💧 ESP32-C2 水槽下方漏水偵測器 — 完整實作指南

📋 專案概述

去年冬天，樓下鄰居按了三個早上的電鈴。廚房水槽下方的角閥墊片老化滲水，水滴在櫃底板縫裡整整滴了兩週——等到樓下天花板出現一大片咖啡色水漬，沒有人想到問題出自我家水槽下方。最後的結算：樓下重新油漆天花板 18,000 元、我家系統櫃底板整片換掉 9,500 元，外加跟鄰居來回協調的兩個月心累。

事後我查了市售「漏水偵測器」，發現兩個尷尬的事實：

1. 單點式 300～600 元，但多數只會「本地嗶嗶叫」——問題是漏水發生在廚房櫃子裡、人在外面上班時，嗶給誰聽？
2. 會推播 Wi-Fi 的款要 1,200 元起跳，還綁品牌 App 與雲端訂閱；我家水槽下、熱水器旁、洗衣機進水管，三處就要 3,600 元。

這個專案用不到 130 元做一颗真正會「打電話叫你回家」的偵測器：

• 每 30 秒深度睡眠輪詢一次探棒，平均電流不到 0.1 mA，一顆 18650 理論上跑一年以上
• 連續 3 個輪詢週期都濕（排除凝結水誤報）→ 本地蜂鳴器狂叫 + Telegram 推播：「💧 偵測到漏水！」
• 擦乾後自動回報「✅ 已恢復乾燥」，不用懷疑是不是誤報
• 每 24 小時發一封「❤️ 系統正常」心跳訊息——安控設備最重要的是讓你確定它還活著

130 元 vs. 27,500 元的教訓，這是全系列性價比最高的一篇。

為什麼選 ESP32-C2？

🧱 硬體清單

🔌 接線圖

詳細接線

🖨️ 3D 列印零件

零件清單

列印設定

• 材質：機盒 PLA 即可（安裝位置在櫥櫃內、不日曬）；探棒固定座接觸水，用 PETG
• 填滿：15% 網格／探棒固定座 100%
• 層厚：0.2mm／固定座 0.16mm
• 壁厚：3 層起——機盒不防水，但至少要防櫥櫃內灑水清洗時的飛濺

設計要點

1. 機盒離地 5cm 安裝：偵測器本體最怕的不是漏水而是「積水淹過本體」，上蓋所有開孔（蜂鳴器孔、指示燈孔）一律開在側面，頂面密閉
2. 探棒低位走線槽：下蓋底部開 4mm 走線槽，探棒線以「滴水迴圈」（線先垂下再上彎進孔）方式進線，順著線流進盒裡的水會在最低點滴落
3. 探棒固定座 3° 傾角：探棒不是平貼地面，而是微傾——水膜一接觸兩條探針就觸發，蒸發後水珠自動滑離，不留殘水造成「永遠濕」
4. 電池艙側抽式：18650 從側面滑入，換電池不用拆機盒螺絲

💻 程式碼

/* ============================================================
 *  ESP32-C2 水槽下方漏水偵測器  |  Under-Sink Water Leak Detector
 *  ------------------------------------------------------------
 *  功能：每 30 秒深度睡眠輪詢漏水探棒；連續 3 次觸水 → 蜂鳴器
 *        + Telegram 推播；乾燥後回報恢復；每 24 小時心跳報平安
 *  硬體：ESP32-C2 SuperMini + YL-69 漏水模組（比較器 DO）
 *        + 有源蜂鳴器（S8050 驅動）+ 18650 + XC6206 3.3V
 *  供電：電池 3.7V → XC6206 LDO（待機 <10µA）；調試可插 USB
 *  相依：Arduino core for ESP32 ≥ 3.3（C2 支援自 3.3 起）
 *  板型：Board: "ESP32C2 Dev Module"
 *  ============================================================ */

#include <WiFi.h>
#include <HTTPClient.h>
#include <esp_sleep.h>   // esp_deep_sleep_start / esp_sleep_enable_timer_wakeup

/* ------------------------------------------------------------
 * 1. 使用者設定區 —— 全篇只有這段需要修改
 * ------------------------------------------------------------ */
const char* WIFI_SSID     = "YOUR_WIFI_SSID";      // 僅 2.4GHz（C2 無 5GHz）
const char* WIFI_PASSWORD = "YOUR_WIFI_PASSWORD";

const char* TG_BOT_TOKEN = "YOUR_BOT_TOKEN";
const char* TG_CHAT_ID   = "YOUR_CHAT_ID";

