⛈️ ESP32-C6 雷暴預警基地台 — 完整實作指南

📋 專案概述

去年八月週日下午，我在陽台收衣服時看見西北方的雲牆——鐵灰色、下緣翻著墨綠，十分鐘後雷打在西側山頭，對面社區的變壓器跳了一整排，整條街的室外攝影機、基地台、儲能太陽能板全部在線路上「排隊付帳」。我家的設備沒事，純粹是运气：雷擊浪不一定直接打中你，它打幾公里外的地面，沿著電力線和訊號線「回家」，你的設備在鏈的末端買單。而我全部的預警，是抬頭看一眼天。

氣象署的雷暴訊息是另一種痛：「大雷雨特別報告」四個字出現的時候，雷雨胞通常已經壓在北台灣上，顆粒粗得像拿衛星雲圖當手電筒照路；手機雷達圖要自己盯，盯十分鐘人就去煮麵了。市售方案我也評估過一圈：

1. FarSite 業餘氣象雷達：感應器加軟體訂閱一萬起跳，定位靠三台感應器網路——單機版就只告訴你「有閃電」，跟我的雲牆視覺系統相比資訊增量約等於零。
2. Meteobridge 閃電模組＋基地台：$6,000 起，資料進它的雲端、警報推它的 App。我願意為資料付錢，但不願意為「我家上面在下雷」繳月費。
3. 手機警報 App：靠氣象署訊息，延遲 10～20 分鐘起步。雷雨胞移動每小時 30～50 公里——延遲 10 分鐘代表預警距離少了 6 公里，這段距離剛好是「收得掉曬衣間」跟「淋成落湯雞」的差別。

關鍵在於：閃電本身會廣播自己。每道閃電在 500kHz 頻段吼一聲，AS3935 這顆晶片專聽這一聲，還幫你估距離（1～40 公里分級、最遠可標 63 公里）與能量。這顆 130 元的模組，就是人類能免費拿到的最長的雷暴預警：

這台 ESP32-C6 雷暴預警基地台做的事：

• AS3935 閃電測向儀：SPI＋中斷讀事件，距離 1～63 公里＋能量分級，15 分鐘滑動視窗記錄每一筆閃電（時間／距離／能量），NVS 存 200 筆黑歷史
• 逼近偵測才是本體：對滑動視窗做距離線性回歸——斜率為負且每 10 分鐘逼近 6 公里以上＝「雷暴接近」，三級警報（注意 20km／警戒 12km／撤離 6km）；雷雨胞通過後自動改口「遠離中」
• 雜訊自調適：開機自動掃環境噪訊，自動調 watchdog threshold 與 noise floor；60 秒內連觸 16 次＝環境雜訊作怪，自動拉高門檻並在警報訊息裡「承認自己變鈍」——LED 手電筒、電源交換器、老舊整流器都逃不過這關
• 三級本地警報：WS2812 燈條（綠／橙／紅）＋蜂鳴器；撤離級每 3 分鐘嗶一次，直到人按下 silence（室外作業收攤用）
• 太陽能自律：5V 太陽能板浮充 18650；待機電流預算 120µA 級——雷暴自己喚醒它（IRQ 拉高＝深睡 ext0 喚醒），MCU 平常在睡。連續陰雨天檢測到低壓：深睡間隔拉長、推播降頻只報級別變化
• 閃電日誌：每日閃電數、最接近距離、級別時間線，Telegram 每日 21:00 日報＋隨時 /status（板按鍵按下＝立即發送）

帳目：Meteobridge 閃電模組＋基地台 ~6,000 元、FarSite 上萬、訂閱制年費另計；本機 約 610 元一次買斷，資料留在自己手上。我家屋頂那套儲能＋太陽能＋室外攝影機造價五位數，一次雷擊浪的維修報價就夠買十台這東西——買的不是雷達，是「提前 20 分鐘拔線」的權利。

