Ressurser for maskinvare-startups

Å starte et maskinvareselskap er vanskelig. Det som gjør det enda vanskeligere er vanskeligheten med å finne nettressurser, spesielt tjenester for maskinvareselskaper.

Etter å ha møtt en rekke mennesker som ikke visste om interessante tjenester og tilfeldigvis lært om noen andre selv, bestemte jeg meg for å sette sammen min egen liste, i håp om at den vil være nyttig for andre.

Dette er ikke ment å være en omfattende katalog, og jeg har ikke til hensikt å lage en. Det er min liste: Jeg har personlig brukt de fleste tjenestene og verktøyene som er oppført her, eller hørt gode ting om dem, og det er derfor jeg kan anbefale dem.

Denne listen fokuserer også på tjenester som er relativt rimelige og raske. Maskinvare-startups har vanligvis ikke masse penger og trenger å iterere raskt, så det gir ofte mening å bruke verktøy som noen vil anse for å være i "hobbyist"-klassen.

Elektronikkprototyping og produksjon

MacroFab

Last opp PCB-designet ditt til MacroFab, gi dem stykklisten din (BOM), spesifiser nøyaktig hvilke komponenter som skal brukes, klikk "Bestill" og motta dine ferdigmonterte enheter noen uker senere. Hele prosessen er rask, smertefri og helautomatisert. De tar seg av bestilling av PCB, sjablonger, komponenter, og å sette alt sammen.

Generelt sett vil de montere nesten hva som helst, inkludert THT (hullmontering) og store SMD-komponenter.

Hvis du bestemmer deg for å jobbe med dem, vurder å tilpasse designet ditt til å bruke deres "Huskomponenter", da det vil redusere kostnadene merkbart.

Alle kortene jeg mottok fra dem var av utmerket kvalitet. Jeg hadde ett lite problem med dem, der diodebroer var plassert feil — men gitt de uklare markeringene på elementene, kan jeg egentlig ikke klandre dem, og supporten deres var fantastisk. Jeg ville brukt MacroFab oftere hvis byggetidene var kortere og mer forutsigbare, men i mitt tilfelle viste det seg at en lokal kontraktsprodusent (CM) kunne tilby raskere service.

Hvis du ikke har en lokal kontraktsprodusent (CM) du jobber med, er MacroFab et utmerket valg for dine prototyper og lavvolumproduksjon.

Montering av små partier

Målet med Small Batch Assembly er rimelig elektronikkmontering i lavt volum. Det er begrensninger for hva som kan produseres, så det er kanskje ikke riktig for ethvert design.

Din lokale kontraktsprodusent (CM)

Ikke glem lokale kontraktsprodusenter (CM-er). I mange tilfeller kan de gi deg bedre service: raskere behandlingstid, god kommunikasjon, jevnlige tilbakemeldinger. Se og spør rundt, de er ikke alltid enkle å finne.

Jeg fant ut at for mine behov fungerer en lokal CM best, så det er det jeg bruker akkurat nå.

OSHPark

Lilla kretskort fra OSHPark er velkjente i hobbyist/skaper-verdenen. Enkel prising, lave kostnader og rimelig rask leveringstid gjorde at tjenesten ble veldig populær.

Det noen ikke er klar over, er imidlertid at kort fra OSHPark har utmerket kvalitet og ganske gode spesifikasjoner, spesielt på deres 4-lags tilbud. Og hvis du trenger kort for intern prototyping, gjør ENIG-finishen SMT-lodding mye enklere.

Her er et eksempel på en rask prototype ved bruk av et kort fra OSHPark:

Og her er en annen enhetsprototype. Begge ble montert ved hjelp av kort fra OSHPark, sjablonger fra OSH Stencils og manuell plassering, loddet med en varmluftstasjon. Begge ble loddet helt fint, uten problemer:

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.

Jeg har brukt både deres polyamid- og rustfrie stålsjablonger, og de var alle av topp kvalitet. Leveringstiden deres er imponerende, selv ved bestilling fra den andre siden av kloden; sjablongen ankom innen en uke eller så, alltid raskere enn noe PCB jeg kunne bestille.

Gitt de lave prisene, sluttet jeg å bruke loddepasta-sprøyter selv for engangsprototyper: hver gang jeg bestiller et kretskort (PCB), bestiller jeg også en sjablong.

OSH Stencils er ikke relatert til OSHPark, selv om navnet peker mot felles opprinnelse.

AISLER

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

Eksempel på kort fra AISLER med en sjablong i rustfritt stål fra OSH Stencils:

Seeed

Seeed Studio tilbyr en Fusion PCB-tjeneste med uslåelige priser, spesielt for 2-lags kort med HASL og blyfri HASL-finish. Hvis det ikke er et problem å vente litt lenger på at kortene dine skal sendes fra Kina, er dette en tjeneste verdt å vurdere. De tilbyr også stensiler og til og med PCB-monteringstjenester.

