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ASSEMBLY MANUAL

🥛 ESP32 發酵恆溫箱 — 組裝說明書

ESP32 全系列 × 3D 列印實作系列 · 第 4 篇 · 文件版本 v2.0(2026-10-15)

⏱️ 總工時:約 110 分鐘(不含 3D 列印) 🎯 難度:★★★★☆ 中深(含 110V 迴路,沒把握請水電代勞步驟 2) 🔧 工具:十字起子、萬用表、剝線鉗、熱風槍/吹風機

🧰 零件與工具確認

① 控制器盒 ×1(PETG) ② 探針法蘭 ×1(PETG) ③ SSR 支架 ×1(PETG) ④ 按鍵帽 ×1(TPU) ⑤ ESP32 DevKitC ×1 ⑥ DS18B20 防水探針 ×1 ⑦ SSR SPS-D02 ×1 ⑧ 20W 矽膠加熱墊 ×1 ⑨ OLED SSD1306 ×1 ⑩ 蜂鳴器 + 按鍵 ⑪ 帶蓋接線盒 + 端子台 ⑫ 2A 保險座 + 60°C 溫度保險絲 🔧 萬用表(通斷/電壓必備) 🔧 食品級矽利康
⚡ 本說明書步驟 2 涉及 110V 交流接線。全程斷電操作;完成後由第二位懂電的人覆核才准插牆。沒把握就跳過自己做,請水電處理這 20 分鐘的工作。
1

列印零件(全 PETG)

⏱️ 列印約 3.5 小時🎯 難度 ★☆☆☆☆
① 控制器盒 開孔全部朝下・牆厚 2.4mm ② 探針法蘭 蛇形防折槽 + 8cm 止擋 ③ SSR 支架 散熱鰭片・離牆 15mm ④ 按鍵帽 TPU・防滑紋
  1. 四種零件全部用 PETG 列印——PLA 在 55°C 軟化,發酵箱旁就是它的地獄。
  2. 控制器盒確認所有開孔在「掛上牆面時朝下」的位置——水往低處流,開孔朝上 = 積水。
  3. 探針法蘭的蛇形槽用吹風機加熱校平,穿針後出线彎曲半徑 ≥3cm。
💡 法蘭與箱蓋之間墊列印墊圈 + 矽膠 O 環:可拆洗、不積汙,比矽利康密封更衛生。
2

AC 迴路接線(斷電!)

⏱️ 25 分鐘🎯 難度 ★★★★☆
插頭 L / N 保險絲 2A 60°C 溫保險 ⑦ SSR 常開接點 ⑧ 加熱墊 20W N(黑)直回插頭 L(紅)串全程保險 全部端子進⑪帶蓋接線盒,盒體鎖箱外牆面
  1. 拔離牆壁、驗電確認無電後才開工。
  2. L(紅)依序串:保險絲座 2A → 60°C 溫度保險絲 → SSR 一端子;SSR 另一端子 → 加熱墊(+)。
  3. N(黑)直回加熱墊(−);剝皮 7mm、端子台鎖緊、拉扯測試不脫。
  4. 60°C 溫度保險絲貼著加熱墊引線根部綁(那裡是最高溫點),用高溫束帶。
  5. 萬用表通斷檔覆核:插頭 L 對 N 未導通(SSR 未驅動時應斷路);L 對加熱墊另一端導通。
⚡ 兩道保險缺一不可:2A 熔斷防短路火災、60°C 溫保險防「韌體失控 + SSR 燒死導通」的最壞組合。這是本專案與「能跑就好」的界線。
3

控制側組裝入盒

⏱️ 20 分鐘🎯 難度 ★★☆☆☆
⑤ ESP32 USB 朝下孔 ⑨ OLED ⑦ SSR 鎖③支架上 ⑩按鍵 ⑩蜂鳴器 探針 PG 頭 USB 線 PG 頭 AC 端子 → 另盒!
  1. SSR 鎖到③支架、支架鎖盒內背板——SSR 離牆 15mm 留對流縫。
  2. ESP32 四角銅柱鎖定位柱,USB 口對盒底開孔;OLED 雙面膠貼面板窗內側。
  3. 探針線與 USB 線各走一個電纜固定頭(PG7),留 5cm 維修迴圈。
  4. 低壓接線照文章接線表:GPIO4 探針、GPIO27 SSR、GPIO22/21 OLED、GPIO26 蜂鳴器、GPIO32 按鍵。
⚠️ AC 端子不進這個盒子——它們住在⑪帶蓋接線盒裡,兩個盒子之間只讓 SSR 的兩條 AC 線穿越。
4