為什麼選 ESP32-C6？

🧱 硬體清單

🔌 接線圖

⚙️ 3D 列印

總列印約 4 小時。ASA 列印注意：腔溫 90°C＋、塗液膠防翹、陽台風大處請加 PETG 透明防雨罩（本設計已附）。

💻 Arduino 韌體

板子選 ESP32C6 Dev Module；Flash 2MB、Partition 選 Custom（下方有 partitions.csv）。AS3935 -register 對照 datasheet DS8008，SPI 框格式遵循 amlalende/As3935Esp，寄存器表與設定值對照 ESPHome 的 As3935 驅動——註冊值全部附出處，不用黑箱函式庫。

/* ============================================================
 * storm_sentry.ino — ESP32-C6 雷暴預警基地台（ESP32 全系列 × 3D 列印 第 24 篇）
 *
 * 功能：AS3935 收聽 500kHz 閃電輻射 → 距離/能量 → 15 分鐘滑動視窗
 *       → 線性回歸判「逼近」→ 三級警報（燈條＋蜂鳴器＋Telegram）
 *       事件間深睡、閃電由 AS3935 IRQ 直接喚醒 MCU、太陽能全年自律
 * 硬體：ESP32-C6-DevKitM-1
 *       AS3935 SPI：CS=GPIO10 SCK=GPIO6 MOSI=GPIO7 MISO=GPIO8 IRQ=GPIO5
 *       WS2812×8=GPIO0｜蜂鳴器=GPIO1（S8050）｜按鍵=GPIO2｜電池 ADC=GPIO4
 * 供電：太陽能 → TP4056 → 18650 → 升壓 5V → 板 5V 腳（VBUS 不接）
 * 相依：Arduino ESP32 core ≥ 3.1（板選 ESP32C6 Dev Module）＋ Adafruit NeoPixel
 *       寄存器對照 amsat-dos AS3935 datasheet（DS8008）；
 *       SPI 框格式與初始化序列對照 amlalende/As3935Esp ＋ ESPHome as3935 驅動
 * ============================================================ */
#include <Arduino.h>
#include <SPI.h>
#include <WiFi.h>
#include <WiFiClientSecure.h>
#include <HTTPClient.h>
#include <Adafruit_NeoPixel.h>
#include <driver/gpio.h>
#include <nvs.h>
#include <esp_sleep.h>
#include <time.h>
#include <math.h>

/* --- 0. 使用者設定 --- */
const char* WIFI_SSID = "你家分享器";
const char* WIFI_PASS = "密碼";
const char* TG_TOKEN  = "000000:換成你的_bot_token";   // @BotFather
const char* TG_CHAT   = "換成你的_chat_id";

/* --- 1. 腳位 --- */
#define PIN_CS    10
#define PIN_SCK   6
#define PIN_MOSI  7
#define PIN_MISO  8
#define PIN_IRQ   5     // ⚠ 必須落在 GPIO0–7：C6 深睡 ext0 喚醒源只能在 RTC 域
#define PIN_RGB   0
#define PIN_BUZZ  1
#define PIN_BTN   2     // 內部上拉；醒著時按＝silence / 立即回報
#define PIN_VBAT  4     // ADC1_CH4：100k×2 分壓自電池端

/* --- 2. AS3935 寄存器（datasheet DS8008）--- */
#define REG_AFE_GAIN   0x00   // [5:1] 類比前端增益（INDOOR/OUTDOOR）
#define REG_THRESHOLD  0x01   // [6:4] 噪訊floor NFM、[3:0] watchdog 門檻
#define REG_LGHT_REG   0x02   // [7:4] 閃電最少重複數、[3:0] 突波抑制 RDRSR
#define REG_INT_SRC    0x03   // [7:4] 中斷來源（讀即清）、[7:6] DIV_RATIO
#define REG_ENERGY_LSB 0x04   // 能量 24-bit：原始值＝達標所需振盪次數，
#define REG_ENERGY_MSB 0x05   //   「越小＝越強越近」（datasheet §energy）
#define REG_ENERGY_MMB 0x06
#define REG_DISTANCE   0x07   // 1–63（km），63＝超出追蹤範圍
#define REG_FREQ_DISP  0x08   // [3:0] 調諧電容（8pF 階）、[7] LC 振盪器輸出致能
#define REG_TRCO_STAT  0x3A   // 校振結果：bit6 為 0＝成功
#define REG_SRCO_STAT  0x3B
#define REG_CMD_RESET  0x3C   // 寫 0x96＝全寄存器重設
#define REG_CMD_CALRCO 0x3D   // 寫 0x96＝校準兩顆 RC 振盪器
#define SRC_NOISE      0x1
#define SRC_DISTURB    0x4
#define SRC_LIGHTNING  0x8

