🧰 零件與工具確認
① ESP32-C6-DevKitM-1 ×1
② 風速計模組(風杯+乾簧片)×1
③ 風向計(10kΩ 可變電阻式)×1
④ WS2812B 8 燈條 ×1
⑤ 蜂鳴器+S8050+10kΩ ×1
⑥ 18650+保護板 ×1
⑦ 5V 1W 太陽能板 ×1
⑧ TP4056+SS54、MT3608 ×1
⑨ 防水盒+透氣膜 ×1
⑩ 列印件:風杯×3、套筒、尾翼、立架、底蓋、板夾
⑪ 1.2m 不鏽鋼立桿+欄桿夾 ×1 組
⑫ M5 不鏽鋼螺栓組+開口銷+防鬆螺母
🔧 烙鐵、萬用表、磁珠軸承 3mm、縫紉機油
🔧 砂紙、秒錶、指南 App(風向校準用)
💡 開工前先做「八秒測試」:把現成風速計模組空撥一圈半,計算自然减速時間。不到 8 秒的軸承直接進手術(步驟 2),別指望韌體能修好機械。
1
列印零件與材質檢查
⏱️ 列印 5 小時+檢查 10 分鐘🎯 難度 ★☆☆☆☆
- 核對材質:風杯/套筒/尾翼必須是 ASA——摸不出差別就看料卷標籤,PLA 風杯在颱風裡是碎片發射器。
- 套筒軸孔試插 3mm 不鏽鋼軸:應能靠自重緩緩滑落(約 3 秒落底),卡住就 3.1mm 鑽針通孔。
- 三杯裝塔後目測對稱性:杯緣到中心距離差 >1mm 的重印(高轉速下的不平衡是軸承壽命的削減計畫)。
⚠️ 尾翼面積要 > 風杯投影面積的 1.5 倍,否則風向牌永遠背對風——印錯規格請整組重印,別用膠板補面積。
2
軸承手術與脈衝驗證
⏱️ 30 分鐘🎯 難度 ★★★★☆
- 拆風速計模組:換 3mm 磁珠軸承(或縫紉機油重潤原廠軸承+清掉乾掉的工業脂)。
- 磁鐵與乾簧片間隙對到 1.5mm:間隙太大高速漏計、太小摩擦。旋轉一圈恰一脈衝。
- 手撥一圈、Serial 計數必 +1;輕撥到停全程無漏計;空轉自然减速 >8 秒。
💡 漏計的修護順序是鐵律:先機械(磁鐵間隙/軸承順暢度),再電氣(上拉 10k→4.7k 提速),最後才考慮韌體。把消抖視窗調大「修好」的漏計,是讓風暴從正門進來。
3
電路焊接與桌面通測
⏱️ 30 分鐘🎯 難度 ★★☆☆☆
- 照接線圖完成:WS2812 的 DI 串 330Ω、燈條端並 470µF;蜂鳴器走 S8050 低邊驅動。
- 燒錄後開 Serial:燈條綠燈亮起(級別 0)、對風杯吹氣看計數與風速跳動、轉風向牌看方位名變化。
- 按按鍵:Telegram 收到即時風況。四項全過才算桌面段完成。
⚠️ 脈衝訊號線超過 1 公尺改用雙絞線(訊號+回程各一),並把上拉收到 4.7k——長線天線效應會在閃電夜送你一排假陣風。
4
風向八方位校準+騎車 K 值標定
⏱️ 40 分鐘(含騎車 20 分鐘)🎯 難度 ★★★★☆ 本說明書精華
- 風向:指南 App 對北,把風向牌依序指向八方位、每方位靜置讀 10 秒 ADC 中值,貼回
dirCal[] 重燒。逐方位驗收誤差 ≤1 方位。
- K 值:安全直路騎車穩住 25km/h(手機 GPS 輔助),模組朝前舉 30 秒(手臂伸直、身體壓低避開人肉風擋),記平均轉頻。
- Serial 下
k=值 寫入 NVS;跑第二次取平均。兩次 K 差 >5% 表示軸承或抓握姿势有變因,修正後重標。
| 標定輪次 | 脈衝數 | 時長 | 轉頻 | K = 6.94÷轉頻 |
| 第一輪 | 77 | 30.0s | 2.57Hz | 2.70 |
| 第二輪 | 74 | 30.0s | 2.47Hz | 2.81 |
| 取平均 | — | K = 2.75 寫入 NVS |
⚠️ 騎車標定請找車少人稀的直路、白天、勿單手騎車——標的是風速計,不是你的平衡感。有風扇+已知轉速對照可完全替代。
5
警報鏈演練
⏱️ 20 分鐘🎯 難度 ★★★☆☆
- 把
gust1s() 暫時改成回傳常數(或用測試指令注入),依序 11/18/25/33 m/s 跑四級。
- 每級檢查:燈帶顏色與亮度、蜂鳴器只在紅級以上作響、Telegram 收到「進入 X 級」與回落到 0 級時的「解除」。
- 驗證「同級不轟炸」:在 18m/s 掛 10 分鐘,推播應該只有進入那一則。
💡 演練完把 gust1s() 改回原版並重燒確認——忘改回的代價是某個 3m/s 的午後,你家燈柱閃紅燈、手機連響,全家以為颱風來了。
6
立桿上架與防墜檢查
⏱️ 25 分鐘🎯 難度 ★★★☆☆
- 組塔:盒體鎖桿底(配重)、太陽能板夾中段、風杯尾翼上頂端;感測端離牆 >1.5 倍尾翼半徑,避開建築擾流。
- 夾具全部 M5 不鏽鋼螺栓+防鬆螺母,風杯與尾翼軸端加開口銷保底——螺母鬆了,開口銷是它最後的遺書。
- 走線沿桿每 30cm 束帶固定,進盒前做防滴彎;透氣膜貼盒內最低點。
- 搖晃測試:整桿用力搖 10 秒,任何一聲金屬聲都要重新鎖緊。14 樓的機器,防墜是验收第一項,不是最後一項。
⚠️ 颱風季的每週保養 3 分鐘:軸承點一滴油、螺絲擰一圈、灯條擦一擦。這台機器替你看風,你替它防颱。