Resurser för hårdvarustartups

Att starta ett hårdvaruföretag är svårt. Det som gör det ännu svårare är svårigheten att hitta online-resurser, särskilt tjänster för hårdvaruföretag.

Efter att ha träffat ett antal personer som inte kände till intressanta tjänster och av en slump lärt mig om några andra själv, bestämde jag mig för att sammanställa min egen lista, i hopp om att den ska vara användbar för andra.

Detta är inte menat att vara en omfattande katalog och jag avser inte att skapa en. Det är min lista: jag har personligen använt de flesta tjänster och verktyg som listas här, eller hört gott om dem, vilket är varför jag kan rekommendera dem.

Denna lista fokuserar också på tjänster som är relativt billiga och snabba. Hårdvarustartups har vanligtvis inte mycket pengar och behöver iterera snabbt, så det är ofta vettigt att använda verktyg som vissa skulle anse vara i "hobbyklass".

Elektronikprototypning och tillverkning

MacroFab

Ladda upp din PCB-design till MacroFab, ge dem din BOM, specificera exakta komponenter att använda, klicka på "Order" och ta emot dina fullständigt monterade enheter flera veckor senare. Hela processen är snabb, smärtfri och helt automatiserad. De tar hand om att beställa PCB:er, schabloner, komponenter och att sätta ihop allt.

I allmänhet kommer de att montera nästan vad som helst, inklusive THT (genom-hål) och stora SMD-komponenter.

Om du bestämmer dig för att arbeta med dem, överväg att anpassa din design för att använda deras "Huskomponenter", eftersom det kommer att märkbart minska kostnaden.

Alla kort jag fick från dem var av utmärkt kvalitet. Jag hade ett litet problem med dem, där diodbryggor placerades felaktigt — men med tanke på de oklara markeringarna på elementen kan jag inte riktigt klandra dem, och deras support var fantastisk. Jag skulle använda MacroFab oftare om byggtiderna var kortare och mer förutsägbara, men i mitt fall visade det sig att en lokal CM (kontraktstillverkare) kunde erbjuda snabbare service.

Om du inte har en lokal CM som du arbetar med, är MacroFab ett utmärkt val för dina prototyper och produktion i låg volym.

Small Batch Assembly

Målet med Small Batch Assembly är prisvärd lågvolym elektronikmontering. Det finns begränsningar för vad som kan produceras, så det kanske inte passar för varje design.

Din lokala CM

Glöm inte bort lokala CM:er (kontraktstillverkare). I många fall kan de erbjuda dig bättre service: snabbare leveranstid, god kommunikation, regelbunden återkoppling. Letar och fråga runt, de är inte alltid lätta att hitta.

Jag fann att för mina behov fungerar en lokal CM bäst, så detta är vad jag använder just nu.

OSHPark

Lila kretskort från OSHPark är välkända i hobbyist-/makarvärlden. Enkel prissättning, låg kostnad och rimligt snabb leveranstid innebär att tjänsten blev mycket populär.

Det som vissa människor inte inser är dock att kretskort från OSHPark har utmärkt kvalitet och ganska bra specifikationer, särskilt deras 4-lagers erbjudande. Och om du behöver kretskort för prototypframställning inomhus, gör ENIG-ytbehandlingen SMT-lödning mycket enklare.

Här är ett exempel på en snabb prototyp med ett kort från OSHPark:

Och här är ytterligare en enhetsprototyp. Båda monterades med hjälp av kort från OSHPark, schabloner från OSH Stencils och manuell placering, omflödad med en hetluftsstation. Båda omflödades utan problem:

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.

Jag har använt både deras polyamid- och rostfria stålmasker och de var alla av toppkvalitet. Deras leveranstid är imponerande, även när man beställer från andra sidan jordklotet, anlände masken inom en vecka eller så, alltid snabbare än något kretskort jag kunde beställa.

Med tanke på deras låga priser, slutade jag använda lödpastasprutor även för engångsprototyper: varje gång jag beställer ett kretskort, beställer jag också en mask.

OSH Stencils är inte relaterat till OSHPark, även om namnet antyder gemensamt ursprung.

AISLER

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

Exempel på kort från AISLER med en rostfri stål stencil från OSH Stencils:

Seeed

Seeed Studio erbjuder en Fusion PCB tjänst med oslagbara priser, särskilt för 2-lagers kort med HASL och HASL blyfria ytbehandlingar. Om det inte är ett problem att vänta lite längre på att dina kort ska skickas från Kina, är detta en tjänst värd att överväga. De erbjuder också schabloner och till och med PCB-monteringstjänster.