Andre PCB-kilder

I Europa finnes Eurocircuits, som pleide å være dyrt, men har blitt mer konkurransedyktig i det siste.

For større mengder vil jeg anbefale å gå gjennom din kontraktsprodusent (CM) og bruke det de anbefaler og er komfortable med.

CAD (Elektronikk)

For å designe elektronikk trenger man en CAD. Heldigvis er valget her ganske enkelt. Hvis du (eller designeren din) har erfaring med et bestemt CAD-system og du har en lisens for det systemet — bruk det. I alle andre tilfeller — bør du gå for 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.

I praksis er 4-8 lags kort med flere kontrollerte impedans-lengdematchede differensielle par ikke et problem med KiCAD.

CAD (Mekanisk)

Landskapet for mekanisk design-CAD endres veldig sakte, men de siste årene har brakt interessante endringer. Spesielt er det ikke lenger nødvendig å betale opp mot $5000 per bruker. Interessante nye aktører er:

Autodesk Fusion 360

En veldig komplett CAD/CAM-pakke. Multiplattform (Mac/Windows), som er en stor fordel. Knyttet til skyen, men fungerer med eller uten internettforbindelse. Prisingen er svært tilgjengelig til $300/år, og i tillegg tilbys programvaren gratis til hobbyister, skapere, lærere og viktigst av alt — unge oppstartsbedrifter.

Brukbar for 3D-printing, sprøytestøping og CNC-maskinering, mangler fortsatt kapasitet for metallplater (selskapet sier de jobber med det).

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.

Brukbar for 3D-printing, sprøytestøping, CNC-maskinering og design av metallplater.

Kjøpe komponenter

De vanlige kildene

De velkjente store distributørene for mindre mengder komponenter er:

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

Det er viktig å sjekke om en distributør opererer i området der du befinner deg. Å behandle komponenter gjennom tollen kan ødelegge dagen din ved å introdusere forsinkelser, ekstra kostnader og mye ekstra arbeid. For selskaper lokalisert i Europa er Farnell og RS de tryggeste valgene, da de sender fra innenfor EU. I USA vil du sannsynligvis bruke Mouser eller Digi-Key.

Når du sjekker tilgjengelighet, er det en god idé å sjekke alle de store distributørene, de lagerfører ikke alle de samme komponentene. Octopart kan hjelpe med å sjekke alle sammen (se også nedenfor).

Mindre distributører

Det finnes mindre, mindre kjente distributører som ofte kan tilby bedre priser, spesielt for passive komponenter. Et godt eksempel er TME, som ligger i Polen, og er en flott kilde hvis du befinner deg i EU.

Kjøpe direkte

Noen produsenter selger direkte – for eksempel tilbyr Texas Instruments sine brikker til konkurransedyktige priser allerede fra et antall på 500. Det er verdt å se seg rundt (PartsBox kan hjelpe med automatisk valg av leverandører).

Et annet interessant eksempel på direkte salg er Wuerth Elektronik. De produserer et bredt spekter av passive og elektromekaniske komponenter av utmerket kvalitet og selger for det meste direkte. Du jobber med en lokal salgsrepresentant, trykte kataloger og tilbud/prisoverslag for komponenter du er interessert i. Fordelen her er at du får utmerket dokumentasjon (pluss 3D CAD-modeller) og god kvalitet til ganske rimelige priser.

Høyere volumer

Hvis du begynner å kjøpe større volumer, men ennå ikke har din egen innkjøps- og logistikkavdeling, finnes det noen ganger interessante alternativer. Det første trekket er vanligvis å kjøpe direkte basert på individuelle tilbud. Etter det kan du begynne å jobbe med distributører som Arrow eller Verical, som spesialiserer seg på større mengder. I praksis har jeg imidlertid funnet at det ikke alltid er verdt innsatsen.

Generelt vil dine første produksjonskjøringer ikke overstige 1 000 stykker. Ved disse volumene bør du ikke bekymre deg for mye om å optimalisere komponentkostnadene: det kan være verdt det for noen dyre brikker, og det kan være enkelt for noen passive komponenter, men jeg ville ikke brukt for mye tid på det. Tilgjengelighet er et større problem enn kostnad, og det er mange større problemer å løse.

Mekanisk og 3D-printing

De fleste maskinvare-startups designer enheter, ikke bare kretskort med elektronikk, og grunnleggerne har ofte begrenset erfaring med mekanisk design.

Det gir mening å ha en lokal FDM (Fused Deposition Modeling) 3D-printer for rask prototyping. Men FDM har lav presisjon, du kan ikke produsere en rimelig glatt overflate, og du må bekymre deg for støttestrukturer. Kommersielle 3D-utskriftstjenester vil tilby SLS (Selective Laser Sintering) eller SLA (Stereolithography) utskrift, som krever en enorm investering i dyrt utstyr, men gir mye bedre resultater. Designene dine vil bli skrevet ut med jevn kvalitet, med minimal tidsinvestering fra din side, og du trenger ikke å bekymre deg for ting som støttestrukturer i det hele tatt.

