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ASSEMBLY MANUAL

🚴 ESP32-C3 自行車智慧轉向燈把手 — 組裝說明書

ESP32 全系列 × 3D 列印實作系列 · 第 13 篇 · 文件版本 v1.0(2026-10-18)

⏱️ 總工時:約 110 分鐘(不含 3D 列印) 🎯 難度:★★★☆☆ 中階(細小焊接較多) 🔧 工具:烙鐵(尖頭)、三用表、斜口鉗、內六角 2.5mm

🧰 零件與工具確認

① TPU 把手殼主體 ×1 ② PETG 電子艙上蓋 ×1 ③ 導光蓋 ×2(透明) ④ 按鍵帽 ×2 + 撥桿帽 ×1(TPU) ⑤ ESP32-C3 SuperMini ×1 ⑥ WS2812B 燈條剪 8 顆 ×2 ⑦ MPU6050 GY-521 ×1 ⑧ 微動按鍵 ×2、滑動開關 ×1 ⑨ LiPo 803048 + TP4056 保護板 ⑩ 330Ω ×2、100kΩ ×2、100nF ×1、100µF ×1 🔧 尖頭烙鐵 + 焊錫 0.6mm 🔧 熱縮管 Ø2/Ø4 + 打火機
💡 燈條剪下來的 8 顆段兩端都有焊盤:DIN 端訊號線焊「带箭头朝内」那側,箭頭方向就是資料流向,焊反燈不亮。
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列印零件並檢查

⏱️ 列印約 4 小時🎯 難度 ★☆☆☆☆
① TPU 主體(含握把段) 握把段=電池艙 ② 上蓋 止口貼防水膠條 ③ 導光蓋 ×2 透明 PETG
  1. TPU 主體檢查卡箍口是否為 22.2mm(卡尺量),口徑小了用圓銼修整。
  2. 上蓋止口槽清乾淨,貼一圈 3M 泡棉膠條(寬 3mm)——這是 IP54 的全部,別漏。
  3. 按鍵帽試套:TPU 帽應該要稍微用力才能壓上微動,鬆脫就加厚 0.2mm 重印。
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燈條前處理:剪、焊、封

⏱️ 25 分鐘🎯 難度 ★★★☆☆
8 顆一段(剪刀沿銅鉞剪) DIN→ 330Ω → GPIO4/5 尾端熱縮封死 防水從焊點開始:每個焊點一顆熱縮,不是事後補
  1. 沿燈條銅鉞(剪燈標記)剪兩段各 8 顆,切口兩面塗 UV 膠或蓋熱縮。
  2. 每段 DIN 焊訊號線,線中間串 330Ω(貼燈條端),VCC/GND 用較粗的 24AWG。
  3. 三線一起套 Ø4 熱縮管做主幹保護;焊點各自 Ø2 熱縮。
  4. 先別入殼:留到步驟 5 預組測試後再固定。
⚠️ 燈條焊接時間每個焊點控制在 3 秒內,太久會把燈珠從 PCB 上燙鬆——WS2812B 是貼片的,焊台溫度 320°C 就夠。
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電源鏈焊接(LiPo 安全步驟)

⏱️ 20 分鐘🎯 難度 ★★★☆☆
LiPo 803048 TP4056 保護板 B+/B− 進、OUT 出 滑動開關 斷正極 C3 板 5V/GND 燈條 VCC 也取這裡 BAT+ 經 100k+100k 分壓 + 100nF → GPIO2
  1. 電池 XH 線剪短剝線,焊到保護板 B+ / B−(紅+黑−),套熱縮。
  2. 保護板 OUT+ / OUT− 接滑動開關,開關出線接主板 5V/GND——先量 OUT 電壓 3.7~4.2V 正常才接板。
  3. 分壓鏈:BAT+ → 100k → GPIO2 → 100k → GND,並 100nF 到地。
  4. 燈條 VCC 從開關之後(不是電池端)並接——關機時燈不能偷亮耗電。
⚠️ LiPo 焊接全程正極先包膠帶防短路。焊完第一件事是三用表量 B+/B− 有無短路(應為充電 IC 的高阻值,不是 0Ω)才敢接電池。
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主板接線與感測器固定

