Sumber daya untuk startup perangkat keras

Memulai perusahaan perangkat keras itu sulit. Yang membuatnya lebih sulit adalah sulitnya menemukan sumber daya online, terutama layanan untuk perusahaan perangkat keras.

Setelah bertemu dengan sejumlah orang yang tidak tahu tentang layanan menarik dan secara tidak sengaja mengetahui tentang beberapa layanan lain sendiri, saya memutuskan untuk menyusun daftar saya sendiri, dengan harapan akan berguna bagi orang lain.

Ini tidak dimaksudkan sebagai direktori yang komprehensif dan saya tidak berniat membuatnya. Ini adalah daftar saya: Saya pribadi menggunakan sebagian besar layanan dan alat yang tercantum di sini, atau mendengar hal-hal baik tentang mereka, itulah sebabnya saya dapat merekomendasikannya.

Daftar ini juga difokuskan pada layanan yang relatif murah dan cepat. Startup perangkat keras biasanya tidak memiliki banyak uang dan perlu melakukan iterasi dengan cepat, jadi seringkali masuk akal untuk menggunakan alat yang oleh sebagian orang dianggap berada di kelas "penghobi".

Pembuatan prototipe dan manufaktur elektronik

MacroFab

Unggah desain PCB Anda ke MacroFab, berikan BOM Anda, tentukan komponen elektronik yang tepat untuk digunakan, klik "Pesan" dan terima perangkat Anda yang telah dirakit sepenuhnya beberapa minggu kemudian. Seluruh prosesnya cepat, mudah, dan sepenuhnya otomatis. Mereka akan mengurus pemesanan PCB, stensil, komponen elektronik, dan menyatukan semuanya.

Secara umum, mereka akan merakit apa saja, termasuk komponen THT (Through-Hole) dan SMD besar.

Jika Anda memutuskan untuk bekerja dengan mereka, pertimbangkan untuk menyesuaikan desain Anda agar menggunakan "Komponen Rumah" (House Parts) mereka, karena itu akan mengurangi biaya secara nyata.

Semua papan yang saya terima dari mereka memiliki kualitas yang sangat baik. Saya memiliki satu masalah kecil dengan mereka, di mana jembatan dioda ditempatkan secara tidak benar — tetapi mengingat tanda yang tidak jelas pada elemen tersebut, saya tidak bisa benar-benar menyalahkan mereka, dan dukungan mereka luar biasa. Saya akan menggunakan MacroFab lebih sering jika waktu perakitan lebih singkat dan lebih dapat diprediksi, tetapi dalam kasus saya ternyata CM (Contract Manufacturer) lokal dapat memberikan layanan yang lebih cepat.

Jika Anda tidak memiliki CM lokal yang bekerja sama dengan Anda, MacroFab adalah pilihan yang sangat baik untuk prototipe dan produksi volume rendah Anda.

Perakitan Batch Kecil

Tujuan dari Small Batch Assembly adalah perakitan elektronik volume rendah yang terjangkau. Ada batasan mengenai apa yang dapat diproduksi, jadi mungkin tidak cocok untuk setiap desain.

CM lokal Anda

Jangan lupakan CM (produsen kontrak) lokal. Dalam banyak kasus, mereka dapat memberi Anda layanan yang lebih baik: waktu penyelesaian yang lebih cepat, komunikasi yang baik, umpan balik rutin. Cari dan tanyakan sekitar, mereka tidak selalu mudah ditemukan.

Saya menemukan bahwa untuk kebutuhan saya, CM lokal bekerja paling baik, jadi inilah yang saya gunakan sekarang.

OSHPark

PCB ungu dari OSHPark sangat terkenal di dunia penghobi/pembuat. Harga yang sederhana, biaya rendah, dan waktu penyelesaian yang cukup cepat membuat layanan ini menjadi sangat populer.