/* --- 3. 策略參數 --- */
const uint32_t DEEP_MS      = 3UL * 3600UL * 1000UL;  // 例行喚醒：每 3 小時
const uint32_t DEEP_MS_LOW  = 6UL * 3600UL * 1000UL;  // 陰雨天降頻：每 6 小時
const uint32_t WINDOW_MS    = 15UL * 60UL * 1000UL;   // 逼近偵測滑動視窗
const float    SLOPE_APPROACH = -0.6f;   // km/min：每 10 分鐘逼近 6km 以上＝接近
const uint8_t  LV_YELLOW = 20, LV_ORANGE = 12, LV_RED = 6;
const uint32_t STAY_AWAKE_MS = 30UL * 60UL * 1000UL;  // 有事件後保持清醒 30 分
Adafruit_NeoPixel strip(8, PIN_RGB, NEO_GRB + NEO_KHZ800);

/* --- 4. 深睡也活下來的狀態（RTC slow mem）--- */
struct Strike { uint32_t t; uint8_t dist; uint16_t energy; uint8_t src; };
RTC_DATA_ATTR Strike ring[48];          // 滑動視窗環形緩衝
RTC_DATA_ATTR uint8_t ringHead = 0, ringN = 0;
RTC_DATA_ATTR uint8_t alarmLv = 0;      // 目前警報級（0=正常）
RTC_DATA_ATTR uint8_t sentLv  = 9;      // 已通報級別（防重複轟炸）
RTC_DATA_ATTR bool    silenced = false; // 人按過 silence
RTC_DATA_ATTR uint8_t capPf = 0;        // 天線調諧電容快取（首開 autoTune）
RTC_DATA_ATTR uint8_t nfm = 2, wdth = 2;// 噪訊地板／watchdog（自調適）
RTC_DATA_ATTR uint32_t strikesToday = 0, minDistToday = 255, dayStamp = 0;
volatile bool irqFired = false;
uint32_t lastIrqMs = 0, irqBurst = 0, awakeSince = 0;

/* ============================================================
 * AS3935 SPI 驅動
 * ============================================================ */

/**
 * 讀暫存器。
 * 參數：reg＝寄存器地址（0x00–0x3D）
 * 回傳：8-bit 內容
 * SPI 框：位址 | 0x40（R/W=1）；讀完 CS 必須 HIGH→LOW→HIGH
 *         收尾，否則下一次讀寫會錯拍（datasheet §SPI／amlalende 註解）
 */
uint8_t rdReg(uint8_t reg) {
  SPI.beginTransaction(SPISettings(1000000, MSBFIRST, SPI_MODE1)); // SPI mode 1
  digitalWrite(PIN_CS, LOW);
  SPI.transfer(reg | 0x40);
  uint8_t v = SPI.transfer(0x00);
  digitalWrite(PIN_CS, HIGH);
  digitalWrite(PIN_CS, LOW);      // 讀取結尾三连跳，
  digitalWrite(PIN_CS, HIGH);     // 缺了它整條 SPI 錯拍＝註冊全讀 0x00
  SPI.endTransaction();
  return v;
}

/**
 * 寫暫存器。
 * 參數：reg＝地址、val＝內容（整 byte）
 */
void wrReg(uint8_t reg, uint8_t val) {
  SPI.beginTransaction(SPISettings(1000000, MSBFIRST, SPI_MODE1));
  digitalWrite(PIN_CS, LOW);
  SPI.transfer(reg & 0x3F);       // R/W=0＝寫入
  SPI.transfer(val);
  digitalWrite(PIN_CS, HIGH);
  SPI.endTransaction();
}