加熱墊與探針入箱

⏱️ 15 分鐘🎯 難度 ★★☆☆☆
35L 保溫箱(剖面) ⑧ 加熱墊平鋪箱底內側(耐熱膠帶四角) ② 探針法蘭(箱蓋中央) ⑥ 探針懸於中央 8cm 止擋:不碰壁不碰底 內容物容器 探針頭浸在 液體中段
  1. 加熱墊平鋪箱底內側,耐熱膠帶固定四角;線出口朝箱外最近角走。
  2. 箱蓋中央鑽 Ø12 孔,法蘭墊 O 環鎖入;探針穿過、蛇形槽留彎、止擋卡住。
  3. 探針頭位置 = 液體幾何中央(深度 8cm 止擋),距離箱壁 ≥5cm。
  4. 探針線出口與加熱墊線出口分置箱蓋對角,避免熱線烘烤訊號線。
💡 這一步決定控制品質的上限:探針碰壁 = 量壁溫 = 回到市售優格機的老錯誤。裝好後倒一箱水晃一晃,確認探針懸空。
5

燒錄與探針兩點校正

⏱️ 25 分鐘🎯 難度 ★★★☆☆
冰水混合物 攪拌 2 分鐘 → 讀 0.0°C 溫水 + 溫度計 35°C 對照標準計 回填 offset 0°C 誤差 = 偏移 35°C 誤差 = 斜率 序列埠 115200 邊看邊校
  1. 燒錄板型 ESP32 Dev Module;序列埠看現溫跳動。
  2. 探針插冰水混合物(碎冰+水,不是純冰)攪拌 2 分鐘:標準值 0.0°C,記下讀值差。
  3. 換 35°C 溫水,與厨房標準溫度計對照,記下第二個差值。
  4. 把兩點差填進 tempOffset / tempSlope 重燒;兩點都對才算完成。
校正點標準值探針讀值差值
冰水混合物0.0°C________________
溫水對照35.0°C________________
💡 一般 DS18B20 探針兩點校正後可達 ±0.2°C——比多數千元級發酵箱的單點補償更準。
6

空箱烤機與水盆實測

⏱️ 60 分鐘(含等待)🎯 難度 ★★★☆☆
空箱:升溫 → 42.0 ±0.3 紅虛線 = 無 PID 的抖動(反面教材) 水盆 2L:升溫不超調 1°C setpoint 記錄升溫時間 → 作為 PID 調整基準(Kp/Kd)
  1. 空箱烤機:模式切 YOGURT,恆溫 1 小時。序列埠曲線應收斂在 42.0±0.3°C、SSR 30 秒週期正常開關。
  2. 水盆實測:2L 冷藏水進箱,記錄升溫曲線——接近設定值時不超調 1°C 才算 PID 收斂合格。
  3. 超調過頭 → Kp 18→12、KD 6→3;升溫太慢 → 檢查加熱墊貼底、箱蓋加保溫層。
  4. 模擬超溫:手搓熱探針到 46°C,確認斷輸出 + 蜂鳴;到 50°C 確認LOCKED 硬鎖,按鍵換模式才解鎖。
  5. 確認 Telegram 推播:把 doneH 暫改 1 分鐘測一次,收到訊息後改回。
⚡ 烤機期間人不要離開:這是全箱第一次通 110V,聞到任何異味立即拔插頭。合格後才准無人運轉。

♻️ 保養與回收

  1. 每 10 批檢查探針出线根部有無折痕(法蘭蛇形槽就是為它設計的);變色或硬化即換整支探針。
  2. 加熱墊表面每月濕布擦拭,不可折弯存放(矽膠墊內部發熱絲折斷會局部過熱)。
  3. 60°C 溫度保險絲若曾熔斷,一律換新並先查明超溫原因,禁止短接。