Namun, apa yang tidak disadari sebagian orang adalah bahwa papan dari OSHPark memiliki kualitas yang sangat baik dan spesifikasi yang cukup bagus, terutama pada penawaran 4-lapis mereka. Dan jika Anda memerlukan papan untuk pembuatan prototipe in-house, penyelesaian ENIG membuat penyolderan SMT jauh lebih mudah.

Berikut adalah contoh prototipe cepat menggunakan papan dari OSHPark:

Dan ini adalah prototipe perangkat lainnya. Keduanya dirakit menggunakan papan dari OSHPark, stensil dari OSH Stencils dan penempatan manual, di-reflow menggunakan stasiun udara panas. Keduanya di-reflow dengan baik, tanpa masalah:

Stensil OSH

OSH Stencils membuat stensil SMT/SMD yang murah. Mereka menawarkan stensil poliamida ultra-murah untuk penggunaan pembuatan prototipe volume rendah, dan baja tahan karat untuk pekerjaan presisi dengan daya tahan. Harga dihitung per inci persegi.

Saya telah menggunakan stensil poliamida dan baja tahan karat mereka dan semuanya berkualitas tinggi. Waktu penyelesaian mereka mengesankan, bahkan memesan dari seluruh dunia, stensil tiba dalam waktu sekitar satu minggu, selalu lebih cepat daripada PCB mana pun yang bisa saya pesan.

Mengingat harganya yang murah, saya berhenti menggunakan jarum suntik pasta solder bahkan untuk prototipe satu kali: setiap kali saya memesan PCB, saya juga memesan stensil.

OSH Stencils tidak terkait dengan OSHPark, meskipun namanya menunjukkan asal-usul yang sama.

AISLER

AISLER adalah versi Eropa dari OSHPark. Harga sederhana, waktu penyelesaian cepat, dan kualitas papan yang sangat baik.

Contoh papan dari AISLER dengan stensil baja tahan karat dari OSH Stencils:

Seeed

Seeed Studio menawarkan layanan Fusion PCB dengan harga yang tidak ada duanya, terutama untuk papan 2-layer dengan finishing HASL dan HASL Lead Free. Jika menunggu sedikit lebih lama untuk pengiriman papan Anda dari China tidak menjadi masalah, ini adalah layanan yang layak dipertimbangkan. Mereka juga menawarkan stensil dan bahkan layanan perakitan PCB.

Sumber PCB lainnya

Di Eropa, ada Eurocircuits, yang dulunya mahal, tetapi belakangan ini menjadi lebih kompetitif.

Untuk jumlah yang lebih besar, saya sarankan melalui CM Anda dan menggunakan apa pun yang mereka rekomendasikan dan nyaman bagi mereka.

CAD (Elektronika)

Untuk merancang elektronik, seseorang membutuhkan CAD. Untungnya, pilihannya di sini agak mudah. Jika Anda (atau desainer Anda) memiliki pengalaman dengan sistem CAD tertentu dan Anda memiliki lisensi untuk sistem itu — gunakanlah. Dalam kasus lain — Anda harus menggunakan KiCAD.

KiCAD

KiCAD memiliki keuntungan besar karena gratis. Dan menjadi gratis tidak selalu berarti lebih buruk daripada beberapa paket komersial — justru sebaliknya. Meskipun memiliki kekurangannya dan beberapa hal akan lebih membosankan dari yang diharapkan, ini adalah program yang sangat mumpuni.

Dalam istilah praktis, papan 4-8 lapis dengan beberapa pasangan diferensial yang disesuaikan panjang impedansinya yang terkontrol bukanlah masalah dengan KiCAD.

CAD (Mekanik)

Lanskap CAD desain mekanis berubah sangat lambat, tetapi beberapa tahun terakhir membawa perubahan menarik. Secara khusus, tidak perlu lagi membayar lebih dari $5000 per pengguna. Pendatang baru yang menarik adalah:

Autodesk Fusion 360

Paket CAD/CAM yang sangat lengkap. Multiplatform (Mac/Windows), yang merupakan keuntungan besar. Terikat ke cloud, tetapi berfungsi dengan atau tanpa koneksi internet. Harganya sangat terjangkau yaitu $300/tahun, dan selain itu perangkat lunak ini ditawarkan secara gratis kepada penghobi, pembuat, pendidik, dan yang paling penting — startup muda.