/**
 * 欄位級讀改寫：避免動到同暫存器的其他欄位。
 * 參數：mask＝目標欄位遮罩、val＝寫入值、pos＝欄位移位
 */
void modReg(uint8_t reg, uint8_t mask, uint8_t val, uint8_t pos) {
  uint8_t r = rdReg(reg);
  r = (r & ~mask) | ((val << pos) & mask);
  wrReg(reg, r);
}

/**
 * 校準兩顆內部 RC 振盪器（TRCO/SRCO）。
 * 回傳：true＝校振成功（0x3A/0x3B bit6 皆為 0）
 * 重開機與換電池後必跑；失敗代表供電電壓不足或天線斷路
 */
bool calibrateOsc() {
  wrReg(REG_CMD_CALRCO, 0x96);          // 直達命令：校振
  delay(2);                             // datasheet 規定等待時間
  bool ok = ((rdReg(REG_TRCO_STAT) & 0x40) == 0)
         && ((rdReg(REG_SRCO_STAT) & 0x40) == 0);
  Serial.printf("[osc] calib %s\n", ok ? "OK" : "FAIL");
  return ok;
}

/**
 * 量測「顯示模式」下 IRQ 腳輸出頻率（LC 振盪器 ÷ DIV_RATIO）。
 * 回傳：Hz（量不到回傳 0）
 * 說明：bit7 致能後 IRQ 改輸出振盪頻率，此時中斷失效——只在開機調諧用
 */
uint32_t lcFreqHz() {
  modReg(REG_FREQ_DISP, 0x80, 1, 7);    // LC 振盪器頻率 → IRQ 腳
  uint32_t hi = pulseIn(PIN_IRQ, HIGH, 400);
  uint32_t lo = pulseIn(PIN_IRQ, LOW, 400);
  modReg(REG_FREQ_DISP, 0x80, 0, 7);    // 關顯示、恢復中斷輸出
  if (hi == 0 || lo == 0) return 0;
  return 1000000UL / (hi + lo);         // pulseIn 單位是 µs
}

/**
 * 天線自動調諧：掃 8–112pF（8pF 階），找共振頻率最接近
 * 500kHz ÷ DIV_RATIO(64) ≈ 7.8kHz 的那一階。
 * 回傳：最佳電容（pF）；全部量不到回傳 64（安全預設值）
 */
uint8_t autoTune() {
  const float target = 500000.0f / 64.0f;   // DIV_RATIO=64 → 7812.5Hz
  float bestErr = 1e9f; uint8_t best = 64;
  for (uint8_t pf = 8; pf <= 112; pf += 8) {
    modReg(REG_FREQ_DISP, 0x0F, pf / 8, 0); // TUNE_CAP：[3:0]×8pF
    delay(20);
    uint32_t f = lcFreqHz();
    if (f == 0) continue;
    float err = fabsf((float)f - target);
    Serial.printf("[tune] %3dpf -> %5luHz (err %.0f)\n", pf, (unsigned long)f, err);
    if (err < bestErr) { bestErr = err; best = pf; }
  }
  modReg(REG_FREQ_DISP, 0x0F, best / 8, 0);
  Serial.printf("[tune] lock %dpf\n", best);
  return best;
}

/**
 * AS3935 初始化：重設→校振→室外模式→門檻→中斷致能→（首開）調諧。
 * 回傳：true＝IC 有回應
 */
bool asInit() {
  wrReg(REG_CMD_RESET, 0x96);
  delay(5);
  uint8_t id = rdReg(REG_AFE_GAIN);
  Serial.printf("[as3935] reset readback=0x%02X\n", id);
  if (!calibrateOsc()) return false;
  modReg(REG_AFE_GAIN, 0x3E, 0x0E, 1);      // OUTDOOR 模式（室內用 0x12）
  modReg(REG_THRESHOLD, 0x70, nfm, 4);      // 噪訊地板 NFM（自調適值）
  modReg(REG_THRESHOLD, 0x0F, wdth, 0);     // watchdog 門檻（自調適值）
  modReg(REG_LGHT_REG, 0x0F, 4, 0);         // 突波抑制 RDRSR=4：過濾開關雜訊
  modReg(REG_LGHT_REG, 0xF0, 1, 4);         // 最少重複閃數＝1（風雨環境靈敏度平衡）
  modReg(REG_INT_SRC, 0x60, 0x02, 5);       // DIV_RATIO=64（調諧與距離能量都吃它）
  if (capPf == 0 || capPf == 255) capPf = autoTune();
  else modReg(REG_FREQ_DISP, 0x0F, capPf / 8, 0);
  rdReg(REG_INT_SRC);                        // 清殘留中斷
  return true;
}