⏱️ 20 分鐘🎯 難度 ★★★☆☆
C3 SuperMini 22×18mm GPIO4/5 · GPIO6/7 GPIO8/9 · GPIO2 燈條 L/R → 4/5 按鍵 L/R → 6/7 MPU SDA/SCL → 8/9 MPU6050 雙面膠貼電子艙底 感測面朝行進方向
  1. 依接線表把燈條、按鍵、MPU、分壓線全部焊死在主板腳上(震動環境禁用杜邦線)。
  2. 每根線離板 1cm 處打個結或留滴膠應力釋放——把手上的線每個焊點都天天被震。
  3. MPU6050 雙面膠貼電子艙底部平整處,感測器箭頭朝車頭(Y 軸方向錯了煞車/低頭邏輯會互換)。
  4. 燈條地線與主板地線在同一個接點匯合(單點共地),不與 MPU 地線串聯。
💡 焊完先別合蓋:用 USB 線從殼外 USB-C 孔燒錄測試,全部功能正常再入殼。入殼後才發現錯,拆殼重焊的機率 90%。
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燒錄與預組測試

⏱️ 20 分鐘🎯 難度 ★★☆☆☆
MPU6050 OK selftest: L-flow R-flow ✓ btn L→LTURN btn R→RTURN tilt 38° → HELP armed vbat 3.92V ① 自檢流水方向正確 ② 按鍵單擊不雙擊 ③ 傾斜流水變快 ④ 假煞車(往後拉)亮紅
  1. Arduino IDE 選 ESP32C3 Dev Module 燒錄;沒反應就按住板上 BOOT 再插 USB。
  2. 開機自檢:左右燈條應同時跑一次滿版流水(方向相反)。方向反了=燈條焊反,當場重焊。
  3. 按左鍵跑流水、3 秒自動熄;把手往左右傾,流水速度要看得出差異。
  4. 模擬煞車(整組往後下方拉):全紅 1.5 秒。低頭 35° 撐 1 秒:雙燈慢閃,再按任何鍵解除。
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入殼與防水組裝

⏱️ 15 分鐘🎯 難度 ★★☆☆☆
電子艙:主板 握把段:LiPo 燈條壓入導光槽(朝後 10°) 上蓋順序 先理線→對止口 →對角鎖 M2 ×4 電池兩面貼泡棉膠固定,行進中不可位移壓到線材
  1. 燈條壓入導光槽、蓋導光蓋;線預留 1.5 圈繞徑再進電子艙。
  2. 電池入握把段、雙面膠固定;開關撥桿穿殼孔壓上撥桿帽。
  3. 檢查止口膠條沒有被線材壓斷——線要從止口外的走線槽出去,否則防水失效。
  4. 上蓋對角分三次鎖緊 M2(0.4Nm,手擰緊再多 1/4 圈),套按鍵帽。
⚠️ 合蓋前最後看一眼:任何一根線被蓋子夾到,這盒就壓不緊、防水也白費。線材永遠走「先留長度、再剪」,不要走「剛好」。
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上車調正與路測

⏱️ 15 分鐘🎯 難度 ★★☆☆☆
把手殼 光軸朝後、下傾 10° 10° 卡箍扭力 3Nm 內六角 2.5mm 墊 0.5mm 橡膠片防滑 位置:拇指自然垂落正好蓋住按鍵帽
  1. 卡箍套上 22.2mm 直把(內側貼橡膠墊),鎖到 3Nm 後轉把測試不滑動。
  2. 燈面角度:正對後方再下傾 10°——平射會晃後車駕駛的眼睛,會被罵。
  3. 路測清單(見下表)全過才算完成。
  4. 第一次出門前充到滿:TP4056 紅燈轉藍燈即滿。
驗證項目預期你的結果
夜間 20m 外看流水方向一目了然____________
煞車紅燈(真騎真煞)減速瞬間全紅 1.5s____________
淋水測試(一杯水澆下)擦乾後功能正常____________
通勤 5 天後電壓> 3.7V(一週一充達標)____________
⚠️ 本產品是輔助警示燈,不取代交通法規要求的前後燈與反光裝置。夜騎合規配備該有的一樣都不能少。

♻️ 保養與回收

  1. 每個月檢查卡箍螺絲扭力與按鍵帽磨損(TPU 帽是消耗品,STL 附檔隨時重印)。
  2. LiPo 每 3 個月至少充放一次;長期不騎充到 60% 存放。