🧰 零件與工具確認
① 翻蛋轉盤 ×1(PETG)
② 蛋槽插片 ×12(PETG)
③ 齒箱支架 ×1(PETG)
④ SHT31 罩 / 霧氣導流板 / 控制頂蓋
⑤ ESP32 DevKitC ×1
⑥ SHT31-D ×1
⑦ SSD1306 ×1
⑧ DS3231 + CR1220 ×1
⑨ PTC 12V 15W + IRLZ44N
⑩ DRV8833 + TT 馬達
⑪ 霧化片 + 驅動板 + 水箱
⑫ DS18B20 防水探頭
⑬ 40°C 溫度保險絲
🔧 烙鐵、萬用表、熱縮管、矽膠管
💡 開工前組裝霧化片測試:接 12V 應冒出綿密水霧、無「滋滋」乾燒聲(乾燒 10 秒即毀片)。霧化片水面深度 5~8mm,太深霧不出、太淺乾燒。
1
列印零件與箱體加工
⏱️ 列印約 4.6 小時 + 加工 30 分鐘🎯 難度 ★★☆☆☆
- 依文章設定列印 6 種零件,全 PETG(37.8°C + 90%RH 環境,PLA 會軟會受潮)。
- 電烙鐵通電後切離電源,用餘熱在箱壁燙出霧氣入口 Ø15 與排氣孔 Ø12(保麗龍燙切最整齊)。
- 控制頂蓋開 OLED 窗;頂蓋與箱緣接縫貼布基膠帶(日後可撕)。
⚠️ 開孔前確認箱內淨空:霧氣入口對面不能正好是 SHT31 位置,感測器讀到直吹霧氣會永遠顯示濕潤假象。
2
焊動力板(加熱 + 馬達 + 霧化)
⏱️ 40 分鐘🎯 難度 ★★★☆☆
- 加熱迴路:12V → 40°C 保險絲(鐵氟龍帶纏緊加熱片本體)→ PTC(+);PTC(−) → MOSFET D → S 回電源地。
- DRV8833:VM=12V、GND 共地、AIN1/AIN2 接排針;Cp 電容端接排針(堵轉偵測)。
- 霧化共陽:12V(+) → 驅動板(+);驅動板(−) → S8550 Collector,Emitter 回 GND,基極 1kΩ → 排針。上電測試:GPIO 懸空時霧化必須不動作。
- 三組訊號各拉 3P 排針進控制艙,動力與訊號分兩束走線。
⚠️ 焊完先不通電,用萬用表量 12V 對 GND 電阻:應為數百 Ω 級。接近 0Ω = 焊錯,直接通電會燒整板。
3
主板接線
⏱️ 30 分鐘🎯 難度 ★★☆☆☆
- I2C:SHT31(0x44) + OLED(0x3C) + DS3231(0x68) 共總線接 GPIO21/22,全部 3V3;DS3231 裝上 CR1220。
- GPIO25 → MOSFET 閘極、GPIO27/14 → DRV8833、GPIO35 ← Cp、GPIO32 ← 霧化共陽、GPIO4 ← DS18B20(4.7k 上拉)、GPIO18 → 風扇。
- DS18B20 探頭沉入水箱底部,線用防水膠封孔。
- 全部訊號線打標記帶,控制頂蓋內走線固定。
💡 先燒錄再合蓋:開機自檢會依序報 SHT31 / RTC / DS18B20 狀態,裝好殼再發現接錯要全拆。
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裝翻蛋機構
⏱️ 25 分鐘🎯 難度 ★★★☆☆
- 馬達鎖入齒箱支架,支架以自攻螺絲鎖箱底四角柱。
- 轉盤壓入輸出軸(預留 0.3mm 過盈),插 12 片 V 形蛋槽插片。
- 手動正反各轉 3 圈:全程無卡點、無異音,蛋槽不擦箱底。
- 接上 DRV8833 試翻:12 秒 90° 平順停止,往復兩輪正常。
⚠️ 齒輪對位以「轉盤不晃、齒隙 ≤ 1mm」為準;過緊會觸發堵轉誤報,過鬆蛋盤會甩動。
5
安全測試(四項全過才准放蛋)
⏱️ 30 分鐘🎯 難度 ★★★☆☆
- A 過溫軟斷:吹風機對 SHT31 加溫,越過 38.8°C → PWM 立即歸零(量 MOSFET Drain 電壓回升)。
- B 硬體保險絲:拔開保險絲端,無論韌體怎麼要求,加熱迴路必須不通。
- C 水溫聯鎖:水箱泡溫水至 33°C 以上 → 霧化停止(量驅動板電壓)。
- D 低溫告警:開蓋讓溫度掉到 36.5°C 以下 10 分鐘 → Telegram 收到告警。
⚠️ 孵化器是「無人看管三週的加熱設備」,這四項測試就是胚胎的保險槓。跳過任何一項 = 拿 12 顆蛋賭接線。
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PID 空跑調參(關鍵 2 小時)
⏱️ 120 分鐘(可同時做別事)🎯 難度 ★★★★☆
- 空箱、蓋蓋,上電跑 PID,序列埠每 2 秒記錄溫度與 PWM%。
- 前 30 分鐘升溫段觀察超調:超調 > 0.5°C → Kd 加 20%;爬升太慢(> 40 分鐘)→ Kp 加 20%。
- 恆溫 60 分鐘判定:波峰波谷差 ≤ 0.4°C(即 ±0.2°C)為合格。
- 記錄調參結果:
| 參數 | 預設值 | 你的值 | 判定 |
| Kp | 60.0 | __________ | 升溫超調 > 0.5°C 就減 20% |
| Ki | 0.35 | __________ | 恆溫後仍有固定偏差才加 |
| Kd | 8.0 | __________ | 抑制超調用;過大會高頻抖動 |
| 恆溫波幅 | ≤ ±0.2°C | __________ | 不合格:查箱體漏風再重跑 |
💡 冬天環境 < 18°C 時 15W 可能爬不到 37.8°C:箱外裹毛巾再測,或直接把 Kp 上限放寬——空箱合格標準是「25°C 環境 30 分鐘內到溫」。
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入箱定位與 24 小時空跑
⏱️ 30 分鐘 + 24 小時等待🎯 難度 ★☆☆☆☆
- SHT31 懸在蛋盤高度、避開霧氣入口直線;風扇對角吹、PTC 前加導風板不直吹蛋。
- 水箱加水至霧化片上 5~8mm,DS18B20 沉底;矽膠管接霧氣入口(管內不可有積水彎)。
- 放一支獨立溫度計在蛋位旁作參考組,24 小時空跑記錄。
- 合格標準:溫度 ±0.2°C、濕度 52~58%、翻蛋 6 次全成功、無任何推播誤報 → 放蛋開跑 🐣
⚠️ 24 小時空跑期間若收到任何推播(過溫/低溫/堵轉),一律排除後重新計時。蛋不會等你修好再開始發育。
♻️ 週期檢查與回收
- 每 3 天巡檢:水箱水位、轉盤順暢、OLED 天數與實際一致。
- D21 出雛後:拆洗轉盤與插片(PETG 可 60°C 熱水沖),箱壁酒精擦拭,霧化片白垢用檸檬酸泡 10 分鐘。