/* ============================================================
 * 事件處理與逼近偵測
 * ============================================================ */

/** 記錄一筆閃電進滑動視窗（RTC RAM，深睡不丟） */
void pushStrike(uint8_t dist, uint16_t energy, uint8_t src) {
  ring[ringHead] = { (uint32_t)millis(), dist, energy, src };
  ringHead = (ringHead + 1) % 48;
  if (ringN < 48) ringN++;
  strikesToday++;
  if (dist < minDistToday) minDistToday = dist;
}

/**
 * 對滑動視窗內（15 分鐘）閃電距離做最小二乘法回歸。
 * 參數：slopeOut＝回傳斜率（km/min）
 * 回傳：視窗內有效筆數
 * 只有 ≥3 筆且 span≥4 分鐘才給斜率——兩點定線會被單筆誤差牽著走
 */
int windowSlope(float& slopeOut) {
  uint32_t now = millis();
  float sx = 0, sy = 0, sxx = 0, sxy = 0; int n = 0;
  uint32_t t0 = now, t1 = 0;
  for (uint8_t i = 0; i < ringN; i++) {
    Strike& s = ring[i];
    if (now - s.t > WINDOW_MS || s.src != SRC_LIGHTNING) continue;
    float x = (s.t - (float)now) / 60000.0f;  // 分鐘，負值＝過去
    sx += x; sy += s.dist; sxx += x * x; sxy += x * s.dist;
    n++; if (s.t < t0) t0 = s.t; if (s.t > t1) t1 = s.t;
  }
  slopeOut = 0;
  if (n < 3 || (t1 - t0) < 4UL * 60000UL) return n;
  float den = n * sxx - sx * sx;
  if (fabsf(den) < 1e-6f) return n;
  slopeOut = (n * sxy - sx * sy) / den;
  return n;
}

/**
 * 計算警報級別。
 * 規則：級別取「最接近距離」；「逼近斜率」只升級不降級
 * 回傳：0 正常／1 注意／2 警戒／3 撤離
 */
uint8_t evalLevel() {
  uint8_t nearDist = 255;
  uint32_t now = millis();
  for (uint8_t i = 0; i < ringN; i++) {
    Strike& s = ring[i];
    if (now - s.t <= WINDOW_MS && s.src == SRC_LIGHTNING)
      if (s.dist < nearDist) nearDist = s.dist;
  }
  if (nearDist == 255) return 0;
  uint8_t lv = nearDist <= LV_RED ? 3 : nearDist <= LV_ORANGE ? 2 : nearDist <= LV_YELLOW ? 1 : 0;
  float slope; windowSlope(slope);
  if (slope < SLOPE_APPROACH && lv < 2) lv = 2;   // 逼近中的加護條款
  return lv;
}

/** 讀一筆 AS3935 中斷事件並分類（在 loop 呼叫，不在 ISR——SPI 不能進 ISR） */
void handleStrike() {
  uint8_t src  = (rdReg(REG_INT_SRC) >> 4) & 0x0F;   // 讀即清 IRQ
  uint8_t dist = rdReg(REG_DISTANCE) & 0x3F;
  uint16_t en  = ((rdReg(REG_ENERGY_MMB) & 0x0F) << 16)
               | (rdReg(REG_ENERGY_MSB) << 8) | rdReg(REG_ENERGY_LSB);
  uint32_t now = millis();
  if (now - lastIrqMs > 60000) irqBurst = 0;          // 60 秒滑動計數
  lastIrqMs = now; if (++irqBurst >= 16) noiseAdapt(); // 雜訊風暴處理
  if (src == SRC_LIGHTNING && dist >= 1 && dist <= 63) {
    pushStrike(dist, en, src);
    Serial.printf("[strike] %ukm energy=%lu\n", dist, (unsigned long)en);
    awakeSince = now;                                  // 重置清醒倒數
    uint8_t lv = evalLevel();
    if (lv > alarmLv) { alarmLv = lv; reportLevel(lv, dist); }
    localAlarm(lv);
  } else if (src == SRC_DISTURB) {
    Serial.println(F("[irq] disturber（人造雜訊，忽略）"));
  }
}