Dapat digunakan untuk pencetakan 3D, pencetakan injeksi, dan pemesinan CNC, masih belum memiliki kemampuan lembaran logam (perusahaan mengatakan mereka sedang mengerjakannya).

OnShape

CAD berbasis browser, dengan antarmuka yang mirip dengan SolidWorks. Multiplatform (platform apa pun dengan browser web modern). Tidak berfungsi tanpa koneksi internet dan memberikan penekanan khusus pada fitur berbagi (orang lain dapat mengakses revisi desain terbaru). Dulu sangat mudah diakses, tetapi perusahaan mengubah harganya dan sekarang penggunaan komersial mulai dari $125/bulan, yang agak mahal dibandingkan dengan Fusion 360.

Dapat digunakan untuk pencetakan 3D, pencetakan injeksi, permesinan CNC, dan desain lembaran logam.

Membeli komponen

Sumber-sumber biasa

Distributor utama yang terkenal untuk jumlah komponen yang lebih kecil adalah:

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

Penting untuk memeriksa apakah distributor beroperasi di area tempat Anda berada. Memproses komponen melalui bea cukai dapat merusak hari Anda, dengan menimbulkan penundaan, biaya tambahan, dan banyak pekerjaan tambahan. Untuk perusahaan yang berlokasi di Eropa, Farnell dan RS adalah taruhan paling aman, karena mereka mengirim dari dalam UE. Di AS, Anda mungkin ingin menggunakan Mouser atau Digi-Key.

Saat memeriksa ketersediaan, ada baiknya memeriksa semua distributor utama, mereka tidak semua menyimpan komponen yang sama. Octopart dapat membantu memeriksa semuanya (lihat juga di bawah).

Distributor yang lebih kecil

Ada distributor yang lebih kecil dan kurang dikenal, yang seringkali dapat menawarkan harga yang lebih baik, terutama untuk komponen pasif. Contoh yang bagus adalah TME, yang berlokasi di Polandia, yang merupakan sumber yang bagus jika Anda berada di UE.

Membeli secara langsung

Beberapa produsen menjual secara langsung — sebagai contoh, Texas Instruments menawarkan chip mereka dengan harga kompetitif mulai dari kuantitas 500. Layak untuk melihat-lihat (PartsBox dapat membantu dengan pemilihan pemasok otomatis).

Contoh menarik lainnya dari penjualan langsung adalah Wuerth Elektronik. Mereka membuat berbagai macam komponen pasif dan elektromekanis dengan kualitas yang sangat baik dan sebagian besar menjual secara langsung. Anda bekerja dengan perwakilan penjualan lokal, katalog cetak, dan penawaran/kuotasi untuk komponen yang Anda minati. Keuntungannya di sini adalah Anda mendapatkan dokumentasi yang sangat baik (ditambah model CAD 3D) dan kualitas yang baik dengan harga yang cukup wajar.

Volume yang lebih tinggi

Jika Anda mulai membeli dalam volume yang lebih tinggi, tetapi belum memiliki departemen pembelian dan logistik sendiri, terkadang ada opsi yang menarik. Langkah pertama biasanya adalah membeli langsung berdasarkan penawaran individual. Setelah itu, Anda dapat mulai bekerja dengan distributor seperti Arrow atau Verical, yang berspesialisasi dalam jumlah yang lebih besar. Namun, dalam praktiknya, saya menemukan bahwa hal itu tidak selalu sepadan dengan usahanya.

