on huolehdittava tiedostonimeämisestä, hakemistorakenteesta ja käyttäjäoikeuksien hallinnasta. PartsBox ratkaisee kaiken tämän, ollen yksi paikka, jossa sekä komponenttivaraston tiedot että niihin liittyvät asiakirjat säilytetään.

Samoin useimmat ihmiset käyttävät taulukkolaskentaa BOM:nsa hallintaan ja kustannusten laskemiseen. On sarakkeita valmistajan osanumeroille, jakelijan osanumeroille (SKU), määrälle ja hinnoittelulle. Joku etsii osia, löytää jakelijan hinnoittelun yhdelle tai kahdelle toimittajalle, valitsee parhaan hinnan ja syöttää sen taulukkolaskentaan.

Suurin ongelma tässä lähestymistavassa on, että se ei skaalaudu. Jopa pienessä projektissa, jossa on 20-40 komponenttia, hinnoittelun etsiminen ja laskentataulukkoon syöttäminen on paljon työtä.

Toinen ongelma on, että taulukkolaskentaohjelmat on suunniteltu yksinkertaisille taulukkotiedoille. Mutta toimittajien tarjoukset ovat kaikkea muuta kuin yksinkertaisia! Toimittajat käyttävät erilaisia hintarakenneita, joita ei voi helposti verrata: yksi toimittaja antaa hintoja määrille 100, 500 ja 1000, ja toinen 25, 250 ja 500. On myös rajoituksia, kuten MOQ (minimitilausmäärä) ja tilausmonikko.

PartsBox voi nopeasti ja vaivattomasti vertailla ja valita parhaat tarjoukset ja tarjota sinulle BOM-hinnan mille tahansa määrälle, ottaen huomioon myös paikallisen varastosi.

Octopart

Kun harkitset uutta komponenttia, Octopart on paikka, josta löydät tietoa hinnoittelusta ja saatavuudesta. Tietysti, voit tarkistaa suosikkijakelijaltasi, mutta Octopart antaa sinun tarkistaa varaston ja hinnoittelun kaikilta suurilta jakelijoilta välittömästi, huolehtien myös valuuttamuunnoksista.

Laskurit

Laskiessani asioita, kuten jäljen leveyttä halutulle impedanssille, tai differentiaaliparin leveyttä/väliä, löysin Mantaro-laskimet erittäin hyödyllisiksi. Tilasin hallitulla impedanssilla varustettuja levyjä, ja ainakin differentiaalimikroliuskojen osalta mittatulokset olivat täsmälleen oikein.

Tässä on esimerkki impedanssikontrolloiduista differentiaalipareista, jotka on laskettu Mantaro-laskimella ja tuotettu MacroFabissa:

Stack Exchange

Suurin osa Electrical Engineering Stack Exchange -sivustolla esitetyistä kysymyksistä on aloittelijoilta, mutta asiantuntijat käyvät myös kyseisellä sivustolla. Kysy hyvä kysymys ja saatat löytää vastauksen joltakulta, jolla on monien vuosien kokemus.