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ASSEMBLY MANUAL

📟 ESP32-C3 迷你桌上型示波器 — 圖文組裝說明書

7 個步驟・總工時約 2 小時（不含列印）・難度 ★★☆（焊接量小、校準步驟不可跳）

🧾 零件清單

ESP32-C3 SuperMini ×1GPIO0 為訊號輸入
SSD1306 0.96" I2C ×1地址 0x3C（0x3D 改韌體）
KY-040 旋編＋按鍵 ×1A/B/SW → GPIO5/6/7
BNC 板裝母座 ×1外殼安裝式
金膜電阻組2.2MΩ×4、1MΩ、1kΩ
BAT54S 鉗位（選配）×1防靜態誤插
4×6cm 洞洞板 ×1訊號調理板，可整片換
列印件 ×6機身/壓框/旋鈕帽/探棒夾/應力靴/腳架
屏蔽線 30cm、銅箔貼片探棒與單點地
M2×8 螺絲×6、銅柱×4、磁鐵×4備料

🛠️ 工具

焊接鐵＋焊錫、萬用表（校準與通斷查線）、1.5V 電池或可調電源（校準源）、螺絲起子、斜口鉗、熱熔膠、銅箔膠帶、iPhone 手電筒（驗收用）。

1

列印件出炉：先試軸再澆膠

⏱ 20 min（不含列印 3.5h）難度 ★
機身（PLA・檢查孔位） 壓框（夾 OLED） 旋鈕帽（D 孔試軸） 探棒夾（PETG） 應力靴＋腳架
  1. 六件出炉目視：機身螢幕窗無垂料、旋鈕孔內圈波紋完整
  2. 旋鈕帽空套 KY-040 軸：D 面對準平面後應能手壓入、不晃；太鬆重印（間隙 5.9mm 是下限）
  3. BNC 母座試鎖進機身孔：鎖母能徒手帶過前 3 牙才算孔位正確，硬攻牙會撐裂牆壁
💡 OLED 視窗宁可讓壓框蓋住 0.5mm 邊框，也不要開大窗露出打印層——黑框遮醜是設計的一部分。
2

訊號調理板：焊接順序即測試順序

⏱ 35 min難度 ★★★
洞洞板（元件面） BNC 中心 ① 1kΩ ② 2.2M×4 ③ 1MΩ 對地 ④ BAT54S OUT → 10cm 內到 GPIO0 焊接順序守則 ① 焊 1k 後先測 ×1：輸入 1.5V→讀到 1.5V ② 焊 2.2M×4＋1M 測 ×10：1.5V→讀到 15V ③ 鉗位最後焊：二極體怕烙鐵久烫 ④ 每段焊完先顯微檢查再通電 分壓比錯 90% 是虛焊或殘錫桥
  1. 先焊 1kΩ 串聯（×1 路徑）→ 裝板燒錄 → 輸入 1.5V 電池，螢幕 ×1 檔讀到 ~1.5V 才進行下一步
  2. 焊 2.2MΩ×4 串聯（分攤 ×10 時的電壓應力，單顆 9MΩ 工作電壓不夠）與 1MΩ 對地 → 切 ×10 檔重測，1.5V 應讀 ~15V
  3. 焊 BAT54S 鉗位：陰極朝 3V3、陽極朝 GND，引腳直接跨在 OUT 節點上，離 ADC 腳越近越有效
  4. 全板用 IPA 洗松香、吹乾——殘留松香在高阻抗節點上就是一顆可變電阻
⚠️ 高阻抗節點的虛焊用肉眼看不出來，用「手指碰 OUT 點看雜波有無變化」這種土測試最靈。
3

BNC 單點地：50Hz 毛波防制戰

⏱ 20 min難度 ★★
BNC 外殼 銅箔貼片：一路徑、不纏饒 主板 GND 單點＝螺絲孔 ✗ 外殼再搭第二點 = 地迴路天線 數位排線走機背，與紅線分離
  1. BNC 鎖上機身，內側貼一圈銅箔貼片壓緊螺帽，引到主板 GND 螺絲孔下鎖緊——全機只准這一個外殼接地點
  2. 調理板 OUT → GPIO0 用最短線（≤10cm），屏蔽層單端接 BNC 殼，不要兩端都接
  3. OLED／編碼器排線沿機背走線槽拉，與訊號路徑不平行、不捆綁——I2C 的 100kHz 邊沿是頻譜裡最髒的邻居
💡 檢查方式：探棒不接東西、手指懸空靠近 OUT 點，螢幕應見明顯 50Hz 感應波；完全無感通常是屏蔽層兩端都接死了。
4