Secara umum, proses produksi pertama Anda tidak akan melebihi 1.000 buah. Pada volume ini, Anda tidak perlu terlalu khawatir tentang mengoptimalkan biaya komponen: mungkin sepadan untuk beberapa chip mahal, dan mungkin mudah untuk beberapa komponen pasif, tetapi saya tidak akan menghabiskan terlalu banyak waktu untuk itu. Ketersediaan adalah masalah yang lebih besar daripada biaya, dan ada banyak masalah yang lebih besar untuk dipecahkan.

Mekanis & Pencetakan 3D

Sebagian besar startup perangkat keras merancang perangkat, bukan hanya papan dengan elektronik, dan para pendiri sering kali memiliki pengalaman terbatas dengan desain mekanis.

Masuk akal untuk memiliki printer 3D FDM (Fused Deposition Modeling) lokal untuk pembuatan prototipe cepat. Namun FDM memiliki presisi rendah, Anda tidak dapat menghasilkan permukaan yang cukup halus, dan Anda perlu khawatir tentang struktur pendukung. Layanan pencetakan 3D komersial akan menawarkan pencetakan SLS (Selective Laser Sintering) atau SLA (Stereolithography), yang memerlukan investasi besar pada peralatan mahal, tetapi menghasilkan hasil yang jauh lebih baik. Desain Anda akan dicetak dengan kualitas yang konsisten, dengan investasi waktu minimal di pihak Anda, dan Anda tidak perlu khawatir tentang hal-hal seperti struktur pendukung sama sekali.

Shapeways

Shapeways sebagian besar adalah pasar untuk produk cetak 3D, tetapi ini berarti mereka terus meningkatkan dan mengoptimalkan proses mereka. Waktu penyelesaian untuk komponen cetak SLS kecil adalah beberapa hari, dan harganya sangat bagus.

Kualitas cetakan SLS mereka sangat baik: meskipun permukaannya tidak akan mulus sempurna, sulit untuk melihat jejak pencetakan 3D.

Tampilan dekat prototipe yang dicetak di Shapeways menggunakan SLS (mereka menyebutnya plastik kuat & fleksibel):

Materialise (perusahaan jasa manufaktur)

Materialise lebih berorientasi pada bisnis (B2B) daripada konsumen. Ini baik sekaligus buruk untuk startup perangkat keras: di satu sisi, proses mereka lebih dapat diulang dan Anda dapat mengharapkan kualitas yang baik secara konsisten. Mereka juga mendukung cetakan besar. Di sisi lain, untuk pesanan kecil Anda mungkin menemukan bahwa harga minimum tidak kompetitif, dan waktu penyelesaian tidak selalu bagus.

Mengenai kualitasnya, sangat sebanding dengan apa yang ditawarkan Shapeways.

ProtoLabs

Gagasan di balik ProtoLabs bukan hanya untuk menyediakan layanan pembuatan prototipe, tetapi juga transisi yang mulus ke produksi volume rendah. Harga untuk layanan CNC mereka tidak terlalu menarik, tetapi cetakan injeksi cepat mereka cukup menarik.

Mereka mengembangkan proses dengan cetakan aluminium, yang terjangkau dan cepat diproduksi. Kerugiannya adalah umur pakainya: cetakan ini hanya bagus untuk hingga 10.000 komponen. Secara umum, ini bukan masalah bagi startup perangkat keras: sangat mungkin Anda akan memodifikasi desain Anda sebelum mencapai 10.000 komponen, dan jika Anda memperkirakan produksi volume besar, Anda selalu dapat beralih ke cetakan baja.

Penawaran cetakan injeksi cepat mereka sangat bagus, tetapi memiliki kelemahan dibandingkan dengan bekerja sama dengan perusahaan pembuat cetakan lokal. Anda perlu mengunggah desain Anda, yang harus siap untuk injeksi. Merancang komponen untuk cetakan injeksi tidak mudah dan membutuhkan pengetahuan serta pengalaman yang cukup. Dan meskipun ProtoLabs akan menunjukkan kelemahan utama dalam desain Anda dan memberikan beberapa panduan, pada akhirnya risiko ada di tangan Anda: pada titik tertentu Anda harus mengklik "Pesan" dan membayar beberapa ribu Euro/Dolar untuk proses pertama. Jika ada masalah yang signifikan, Anda harus kembali ke garis awal.