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.

Kvaliteten på deres SLS-utskrifter er veldig god: selv om overflatene ikke vil være helt glatte, er det vanskelig å se sporene etter 3D-printing.

Et nærbilde av en prototype printet hos Shapeways ved bruk av SLS (de kaller det sterk og fleksibel plast):

Materialise (et produksjonstjenesteselskap)

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.

Når det gjelder kvaliteten, er den svært sammenlignbar med hva Shapeways tilbyr.

ProtoLabs

Ideen bak ProtoLabs er ikke bare å tilby prototypetjenester, men også en myk overgang til lavvolumproduksjon. Prisingen for deres CNC-tjenester er ikke veldig attraktiv, men deres raske sprøytestøping er ganske interessant.

De utviklet en prosess med aluminiumsformer, som er rimelige og raske å produsere. Ulempen er levetiden: de er bare gode for opptil 10 000 deler. Generelt er ikke dette et problem for en maskinvareoppstart: det er ganske sannsynlig at du vil endre designet ditt før du kommer til 10 000 deler, og hvis du forutser produksjon i stort volum, kan du alltid bytte til stålformer.

Deres tilbud om rask sprøytestøping er veldig bra, men det har ulemper sammenlignet med å jobbe med et lokalt støpeformfirma. Du må laste opp designet ditt, som bør være klart for sprøytestøping. Å designe deler for sprøytestøping er ikke enkelt og krever betydelig kunnskap og erfaring. Og selv om ProtoLabs vil påpeke de største feilene i designet ditt og gi litt veiledning, er risikoen til syvende og sist din: på et tidspunkt må du klikke "Bestill" og betale flere tusen euro/dollar for den første kjøringen. Hvis det er betydelige problemer, må du gå tilbake til startstreken.

Nettbaserte verktøy

PartsBox (selvfølgelig!)

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.

I tillegg er det sannsynlig at du vil ønske å beholde andre dokumenter sammen med komponentene dine: filer som PDF-datablader, applikasjonsnotater, 3D CAD-modeller og lignende. Klart, man kan vedlikeholde et eget arkiv på en filserver eller i Dropbox, men da må man bekymre seg for filnavngiving, katalogstruktur og administrasjon av brukertilgang. PartsBox løser alt dette ved å være et enkelt sted hvor både komponentlagerinformasjon og tilhørende dokumenter lagres.

På samme måte bruker de fleste et regneark for å administrere sin BOM og beregne kostnader. Det er kolonner for produsentens delenummer, distributørens delenummer (SKU), antall og prising. Noen søker etter komponenter, finner distributørpriser for en eller to leverandører, velger den beste prisen og legger den inn i regnearket.

Det største problemet med denne tilnærmingen er at den ikke skalerer. Selv i et lite prosjekt med 20-40 komponenter, er det mye arbeid å finne priser og legge dem inn i regnearket.

Det andre problemet er at regneark ble designet for enkle tabelldata. Men distributørtilbud er alt annet enn enkle! Leverandører bruker forskjellige prisbruddstrukturer som ikke enkelt kan sammenlignes: en leverandør vil oppgi priser ved antall på 100, 500 og 1000, og en annen ved 25, 250 og 500. Det er også begrensninger som MOQ (Minimum bestillingsantall) og bestillingsmultiplum.

PartsBox kan raskt og enkelt sammenligne og velge de beste tilbudene og gi deg en BOM-pris for ethvert antall, som også tar hensyn til din lokale lagerbeholdning.

Octopart

Når du vurderer en ny komponent, er Octopart stedet å gå for å finne ut om priser og tilgjengelighet. Jada, du kan sjekke med din favorittdistributør, men Octopart lar deg sjekke lagerbeholdning og priser hos alle store distributører, umiddelbart, og tar seg også av valutakonverteringer.

Kalkulatorer

For å beregne ting som banebredde for en ønsket impedans, eller bredde/avstand for differensielle par, fant jeg Mantaro-kalkulatorer ganske nyttige. Jeg bestilte kretskort med kontrollert impedans, og i det minste for differensielle microstrips var måleresultatene helt nøyaktige.

Her er et eksempel på impedanskontrollerte differensielle par beregnet ved hjelp av Mantaro-kalkulatoren og produsert hos MacroFab:

Stack Exchange

De fleste spørsmål som stilles på nettstedet Electrical Engineering Stack Exchange er fra nybegynnere, men eksperter besøker ofte nettstedet. Still et godt spørsmål, og du kan finne et svar fra noen med mange års erfaring.