/** 60 秒內連觸 16 次＝環境雜訊：拉高門檻，並在警報裡承認自己變鈍 */
void noiseAdapt() {
  irqBurst = 0;
  if (nfm < 7) nfm++;
  if (wdth < 10 && nfm >= 4) wdth++;
  modReg(REG_THRESHOLD, 0x70, nfm, 4);
  modReg(REG_THRESHOLD, 0x0F, wdth, 0);
  Serial.printf("[noise] 環境太吵，NFM=%d WD=%d\n", nfm, wdth);
  sendTg("⚠️ 雷暴哨兵偵測到持續雜訊（NFM=" + String(nfm)
       + "），已自動拉高門檻。此刻距離讀值可能偏遠，別把沉默當安全。");
}

/* ============================================================
 * 本地警報＋Telegram
 * ============================================================ */

/** 燈條＋蜂鳴器：綠→橙→紅；撤離級每 3 分鐘嗶直到按 silence */
uint32_t lastBeepMs = 0;
void localAlarm(uint8_t lv) {
  uint32_t c = lv >= 3 ? strip.Color(80, 0, 0)
           : lv == 2 ? strip.Color(80, 30, 0)
           : lv == 1 ? strip.Color(0, 60, 0) : strip.Color(0, 20, 0);
  strip.fill(c); strip.show();
  bool btn = digitalRead(PIN_BTN) == LOW;
  if (lv >= 3 && !silenced) {
    if (millis() - lastBeepMs > 180000 || lastBeepMs == 0) {
      tone(PIN_BUZZ, 2600, 700); lastBeepMs = millis();
    }
  } else if (lv < 3) { silenced = false; lastBeepMs = 0; noTone(PIN_BUZZ); }
  if (btn) { silenced = true; noTone(PIN_BUZZ); }   // 按住＝靜音
}

const char* lvName(uint8_t lv) {
  return lv >= 3 ? "撤離" : lv == 2 ? "警戒" : lv == 1 ? "注意" : "解除";
}

/** 級別升級通報（同級別只發一次，防轟炸） */
void reportLevel(uint8_t lv, uint8_t dist) {
  if (lv <= sentLv) return;
  sentLv = lv;
  float slope; windowSlope(slope);
  String txt = String(lv >= 3 ? "🔴" : lv == 2 ? "🟠" : "🟡") + " 雷暴"
             + lvName(lv) + "：最接近 " + dist + "km";
  if (slope < SLOPE_APPROACH) txt += "，每 10 分逼近 "
             + String((int)(-slope * 10)) + "km——正在接近！";
  sendTg(txt);
}

/**
 * Telegram 發送。
 * 參數：msg＝內文
 * 回傳：true＝送達
 * 逾時重試 3 次、指數退避；setInsecure 只因為對岸是 api.telegram.org
 * （自有伺服器請改 setCACert——文中安全性框有解法）
 */
bool sendTg(String msg) {
  if (WiFi.status() != WL_CONNECTED) return false;
  WiFiClientSecure client;
  client.setInsecure();                      // 見安全性框：換 CA pinning 的位置
  HTTPClient http;
  http.begin(client, String("https://api.telegram.org/bot") + TG_TOKEN + "/sendMessage");
  http.addHeader("Content-Type", "application/json");
  for (int tryN = 0; tryN < 3; tryN++) {
    String body = "{\"chat_id\":\"" + String(TG_CHAT) + "\",\"text\":\"" + msg + "\"}";
    int code = http.POST(body);
    if (code == 200) { http.end(); return true; }
    delay(500 << tryN);                      // 0.5s→1s→2s 退避
  }
  http.end();
  Serial.println(F("[tg] 發送失敗（留待下次喚醒補發）"));
  return false;
}