面板就位：壓框夾緊、旋鈕後裝

⏱ 20 min難度 ★★
OLED 由內側放入 壓框四角卡榫 KY-040 上 M2＋銅柱 旋鈕帽最後卡軸
  1. OLED 排線先焊接（SDA→8、SCL→9）再放入視窗，螢幕朝上、排線朝下（裝反是這台第一大新手錯誤，畫面會整個翻 180° 且供電腳位對調）
  2. 壓框對準四角卡榫按入，「喀」兩聲才算到位；螢幕若歪，鬆開重夾，不要用翹的
  3. KY-040 用 M2 螺絲＋銅柱鎖在面板內側——不靠針腳站樁，旋鈕天天轉，焊點疲劳只是時間問題
⚠️ 壓框壓合前一定要先燒錄開機一次：黑屏時發現 SDA/SCL 對調，得重拆整組壓框。
5

燒錄與上機校準：十分鐘決定可信度

⏱ 25 min難度 ★★
① 零點 輸入端短接 serial 讀 raw 平均 CAL_B = −平均 ② 斜率 輸入 1.5V（電表當裁判） CAL_K = 電表mV ÷ raw 取中段，避開 3V 以上 ③ 探棒比 切 ×10 量同顆電池 誤差 >5% → 改實比值 ④ 驗收 fs 14~16k Vpp 對電表 ±2% 內 校準值寫進韌體常數重新燒錄，換電池不用重校
  1. Arduino IDE 選 ESP32C3 Dev Board，按住 BOOT 插線（SuperMini 不自動進 boot mode 時）→ 燒錄
  2. 照 SVG 四步跑完，把量到的 CAL_K / CAL_B 填回韌體常數重新燒一次（執行時可改存 NVS，入門版先求可靠）
  3. 探棒比驗證用同一顆電池：×1 與 ×10 兩檔讀值差應在 5% 內（1MΩ 電阻公差決定）
💡 校準源沒基準電源？一對 AA 電池（~3.0V）＋電表當裁判就夠：鋰電芯放兩週後的 3.7V 平台也是免費基準。
⚠️ 別拿 USB 充電器的輸出當校準源——開機充電的電容雜訊會污染讀值，電池是更好的基準。
6

合殼：先穿線、後鎖螺絲

⏱ 15 min難度 ★
  1. USB 應力靴先穿過線再插板——合殼後想加裝就要拆半台（本說明書作者的教訓出處）
  2. 旋鈕帽對準 D 面壓入軸心，旋轉到底確認不刮面板
  3. 探棒收纳夾貼機背右側（螺絲孔定位），屏蔽線盤一圈卡入
  4. 底蓋 M2 十字對角鎖緊（扭矩「緊再加四分之一圈」，列印件忌死力），四止腳壓入磁鐵
💡 合殼前最後一眼：調理板 OUT 那 10cm 短線有沒有被殼壁壓到、有沒有貼著 OLED 排線——有就重新整理走線再鎖。
7

驗收：三個免費訊號源

⏱ 15 min難度 ★
① 手機螢幕：60Hz 鋸齒 ② LED 調光：PWM 方波 ③ 手指靠近：50Hz 感應
  1. 手機螢幕（低亮度防閃頻護眼开着也會現形）：t/D 轉到 20m 檔，見規則鋸齒 = 觸發與繪圖鏈全通
  2. LED 手電筒調光檔：探棒隔著殼照光敏二極體，或量燈板 PWM 端——方角清晰、頻率對得上 = 頻寬正常
  3. 手指懸空靠近 BNC 中心：應見 50Hz 感應波，Vpp 隨距離變化 = 高阻抗前端健在
  4. 三關全過：機底貼日期與校準值標籤，入抽屜。工具做完的那天就該開始用。
💡 驗收不過？直接跳文章「問題排除」表，三關對應三類故障：繪圖／觸發、頻寬、前端阻抗——症狀不重疊，好定位。

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