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ASSEMBLY MANUAL

🥁 ESP32-S3 靜音鼓練習墊 — 圖文組裝說明書

8 步驟 | 總工時約 2.5 小時(不含列印)| 工具:烙鐵、十字起子、蛇皮線、熱融膠、萬用表

🧰 零件清單 Checklist

  • ESP32-S3 DevKitC-1 N16R8 ×1
  • 8" 網面鼓墊維修片 ×1(tom 6" 選配)
  • 27mm 陶瓷壓電圓片 ×2(鈸用選配 +1)
  • SSD1306 OLED、編碼器+開關、被動蜂鳴器
  • WS2812 8 燈圈
  • 電子料:1MΩ、10k、330Ω、100nF、BAT54S ×2/區
  • EPE 泡棉、雙面網布膠帶、蛇皮線 1m
  • 列印件 6 種(夾環/隔離船/控制殼/旋鈕/減震腳/rim 壓夾)

🔧 工具與耗材

  • 烙鐵+焊錫、萬用表( continuity 檔驗證壓電)
  • 十字起子 PH0、斜口鉗、鑷子
  • 蛇皮線(壓電專用屏蔽線)2 段 ×40cm
  • 熱融膠、雙面網布膠帶、束帶
  • 3.5mm 耳機(click 監聽選配)
1

列印件後處理

⏱ 15 分 | 難度 ★☆☆
鼓墊夾環 壓電隔離船 控制斜面殼 旋鈕 減震腳×4 rim 壓夾
▲ 減震腳若列印材質是 TPU 可直接用;PETG 版需在夾心槽塞 3mm EPE
  1. 夾環去支撐:勾鉤槽必須清乾淨(網皮鉤要卡得進去)
  2. 隔離船中心孔去毛邊:壓電片能平躺、邊緣不碰船壁
  3. 控制殼試鎖 S3(銅內牙或螺柱),螢幕窗、轉碼孔通順
2

壓電前端電路板 ×2

⏱ 35 分 | 難度 ★★★
每觸發區一份(snare / tom / rim) 壓電 1MΩ ADC 節點 100nF GND BAT54S → 鉗位 3.3V / GND 10k → GPIO
▲ 1MΩ 放電+BAT54S 鉗位是 ADC 的兩件防彈衣——壓電空敲可發 40V,別拿 S3 賭運氣
  1. 萬用板依上圖焊 2 份(snare+tom),元件貼板、接點最短
  2. 壓電線用蛇皮線:屏蔽編織接板端 GND,壓電本體端不接地
  3. 焊點覆熱融膠防氧化;對照表標記每份對應的 GPIO
  4. 靜電測試:手敲壓電、示波器/序列監視峰值被鉗在 3.3V 內
⚠️ BAT54S 方向焊反=鉗位失效=ADC 裸奔。焊完先單區空敲 20 下確認無破表再裝殼。
3

壓電隔離船裝貼

⏱ 20 分 | 難度 ★★☆
網面(敲這面) 甜甜圈膠 壓電(陶瓷面朝上) 隔離船(浮於 EPE 減音床上) 震動由網面→膠圈 →壓電,不經船體剛性路徑 船壁碰壓電=滿檔誤觸發
▲ 甜甜圈貼法:網布膠帶貼圓環、中間留空——壓電只「感覺」震動、不「承受」壓力
  1. 壓電陶瓷面朝上放隔離船中心,四周網布膠帶貼成甜甜圈
  2. 蛇皮線從壓電焊片引出,於船內繞一個應力釋放圈後穿出線孔
  3. 隔離船以單點膠固定在鼓框內側底部(點膠不是面貼——保持隔離)
  4. rim 壓夾同理:壓電夾在框與夾具的泡棉夾層中
4

控制盒組裝

⏱ 30 分 | 難度 ★★☆
斜面殼 SSD1306 編碼器 S3 DevKitC USB-C 朝斜面下緣 WS2812 燈圈 蜂鳴器朝殼內開孔面
▲ USB-C 線往斜面下緣出走:鼓棒踢到線→線滑開而不是扯壞板子
  1. OLED 四針、編碼器三針、蜂鳴器(經 S8050)、WS2812(330Ω)依接線表焊到 S3
  2. S3 鎖入殼內銅柱,USB-C 對準出線口
  3. 蜂鳴器熱融膠就定位、出音孔對殼孔;旋鈕壓入編碼器 D 軸
  4. 上蓋前先通電一次:螢幕亮、轉碼有反應、燈圈跑色彩測試
💡 WS2812 DIN 必經 330Ω——燈珠突波燒第一個資料位元是老手艺,470Ω 更保險。
5

全機配線+減音床

⏱ 25 分 | 難度 ★★☆
  1. 兩份前端板鎖控制殼內螺柱;蛇皮線穿過橡膠過線孔進殼
  2. 減音床:EPE 泡棉剪成鼓墊外徑+5cm,減震腳×4 夾於中間
  3. 鼓墊放上減音床,rim 傳感器的壓電線沿框走、束帶固定離鼓棒 10cm
  4. 蛇形走線全拍照 → 合蓋 → 上電開序列機看四區底噪(should < 30 LSB)
⚠️ 蛇皮線穿殼處必須過橡膠孔或打膠——壓電線被拉脱 1cm 就會開始「幽靈觸發」(懸空導線是天線)。
6

燒錄+USB MIDI 驗證

⏱ 15 分 | 難度 ★☆☆
  1. Arduino IDE 選 ESP32S3 Dev Module、USB CDC On Boot = Disabled、USB Debug = CDC 關
  2. 燒錄 drum-pad.ino → 插 PC 出現「Microsoft USB MIDI」裝置即成功
  3. GarageBand / MIDI Monitoring 敲鼓:三區各有 note、力度隨輕重變化
  4. 沒反應→序列埠 115200 看 hit 事件(韌體有除錯輸出)
7

校準模式(必跑)

⏱ 10 分 | 難度 ★☆☆
長按轉碼 3s CAL MODE 每區輕重各 8 下 螢幕顯示 hit 計數 自動算 floor / ceiling 存 Preferences、長嗶結束
▲ 輕重各 8 下覆蓋力度全域——偷懶只敲重的,輕打永遠 velocity 0
  1. 長按轉碼 3 秒進校準模式,螢幕提示依區敲擊
  2. snare / tom / rim 各輕重各 8 下(共 48 下)
  3. 長嗶=存檔完成;重進 Play Mode 試輕重差異
8

首場練習+收尾

⏱ 15 分 | 難度 ★☆☆
  1. 独立模式:行動電源供電,BPM 90 四分音符 10 分鐘——燈、click、hit 統計全活
  2. Wi-Fi 推播:設定 NAS 位址,打一輪看週報資料上線
  3. 收尾:四腳水平(壓對角不晃)、USB 線留繞形、防塵布蓋好
💡 燈比聲慢?文章問題排除最後一條:排程器先亮燈、click 延後 2ms——先燈後聲才聽得準。