Alat online

PartsBox (tentu saja!)

PartsBox adalah cara untuk melacak komponen elektronik dan proyek dengan mudah. Setelah Anda mulai merakit, Anda segera menyadari bahwa Anda memerlukan alat untuk membantu Anda mengingat berapa banyak komponen yang Anda miliki. Banyak orang memulai dengan spreadsheet, tetapi itu tidak cukup dan dengan cepat membuang-buang waktu.

Selain itu, kemungkinan besar Anda ingin menyimpan dokumen lain bersama komponen Anda: file seperti lembar data PDF, catatan aplikasi, model CAD 3D, dan sejenisnya. Tentu, seseorang dapat memelihara repositori terpisah di server file atau di Dropbox, tetapi kemudian seseorang harus khawatir tentang penamaan file, struktur direktori, dan pengelolaan akses pengguna. PartsBox menyelesaikan semua itu, menjadi satu tempat di mana informasi stok komponen dan dokumen terkait disimpan.

Demikian pula, kebanyakan orang menggunakan spreadsheet untuk mengelola BOM mereka dan menghitung biaya. Ada kolom untuk nomor komponen pabrikan, nomor komponen distributor (SKU), kuantitas, dan harga. Seseorang mencari komponen, menemukan harga distributor untuk satu atau dua vendor, memilih harga terbaik dan memasukkannya ke dalam spreadsheet.

Masalah terbesar dengan pendekatan ini adalah tidak dapat diskalakan. Bahkan dalam proyek kecil dengan 20-40 komponen, mencari harga dan memasukkannya ke dalam spreadsheet adalah pekerjaan yang berat.

Masalah lainnya adalah spreadsheet dirancang untuk data tabular sederhana. Tetapi penawaran distributor sama sekali tidak sederhana! Vendor menggunakan struktur pemotongan harga yang berbeda, yang tidak dapat dibandingkan dengan mudah: satu vendor akan mengutip harga pada jumlah 100, 500, dan 1000, dan yang lain pada 25, 250, dan 500. Ada juga batasan seperti MOQ (Kuantitas Pesanan Minimum) dan kelipatan pesanan.

PartsBox dapat dengan cepat dan mudah membandingkan dan memilih penawaran terbaik dan memberi Anda harga BOM untuk kuantitas apa pun, juga dengan mempertimbangkan stok lokal Anda.

Octopart

Ketika Anda mempertimbangkan komponen baru, Octopart adalah tempat yang tepat untuk mencari tahu tentang harga dan ketersediaan. Tentu, Anda dapat memeriksa dengan distributor favorit Anda, tetapi Octopart memungkinkan Anda memeriksa stok dan harga dengan semua distributor utama, secara instan, juga mengurus konversi mata uang.

Kalkulator

Untuk menghitung hal-hal seperti lebar jejak untuk impedansi yang diinginkan, atau lebar/jarak pasangan diferensial, saya menemukan kalkulator Mantaro cukup membantu. Saya memesan papan dengan impedansi terkontrol, dan setidaknya untuk microstrip diferensial, hasil pengukurannya tepat sasaran.

Berikut adalah contoh pasangan diferensial yang dikontrol impedansi yang dihitung menggunakan kalkulator Mantaro dan diproduksi di MacroFab:

Stack Exchange

Sebagian besar pertanyaan yang diajukan di situs Electrical Engineering Stack Exchange berasal dari pemula, tetapi para ahli sering mengunjungi situs tersebut. Ajukan pertanyaan yang bagus dan Anda mungkin menemukan jawaban dari seseorang dengan pengalaman bertahun-tahun.