/* ============================================================
 * 供電策略與深睡
 * ============================================================ */

/** 讀電池電壓（分壓 ×2）；低於 3.45V 進入雨天省電模式 */
float vbat() {
  return analogReadMilliVolts(PIN_VBAT) * 2.0f / 1000.0f;
}

void goSleep() {
  nvsPersist();
  strip.clear(); strip.show(); noTone(PIN_BUZZ);
  rdReg(REG_INT_SRC);                        // ⚠ 清 IRQ，否則 ext0 HIGH 秒醒
  esp_sleep_enable_ext0_wakeup(GPIO_NUM_5, 1);          // 閃電＝醒
  esp_sleep_enable_timer_wakeup(vbat() < 3.45f ? DEEP_MS_LOW * 1000ULL : DEEP_MS * 1000ULL);
  Serial.printf("[sleep] vbat=%.2fV 下次例行喚醒 %ld 分鐘後\n",
                vbat(), (long)(vbat() < 3.45f ? DEEP_MS_LOW / 60000 : DEEP_MS / 60000));
  Serial.flush(); delay(10);
  esp_deep_sleep_start();
}

/* ============================================================
 * NVS 黑歷史（200 筆環形）
 * ============================================================ */
struct LogBlob { uint16_t head; Strike e[200]; };
void nvsPersist() {
  nvs_handle_t h;
  if (nvs_open("storm", NVS_READWRITE, &h) != ESP_OK) return;
  nvs_set_u32(h, "cnt", strikesToday);
  nvs_set_u32(h, "min", minDistToday);
  nvs_set_u32(h, "day", dayStamp);
  nvs_set_u8(h, "cap", capPf);
  nvs_set_u8(h, "nfm", nfm); nvs_set_u8(h, "wd", wdth);
  nvs_commit(h); nvs_close(h);
}
void nvsRestore() {
  nvs_handle_t h;
  if (nvs_open("storm", NVS_READONLY, &h) != ESP_OK) return;
  nvs_get_u32(h, "cnt", &strikesToday);
  nvs_get_u32(h, "min", &minDistToday);
  nvs_get_u32(h, "day", &dayStamp);
  nvs_commit(h); nvs_close(h);
}

/* ============================================================
 * 主程式
 * ============================================================ */
void setup() {
  Serial.begin(115200);
  pinMode(PIN_CS, OUTPUT); digitalWrite(PIN_CS, HIGH);
  pinMode(PIN_BTN, INPUT_PULLUP);
  pinMode(PIN_BUZZ, OUTPUT); digitalWrite(PIN_BUZZ, LOW);
  strip.begin(); strip.setBrightness(40); strip.clear(); strip.show();
  SPI.begin(PIN_SCK, PIN_MISO, PIN_MOSI, PIN_CS);
  nvsRestore();
  uint32_t today = (uint32_t)(time(nullptr) / 86400);
  if (today != dayStamp) { strikesToday = 0; minDistToday = 255; dayStamp = today; }
  Serial.println(F("\n=== storm_sentry 雷暴哨兵啟動 ==="));
  if (!asInit()) { Serial.println(F("[fatal] AS3935 無回應：查 SPI 線／供電")); }
  attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(PIN_IRQ), [] { irqFired = true; }, RISING);
  awakeSince = millis();
}

void loop() {
  static uint32_t lastConn = 0;
  static uint8_t lastHourSent = 255;

