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ASSEMBLY MANUAL

🧵 ESP32-C5 智慧燈絲乾燥箱 — 組裝說明書

ESP32 全系列 × 3D 列印實作系列 · 第 14 篇 · 文件版本 v1.0(2026-10-19)

⏱️ 總工時:約 150 分鐘(不含 3D 列印) 🎯 難度:★★★☆☆ 中階(有 12V 加熱迴路) 🔧 工具:烙鐵、萬用表、鐵氟龍帶、開孔鑽頭

🧰 零件與工具確認

① 控制側掛盒 ×1(PETG) ② SHT31 通風護罩 ×1(PETG) ③ 風扇濾網蓋 ×1(PETG) ④ 磁簧固定座 ×2(PETG) ⑤ ESP32-C5 DevKitM ×1 ⑥ SHT31-D ×1 ⑦ SSD1306 ×1 ⑧ PTC 加熱片 12V 10W ×1 ⑨ IRLZ44N + S8050 ×1 組 ⑩ 55°C 溫度保險絲 ×1 ⑪ 磁簧開關 + 磁石 ×1 組 🔧 烙鐵、萬用表、Ø25 開孔鑽 🔧 鐵氟龍帶、熱縮管、熱熔膠
💡 開工前先把 12V 電源接上量輸出:確認是 12.0±0.5V 再動烙鐵。PTC 加熱片冷態電阻約 15~30Ω,量到 0Ω 或開路請換新片。
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列印零件並開孔

⏱️ 列印約 2.2 小時 + 開孔 20 分鐘🎯 難度 ★★☆☆☆
① 控制側掛盒 PETG・夾箱壁 ② SHT31 護罩 透氣槽朝下 ③ 風扇濾網蓋 內側安裝 ④ 磁簧座 ×2 附 8mm 間隙規
  1. 依文章設定列印 4 種零件,材質必須 PETG——箱內會到 45°C,PLA 會軟化。
  2. 箱體側壁鑽 Ø25mm 兩孔:下孔裝風扇(內側鎖濾網蓋)、上孔穿 SHT31 探頭線。
  3. 開孔邊緣熱熔膠薄封一圈,裝上後以紙條測試無貫通風。
⚠️ 開孔位置避開箱蓋鉸鏈與鎖扣路徑;先假組側掛盒再鑽孔,孔位錯了箱子就報廢。
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組裝加熱迴路(安全關鍵)

⏱️ 30 分鐘🎯 難度 ★★★☆☆
12V 電源 與列印機共用 55°C 保險絲 常閉 KSD9700 PTC 加熱片 12V 10W IRLZ44N D→PTC− S→GND 回電源 GND(單點,不穿主板地) 鐵氟龍帶纏緊在加熱片本體
  1. 55°C 保險絲兩端壓接 22AWG 矽膠線,外層套耐溫熱縮管。
  2. 保險絲感溫面貼住加熱片鋁殼,鐵氟龍帶纏 5 圈鎖緊——感溫點離開本體等於沒有這層保護。
  3. 接線順序:12V(+) → 保險絲 → PTC(+);PTC(−) → MOSFET Drain;MOSFET Source → 電源 GND。
  4. MOSFET 閘極 100Ω、閘源極間 10k 下拉,焊在小板上再進側掛盒。
⚠️ 此迴路是 12V/10W,短路電流可達 1A 以上。每一步完成先用萬用表量「不短路」再通下一步。
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主板接線

⏱️ 30 分鐘🎯 難度 ★★☆☆☆
ESP32-C5 GPIO4 GPIO3 GPIO7 GPIO5/6 I2C 雙裝置 SHT31 + OLED MOSFET 閘極 風扇 S8050 磁簧 → GND
  1. I2C:SHT31 與 OLED 的 SDA 並接 GPIO5、SCL 並接 GPIO6,電源 3V3。
  2. GPIO4 → 100Ω → MOSFET 閘極;GPIO3 → 1kΩ → S8050 基極(風扇 5V 接降壓板輸出,1N4148 反並風扇兩端)。
  3. 磁簧開關兩端接 GPIO7 與 GND(內部上拉,不加外部電阻)。
  4. 所有焊點套熱縮管,線材沿掛盒走線槽固定後合蓋。
💡 先燒錄再合蓋:程式自帶開機自檢,I2C 找不到 SHT31 會直接顯示 FAULT,裝好殼再發現要拆就麻烦了。
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安全測試(跳過此步不准開機運轉)