Andra kretskortskällor

I Europa finns det Eurocircuits, som brukade vara dyrt, men har blivit mer konkurrenskraftigt på senare tid.

För större kvantiteter skulle jag rekommendera att gå igenom din CM och använda vad de rekommenderar och är bekväma med.

CAD (Elektronik)

För att designa elektronik behöver man en CAD. Lyckligtvis är valet här ganska enkelt. Om du (eller din designer) har erfarenhet av ett visst CAD-system och du har en licens för det systemet - använd det. I alla andra fall - du bör gå med 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 praktiska termer är 4-8 lagers kort med flera kontrollerade impedans längdmatchade differentiella par inte ett problem med KiCAD.

CAD (Mekanisk)

Mekanisk design CAD-landskapet förändras mycket långsamt, men de senaste åren har medfört intressanta förändringar. Särskilt är det inte längre nödvändigt att betala uppåt $5000 per användare. Intressanta nya aktörer är:

Autodesk Fusion 360

Ett mycket komplett CAD/CAM-paket. Multiplattform (Mac/Windows), vilket är en stor fördel. Kopplat till molnet, men fungerar med eller utan internetanslutning. Prissättningen är mycket tillgänglig till $300/år, och dessutom erbjuds programvaran gratis till hobbyister, skapare, utbildare och framför allt — unga startups.

Användbar för 3D-utskrift, formsprutning och CNC-bearbetning, saknar fortfarande kapaciteter för plåtbearbetning (företaget säger att de arbetar på 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.

Användbar för 3D-utskrift, formsprutning, CNC-bearbetning och plåtdesign.

Köpa delar

De vanliga källorna

De välkända stora distributörerna för mindre kvantiteter av delar är:

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

Det är viktigt att kontrollera om en distributör verkar i det område där du befinner dig. Att hantera komponenter genom tullen kan förstöra din dag, genom att introducera förseningar, extra kostnader och mycket mer arbete. För företag som är belägna i Europa är Farnell och RS de säkraste valen, eftersom de skickar från inom EU. I USA vill du troligen använda Mouser eller Digi-Key.

När du kontrollerar tillgänglighet är det en bra idé att kontrollera alla stora distributörer, de lagerför inte alla samma komponenter. Octopart kan hjälpa till med att kontrollera alla (se även nedan).

Mindre distributörer

Det finns mindre, mindre kända distributörer, som ofta kan erbjuda bättre prissättning, särskilt för passiva komponenter. Ett bra exempel är TME, beläget i Polen, vilket är en utmärkt källa om du är belägen i EU.

Köpa direkt

Vissa tillverkare säljer direkt — som ett exempel erbjuder Texas Instruments sina chips till konkurrenskraftiga priser redan från en kvantitet av 500. Det är värt att leta runt (PartsBox kan hjälpa till med automatiskt val av leverantörer).

Ett annat intressant exempel på direktförsäljning är Wuerth Elektronik. De tillverkar ett brett utbud av passiva och elektromekaniska komponenter av utmärkt kvalitet och säljer mestadels direkt. Du arbetar med en lokal försäljningsrepresentant, tryckta kataloger och erbjudanden/offertförslag för komponenter som du är intresserad av. Fördelen här är att du får utmärkt dokumentation (plus 3D CAD-modeller) och god kvalitet till ganska rimliga priser.

Högre volymer

Om du börjar köpa större volymer, men ännu inte har din egen inköps- och logistikavdelning, finns det ibland intressanta alternativ. Det första steget är vanligtvis att köpa direkt baserat på individuella offerter. Efter det kan du börja arbeta med distributörer som Arrow eller Verical, som specialiserar sig på större kvantiteter. I praktiken har jag dock funnit att det inte alltid är värt ansträngningen.

I allmänhet kommer dina första produktionskörningar inte att överstiga 1 000 stycken. Vid dessa volymer bör du inte oroa dig för mycket för att optimera komponentkostnader: det kan vara värt det för flera dyra kretsar, och det kan vara enkelt för vissa passiva komponenter, men jag skulle inte spendera för mycket tid på det. Tillgänglighet är ett större problem än kostnad, och det finns många större problem att lösa.

Mekanik & 3D-utskrift

De flesta hårdvarustartups designar enheter, inte bara kort med elektronik, och grundarna har ofta begränsad erfarenhet av mekanisk design.

Det är vettigt att ha en lokal FDM (Fused Deposition Modeling) 3D-skrivare för snabb prototypning. Men FDM har låg precision, du kan inte producera en rimligt slät yta, och du behöver oroa dig för stödstrukturer. Kommersiella 3D-utskriftstjänster kommer att erbjuda SLS (Selective Laser Sintering) eller SLA (Stereolithography) utskrift, vilket kräver en stor investering i dyr utrustning, men ger mycket bättre resultat. Dina designer kommer att skrivas ut med konsekvent kvalitet, med minimal tidsinvestering från din sida, och du behöver inte oroa dig för saker som stödstrukturer alls.