/* ------------------------------------------------------------
 * 2. 腳位與感測邏輯參數
 * ------------------------------------------------------------ */
const int PROBE_PWR_PIN  = 4;   // 電源閘：HIGH = 幫感測模組通電
const int PROBE_DATA_PIN = 3;   // 模組 DO：未觸水 HIGH / 觸水 LOW（出廠請先驗證！）
const int BUZZER_PIN     = 5;   // 蜂鳴器（經 S8050，HIGH = 叫）

const uint64_t SLEEP_US            = 30ULL * 1000000ULL; // 輪詢間隔 30 秒
const uint8_t  WET_CONFIRM_COUNT   = 3;   // 連續 3 個週期濕才報警：凝結水/噴水清洗撐不過 90 秒
const uint16_t HEARTBEAT_CYCLES    = 2880; // 30s × 2880 = 24 小時發一次心跳
const uint8_t  ALARM_RETRY_CYCLES  = 20;   // 報警後每 20 週期（10 分鐘）重複推播，直到乾燥

/* ------------------------------------------------------------
 * 3. RTC 持久狀態 —— 深度睡眠 = 復位，一般全域變數會歸零，
 *    必須用 RTC_DATA_ATTR 放在慢速 RAM 才能跨睡眠保存
 * ------------------------------------------------------------ */
RTC_DATA_ATTR uint8_t wetStreak    = 0;      // 連續觸水週期計數
RTC_DATA_ATTR uint16_t hbCycles    = 0;      // 心跳計數器
RTC_DATA_ATTR bool    leakLatched  = false;  // 已報警旗標：乾燥時才發「恢復」並重置
RTC_DATA_ATTR uint16_t alarmCycles = 0;      // 報警後的重複推播節流

/* ------------------------------------------------------------
 * probeIsWet —— 通電讀取探棒狀態
 *   回傳：true = 觸水
 *   做法：電源閘開啟 → 等 5ms 讓比較器穩定 → 讀 DO → 立刻斷電
 *   為什麼斷電：YL-69 通電會電解探棒（即使直流，殘留極化也會加速
 *   鏽蝕），而且待機 30 秒期間它根本不需要活著
 * ------------------------------------------------------------ */
bool probeIsWet() {
  digitalWrite(PROBE_PWR_PIN, HIGH);
  delay(5);  // 比較器 + RC 濾波穩定時間，讀太快會拿到上一週期的殘值
  bool wet = (digitalRead(PROBE_DATA_PIN) == LOW);  // 多數模組：觸水拉 LOW
  digitalWrite(PROBE_PWR_PIN, LOW);
  return wet;
}

/* ------------------------------------------------------------
 * beepPattern —— 非阻塞感序列蜂鳴（報警三長音 / 恢復一短音）
 *   參數：longBeeps = 長音數（400ms 響 + 200ms 停）
 *         shortBeeps = 短音數（100ms 響 + 100ms 停）
 * ------------------------------------------------------------ */
void beepPattern(int longBeeps, int shortBeeps) {
  for (int i = 0; i < longBeeps; i++)  { digitalWrite(BUZZER_PIN, HIGH); delay(400); digitalWrite(BUZZER_PIN, LOW);  delay(200); }
  for (int i = 0; i < shortBeeps; i++) { digitalWrite(BUZZER_PIN, HIGH); delay(100); digitalWrite(BUZZER_PIN, LOW);  delay(100); }
}

/* ------------------------------------------------------------
 * sendTelegram —— 發送訊息到 Telegram Bot
 *   參數：message = 推送文字（支援 Markdown）
 *   回傳：是否成功（HTTP 200）
 *   注意：本函式只在「確定要發」時呼叫——開 Wi-Fi 是省電大戶，
 *         一次連線+發送約耗 3 秒 × 120mA，絕不用在心跳以外的空轉
 * ------------------------------------------------------------ */
bool sendTelegram(const String& message) {
  WiFi.mode(WIFI_STA);
  WiFi.begin(WIFI_SSID, WIFI_PASSWORD);
  for (int i = 0; i < 20 && WiFi.status() != WL_CONNECTED; i++) delay(500); // 10 秒逾時
  if (WiFi.status() != WL_CONNECTED) return false;

  HTTPClient http;
  http.begin(String("https://api.telegram.org/bot") + TG_BOT_TOKEN + "/sendMessage");
  http.addHeader("Content-Type", "application/json");
  String json = String("{\"chat_id\":\"") + TG_CHAT_ID +
                "\",\"parse_mode\":\"Markdown\",\"text\":\"" + message + "\"}";
  bool ok = (http.POST(json) == 200);
  http.end();
  WiFi.disconnect(true);  // 主動關射頻：深度睡眠前把射頻電容放電乾淨
  return ok;
}

/* ------------------------------------------------------------
 * handleWet —— 觸水狀態機（在 wetStreak 已達門檻後進入）
 * ------------------------------------------------------------ */
void handleWet() {
  if (!leakLatched) {
    beepPattern(3, 0);                       // 本地三長音：人在廚房也聽得到
    leakLatched = sendTelegram("💧 **漏水警報！**\n水槽下方偵測到積水，請立即關閉角閥！");
    alarmCycles = 0;
  } else if (alarmCycles >= ALARM_RETRY_CYCLES) {
    // 已報過警但水還在：每 10 分鐘追發一次，Telegram 訊息被蓋掉也能發現
    sendTelegram("💧 **漏水仍未處理**（已持續 >10 分鐘）");
    alarmCycles = 0;
  }
}