⏱️ 25 分鐘🎯 難度 ★★★☆☆
A. 手捂感測器 濕度上升 → 加熱啟動 B. 加熱片 > 50°C 韌體強制斷加熱 C. 拔保險絲端 迴路必須斷開 三項全過才准裝乾燥劑與線盤 B 項可用吹風機對加熱片加溫,同時看序列埠溫度讀值
  1. A 濕度閉環:手指捂濕 SHT31,序列埠讀值上升越過 30% → 加熱器通電(量 MOSFET Drain 對 GND 電壓下降)。
  2. B 過溫斷電:吹風機加熱加熱片,SHT31 讀值越過 50°C → 加熱立即停止、OLED 顯示 COOL。
  3. C 硬體保險絲:模擬保險絲動作(拔開保險絲端),加熱迴路必須完全斷開,韌體怎麼要求都不通。
⚠️ 任何一項不過:停止組裝,檢查接線。乾燥箱是無人看管 24 小時運轉的加熱設備,這三項就是它的保險槓。
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裝乾燥劑與入殼

⏱️ 20 分鐘🎯 難度 ★☆☆☆☆
乾燥劑層(網盤鋪底) 風扇 PTC 線盤 氣流:乾燥劑 → 風扇 → 加熱 → 箱內(單向循環) 側掛盒 主板+OLED
  1. 乾燥劑網盤鋪箱底(變色矽膠 500g 起),線盤架在乾燥劑上方,不直接壓在乾燥劑上。
  2. 風扇朝加熱片方向吹(箱內單向循環),濾網蓋裝風扇內側防塵。
  3. SHT31 探頭經上孔入箱,護罩懸在箱內空氣中,避開加熱片直視方向。
  4. 主板入側掛盒掛上箱壁,OLED 朝外;磁簧開關與磁石用間隙規對位後熱熔膠定位。
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上電、Wi-Fi 與基準記錄

⏱️ 25 分鐘🎯 難度 ★★☆☆☆
SHT31 OK 連 5GHz Wi-Fi... OK [2000] 24.6C / 61.3%RH state=DRYING(除濕啟動) [TG] HTTP 200 ✓ A. 記下初始濕度 B. 記下達標用時 C. 對照下表調 RH_ON
  1. USB 接電腦,Arduino IDE 選 ESP32C5 Dev Module,燒錄文章完整程式碼。
  2. 序列埠 115200 確認:SHT31 OK → 5GHz 連線 OK → Telegram 收到上電訊息。
  3. 記錄第一輪除濕基準:
記錄項目你的數值判定
A. 上電初始濕度____________> 70% 表示密封盒本身受潮,先空箱烘一輪
B. 除濕到 25% 用時____________> 90 分鐘:乾燥劑不足或箱體太大,加劑
C. 達標後回濕到 30% 用時____________< 30 分鐘:密封不良,查門縫膠條
  1. 尼龍用戶可把 RH_ON/RH_OFF 改 25/20 再燒錄;PETG 維持 30/25 即可。
  2. 放入線盤、蓋箱,開機運轉 24 小時觀察 Telegram 週報,完成 🎉
⚠️ 第一輪除濕請人在場觀察 30 分鐘:確認達標後加熱器真的停止(量 MOSFET Drain 電壓回升),確認的是你未來半年每一次的安心。

♻️ 保養與回收

  1. 變色矽膠每 2~3 個月 60°C 烘 4 小時再生(烘乾機或烤箱計時 60°C,PLA 烤箱請清空)。
  2. 每季檢查門縫膠條回彈與保險絲端有無氧化變色;變色 = 曾過溫,整段加熱迴路檢查。