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ASSEMBLY MANUAL

☢️ ESP32-C3 輻射蓋格計數器 — 組裝說明書

從高壓測試到 KCl 驗機三連發的五步 IKEA 式 Guide,附 SVG 示意圖與 A4 列印樣式

⏱️ 總工時:約 2 小時(不含列印與 30 分鐘基線學習) 🎯 難度:★★★☆☆ 中(高壓測試與訊號鏈走線兩個關卡) 🔧 工具:烙鐵、萬用表(600V 檔)、萬用表筆(絕緣良好)、雙面膠、泡棉

🧰 零件與工具確認

① ESP32-C3 SuperMini ×1 ② J305 蓋格管 ×1 ③ −400V 升壓板(帶 EN)×1 ④ SSD1306 0.91" OLED ×1 ⑤ 有源蜂鳴器、輕觸按鈕 各×1 ⑥ 4.7MΩ/10kΩ/100pF/BAT54 各×1 ⑦ 5V/1A 電源+USB-C 線 ×1 ⑧ 列印件:計數腔、主機盒、高壓警示蓋、OLED 框、量杯 🔧 萬用表、烙鐵、雙面膠、一小罐低鈉鹽(KCl)
💡 開工前先做「高壓艙淨空檢查」:主機盒內高壓隔艙方圆 1cm 不留任何金屬(螺絲柱改銅柱入螺、走線繞道)。分艙,是這台機器一半的穩定性。
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升壓板出廠測試

⏱️ 10 分鐘🎯 難度 ★★★☆☆
升壓板 5V 供電・EN 對地 -412 V DC 600V 檔 HV(紅表筆單點觸) GND(黑表筆)
  • EN 腳對地短接(等於使能),接 5V 供電——此時板子與表筆之外的東西都不準碰
  • 萬用表 DC 600V 檔,紅筆點 HV、黑筆點 GND:讀值 −380~−450V 皆正常;持續 −200V 以下=升壓板壞或供電不足
  • 斷電等 10 秒讓輸出電容放完再拆線;測試全程單手操作、另一隻手放背後
⚠️ 本機高壓為微安級電流,電擊刺痛但通常無儲能傷害——但「通常」兩個字不適用於你戴手錶手環的手、和心臟節律器。測試時請摘手錶。
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訊號鏈預焊(100pF → 10k → BAT54)

⏱️ 25 分鐘🎯 難度 ★★★☆☆
J305 陽極 100pF 10k GPIO2 BAT54 → 3V3 鉗位 4.7MΩ 淬熄接此點→GND
  • 在 2×3cm 洞洞板上完成整段鏈路,成品直接焊在靠近 C3 板 GPIO2 的位置——脈衝線越短,撿到的開關雜訊越少
  • 4.7MΩ 淬熄電阻焊在「管側」(100pF 之前),不是 GPIO 側——位置錯會把脈衝濾到看不到
  • BAT54 的阴极接 3V3、陽極接訊號線:靜電脈衝被打進電源轨而不是 GPIO
💡 焊完用萬用表二極體檔確認:訊號線對 3V3 正向導通、對 GND 截止——鉗位方向焊反是新手最常見的「永遠 3V3」詭案。
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蓋格管入腔與高壓艙封裝

⏱️ 20 分鐘🎯 難度 ★★☆☆☆
1.2mm 腔壁+20mm 淨空窗 J305(泡棉圈) HV 線走腔壁溝槽 訊號線(短!) 高壓艙(分艙+警示蓋) 被測物放窗正上方,距窗 ≤10mm
  • 管身雙面膠+泡棉圈固定,不鎖螺絲、不夾持——雲母端窗指甲可戳凹,玻璃殼體怕應力不怕震
  • 端窗(有金屬環標記那頭)朝下、正對淨空窗中心;兩條線分走腔體對角:HV 沿溝槽、訊號短距離出腔
  • 高壓艙蓋鎖緊後搖一搖無異響再進入下一步;警示蓋浮雕朝外
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驗機三連發(KCl 鹽就是你的校計員)

⏱️ 30 分鐘🎯 難度 ★★☆☆☆
步驟動作合格標準
① 背景空桌、離牆 30cm,讀 5 分鐘穩定 15–60 CPM,無間歇爆衝
② 標準源100g KCl 量杯貼窗,讀 3 分鐘抬升 +10~30 CPM 且移除後 2 分鐘回落
③ 幾何重現量杯移開→重貼,重複三次三次抬升互差 <15%(幾何定位槽生效)
  • KCl 沒有?低鈉鹽/鹽 substitutes 都行(成分就是氯化鉀),咖啡廳糖包的「低納鹽包」也是同一罐東西
  • 抬升不足 +5 CPM:先查端窗朝向與距離——β 感度對距離極端敏感,10→30mm 掉七成
  • 步驟②不過、但步驟①正常:拿手機 UV 燈照鈾玻璃(如果有)做第二標的;兩項都無反應才懷疑管或板
💡 天然鉀含 0.012% 鉀-40,1kg KCl ≈ 16.6 kBq——物理系大一的課件,你家廚房的貨架上有。這是全世界最容易取得的合法標準源,每次懷疑機器就搖一搖它。
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基線學習與固定擺位

⏱️ 30 分鐘+等待🎯 難度 ★☆☆☆☆
  • 把機器放到你將長期使用的位子(書桌展示架),開始 30 分鐘基線學習——期間別把可疑物品放在旁邊
  • 學習完成後狀態頁確認 base 值合理(20–45 CPM 區間最常見),OLED 第一頁條圖應圍繞基線小幅起伏
  • 連跑三天:每日 08:00 應收到戰報;三天數據的 lo/hi 差距若大於 2×,檢查擺位附近有沒有新電器(舊式煙感應器含銻-241 時會永遠抬升,那不是壞,是知識)
💡 最後把「你家基線」記在機器底部標籤上(數值+日期)。半年後你清理二手物、或鄰居裝修改變通風時,這條基線的變化本身就是一份家戶環境史。