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 deras SLS-utskrifter är mycket bra: även om ytorna inte kommer att vara helt släta, är det svårt att se spåren av 3D-utskrift.

En närbild av en prototyp utskriven hos Shapeways med SLS (de kallar det stark & flexibel plast):

Materialisera (ett tillverkningstjänstföretag)

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.

När det gäller kvaliteten är den mycket jämförbar med vad Shapeways erbjuder.

ProtoLabs

Idén bakom ProtoLabs är att inte bara tillhandahålla prototypningstjänster, utan också en mjuk övergång till lågvolymproduktion. Prissättningen för deras CNC-tjänster är inte särskilt attraktiv, men deras snabba formsprutning är ganska intressant.

De utvecklade en process med aluminiumformar, som är prisvärda och snabba att producera. Nackdelen är deras livslängd: de är bara bra för upp till 10 000 komponenter. Generellt är detta inte ett problem för ett hårdvarustartup: det är ganska troligt att du kommer att modifiera din design innan du når 10 000 komponenter, och om du förutser produktion i stor skala, kan du alltid byta till stålformar.

Deras snabba formsprutningserbjudande är verkligen bra, men det har nackdelar jämfört med att arbeta med ett lokalt formtillverkningsföretag. Du måste ladda upp din design, som bör vara formsprutningsklar. Att designa komponenter för formsprutning är inte lätt och kräver betydande kunskap och erfarenhet. Och även om ProtoLabs kommer att peka ut de största bristerna i din design och ge viss vägledning, är risken slutligen din: vid någon punkt måste du klicka på "Beställ" och betala flera tusen euro/dollar för den första körningen. Om det finns betydande problem måste du börja om från början.

Onlineverktyg

PartsBox (självklart!)

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.

Dessutom är det troligt att du vill behålla andra dokument med dina komponenter: filer som PDF-datablad, applikationsanteckningar, 3D CAD-modeller och liknande. Visst kan man underhålla ett separat arkiv på en filserver eller i Dropbox, men då måste man oroa sig för filnamngivning, katalogstruktur och hantering av användaråtkomst. PartsBox löser allt detta, och är en enda plats där både information om komponentlager och tillhörande dokument lagras.

Likaså använder de flesta människor ett kalkylblad för att hantera sin BOM och beräkna kostnader. Det finns kolumner för tillverkarens artikelnummer, distributörens artikelnummer (SKU), kvantitet och prissättning. Någon söker efter komponenter, hittar distributörsprissättning för en eller två leverantörer, väljer det bästa priset och matar in det i kalkylbladet.

Det största problemet med detta tillvägagångssätt är att det inte är skalbart. Även i ett litet projekt med 20-40 komponenter är det mycket arbete att hitta prissättningen och mata in den i kalkylarket.

Det andra problemet är att kalkylblad designades för enkel tabulär data. Men distributörserbjudanden är allt annat än enkla! Leverantörer använder olika prisbrytningsstrukturer, som inte lätt kan jämföras: en leverantör kommer att ange priser vid kvantiteter av 100, 500 och 1000, och en annan vid 25, 250 och 500. Det finns också restriktioner som MOQ (minsta beställningskvantitet) och beställningsmultipel.

PartsBox kan snabbt och utan ansträngning jämföra och välja de bästa erbjudandena och ge dig ett BOM-pris för vilken mängd som helst, med beaktande av ditt lokala lager också.

Octopart

När du överväger en ny komponent är Octopart platsen att gå till för att ta reda på priser och tillgänglighet. Visst, du kan kolla med din favoritdistributör, men Octopart låter dig kolla lager och priser med alla stora distributörer, omedelbart, och tar också hand om valutaomvandlingar.

Kalkylatorer

För att beräkna saker som spårbredd för önskad impedans, eller bredd/avstånd för differentiella par, fann jag Mantaro-kalkylatorerna mycket hjälpsamma. Jag beställde kort med kontrollerad impedans, och åtminstone för differentiella mikrostrippar var mätresultaten prick på.

Här är ett exempel på impedanskontrollerade differentiella par beräknade med Mantaro-kalkylatorn och producerade hos MacroFab:

Stack Exchange

De flesta frågor som ställs på Electrical Engineering Stack Exchange webbplatsen kommer från nybörjare, men experter besöker också den sidan. Ställ en bra fråga och du kan hitta ett svar från någon med många års erfarenhet.