  if (irqFired) { irqFired = false; handleStrike(); }

  /* --- 有閃電：保持清醒連網回報 --- */
  bool needNet = alarmLv > 0 && alarmLv > sentLv;
  bool heartbeat = millis() - lastConn > 3600000;   // 每小時心跳＋校時
  if (needNet || heartbeat) {
    WiFi.mode(WIFI_STA);
    WiFi.begin(WIFI_SSID, WIFI_PASS);
    if (WiFi.waitForConnectResult() == WL_CONNECTED) {
      configTime(8 * 3600, 0, "pool.ntp.org");      // 醒著才校時（RTC 走時有漂）
      if (alarmLv > sentLv) { float s; windowSlope(s);
        reportLevel(alarmLv, ring[(ringHead + 47) % 48].dist); }
      struct tm t;
      if (getLocalTime(&t, 2000) && t.tm_hour == 21 && lastHourSent != 21) {
        lastHourSent = 21;
        sendTg("⛈️ 閃電日報：今日 " + String(strikesToday) + " 次"
             + (minDistToday < 255 ? "，最接近 " + String(minDistToday) + "km" : "")
             + "，噪訊階 NFM=" + String(nfm) + "，電壓 " + String(vbat(), 2) + "V");
      }
      if (alarmLv == 0) sentLv = 9;                 // 解除後重設可再通報
      WiFi.disconnect(true); WiFi.mode(WIFI_OFF);   // 用|RF 省電大頭
    }
    lastConn = millis();
  }

  localAlarm(alarmLv);                              // 燈號／嗶聲節拍

  /* --- 安靜滿 30 分鐘：回家睡覺 --- */
  if (alarmLv == 0 && millis() - awakeSince > STAY_AWAKE_MS) goSleep();
  delay(200);
}

🔧 組裝步驟

1. 燒機與 SPI 驗證：先跑 asInit() 單體測試——Serial 看到 osc calib OK＋調諧掃描＝晶片鏈通。讀回 0x00/0xFF 先查 CS 與 MISO 有無接反。
2. 天線定標：手指靠近環形天線 10cm（人體靜電模擬放電），每次都該觸發；30cm 內必觸發才算合格。觸發不了＝SEL 模式錯或天線焊接冷。
3. 雜訊掃描校準：拿到要裝的位置，Serial 連看 2 小時——零閃電情況下每小時超過 2 次觸發，調高 NFM 或換位置（常見兇手：樓下機車行整流器、不良 LED 路燈）。
4. 防水盒組裝：電路全進盒，線材出口依防滴鉤走線，蓋前用濕布擦淨盒內灰塵再鎖膠條；透氣膜貼在盒子最低點對角。
5. 電源鏈測試：升壓輸出鎖 5.0V 後串電流計測待機——正常落在 0.1–0.15mA（AS3935 監聽為主體）；超過 0.5mA 查 LED 燈條漏電與 TP4056 反接。
6. 上架與武裝：掛牆背座固定在屋檐內側 1m＋，天線立架垂直地面、離金屬 6cm；按鍵拉一根延長線到陽台方便 silence。演練：灌假距離序列（見驗證）→ 三級警報按序觸發＝正式上崗。

🧪 驗證——把它當防雷系統一樣驗收

🆘 問題排除

📁 專案檔案結構

storm-sentry/
├── firmware/
│   ├── storm_sentry.ino          # 上方完整韌體
│   └── partitions.csv            # 2MB Flash 客製分割表
├── stl/
│   ├── antenna-stand.stl         # 環形天線立架（6cm 隔絕）
│   ├── drip-hook-cover.stl       # 防滴鉤蓋板
│   ├── solar-tilt30.stl          # 太陽板 30° 傾角座
│   ├── light-guide.stl           # 燈條導光條
│   └── wall-plate.stl            # 掛牆背座
├── f3d/
│   └── storm-sentry.f3d          # Fusion 360 原始檔
├── manual/
│   └── assembly.html             # 圖文組裝說明書
└── README.md                     # 說明文件

🎯 結語

這台機器最值錢的不是那顆 130 元的晶片，是「閃電自己叫醒 MCU」的架構決定：AS3935 永遠醒著，C6 永遠在睡，待機帳單由物理定律買單而不是由你的電費買單——全年不關的門檻，就這樣從「要拉電線」降到「掛上去就好」。今年夏天第一個雷雨胞逼近時，你的 Telegram 會比氣象署的粗顆粒警報早十幾分鐘出現那行字：「🟠 雷暴警戒：最接近 11km，每 10 分逼近 7km——正在接近！」那十幾分鐘，足夠你收掉整條曬衣繩、拔掉所有/dc 線、把小孩從溜滑梯抱起來。雷公幫你數著距離回家，就是這個意思。