/* ------------------------------------------------------------
 * handleDry —— 乾燥狀態機：負責「恢復通知」與心跳
 * ------------------------------------------------------------ */
void handleDry() {
  if (leakLatched) {
    beepPattern(0, 1);
    if (sendTelegram("✅ **已恢復乾燥。**\n漏水警報解除，請檢查來源是否真的修好了。"))
      leakLatched = false;
  }
  hbCycles++;
  if (hbCycles >= HEARTBEAT_CYCLES) {        // 每 24 小時報一次平安
    if (sendTelegram("❤️ 漏水偵測器運作正常（過去 24 小時無警報）")) hbCycles = 0;
    // 發送失敗不歸零：下個週期再試，確保心跳不會無聲消失
  }
}

/* ------------------------------------------------------------
 * setup —— 深度睡眠架構下所有邏輯寫在 setup()：
 *   每次醒來 = 一次完整執行 → 結尾睡回去，loop() 永遠到不了
 * ------------------------------------------------------------ */
void setup() {
  pinMode(PROBE_PWR_PIN, OUTPUT);
  pinMode(BUZZER_PIN, OUTPUT);
  pinMode(PROBE_DATA_PIN, INPUT_PULLUP);     // 模組斷電期間保持上拉，避免浮接誤讀
  digitalWrite(PROBE_PWR_PIN, LOW);
  digitalWrite(BUZZER_PIN, LOW);

  bool wet = probeIsWet();

  if (wet) {
    if (wetStreak < 255) wetStreak++;        // 飽和計數，防 uint8 溢位回繞
    if (wetStreak >= WET_CONFIRM_COUNT) { handleWet(); alarmCycles++; }
    hbCycles = 0;                            // 警報期間不發心跳，避免洗版
  } else {
    wetStreak = 0;                           // 單次乾燥即重置：凝結水「濕-乾-濕」無法累積
    handleDry();
  }

  esp_sleep_enable_timer_wakeup(SLEEP_US);
  esp_deep_sleep_start();
}

void loop() {
  esp_deep_sleep_start();  // 保險：若邏輯未來改出 return，也不空轉
}

📱 設定 Telegram Bot

1. 開啟 Telegram，搜尋 @BotFather
2. 輸入 /newbot，依指示命名（例：leak_alarm_bot）
3. 複製 Bot Token（形如 123456789:AAH...）
4. 搜尋你的 Bot，先發一句任意訊息（Bot 不能主動找你）
5. 瀏覽器開 https://api.telegram.org/bot<TOKEN>/getUpdates
6. 找 "chat":{"id":XXXXXXXXXX}，複製這組數字當 TG_CHAT_ID

🏗️ 組裝步驟

1. 列印零件：機盒上下蓋 PLA、探棒固定座務必 PETG
2. 焊電源閘與蜂鳴器電路：兩顆 S8050 + 兩顆 1kΩ 基極電阻，洞洞板 3×5 孔就夠
3. 接感測模組：VCC 接電源閘輸出、DO→GPIO3、GND 共地；探棒兩線絞合後接 A/B
4. 驗證觸水邏輯：燒錄前先開序列埠看 DO 極性——若你的模組是「觸水 HIGH」，把 probeIsWet() 的 == LOW 改成 == HIGH
5. 固定主板與電池艙：雙面膠貼平，18650 側插入 TP4056 板
6. 定位安裝：機盒鎖在櫥櫃側壁離地 5cm 以上，探棒固定座用螺絲鎖在地面最低點（可用水平儀或倒一杯水確認低點）
7. 測試：探棒壓濕盤上 2 分鐘 → 蜂鳴器叫 + 手機收到推播 → 擦乾放回 → 收到恢復訊息，即完成

🔧 問題排除

🎯 進階延伸

• 多點偵測：C2 剩餘 GPIO 再拉 2 組探棒（電源閘共用），一顆看水槽、熱水器、洗衣機三個點
• 自動關水：加 5V 電磁閥（12V 車用閥 + 升壓），警報時直接切斷角閥——出差党終極形態
• 太陽能補充：櫥櫃門開關有光的話，加 5V 小太陽能板 + TP4056，理論永動
• 改 ESPHome：C2 支援 ESPHome，接進 Home Assistant 做全屋水保全（本程式碼為獨立運作版，不依賴任何 Hub）

📦 檔案清單

water-leak-detector/
├── src/
│   └── leak-detector.ino        # ESP32 程式碼（本頁完整程式）
├── stl/
│   ├── box-top.stl              # 機盒上蓋
│   ├── box-bottom.stl           # 機盒下蓋
│   └── probe-mount.stl          # 探棒固定座（PETG）
├── f3d/
│   └── leak-detector-design.f3d # Fusion 360 原始檔
├── manual/
│   └── assembly.html            # 圖文組裝說明書
└── README.md                    # 說明文件