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ASSEMBLY MANUAL

✏️ ESP32-C3 迷你筆式繪圖機 — 圖文組裝說明書

8 步驟 | 總工時約 3 小時(不含列印)| 工具:十字起子、2.5mm 六角、烙鐵、游標卡尺、刀規

🧰 零件清單 Checklist

  • ESP32-C3 SuperMini ×1
  • 28BYJ-48+ULN2003 ×2 組
  • MGN7H 150mm 導軌+滑塊 ×2
  • GT2 皮帶模組(20T 滑輪、張緊輪、閉環皮帶)×2
  • SG90 舵機 ×1、磁簧開關 NC ×2+磁鐵
  • 12V 2A+LM2596、608 軸承×3、M3 螺絲袋
  • 列印件 8 種(見材料表)

🔧 工具與耗材

  • 十字起子 PH0/PH1、2.0/2.5mm 六角扳手上(M3 螺絲袋附)
  • 烙鐵(銅內牙熱埋要用)、焊台或杜邦跳線
  • 游標卡尺(校準與導軌平行都要)、刀規/拉線規
  • 尖嘴鉗、螺刀、3M 膠、雙面膠、束帶
  • 鋁 D 軸聯軸器 5mm、220µF 電解電容
1

列印件後處理(銅內牙熱埋)

⏱ 25 分 | 難度 ★★☆
預留孔徑=內牙外徑×0.95 烙鐵 260°C 垂直沉入 冷卻後齊平不露粉
▲ 熱埋一次到位:歪斜的內牙比沒有更糟(螺絲鎖到一半頂死)
  1. 確認全部列印件無絲、孔位通暢(銅內牙孔不可鑽大)
  2. 烙鐵 260°C,內牙垂直緩沉至與表面齊平
  3. 完全冷卻後檢查:四周無溢粉、螺試鎖順滑
  4. 導軌座與橫樑的受力孔 100% 內牙化(自攻會滑牙)
💡 熱埋前在烙鐵頭擦少許蠟燭——內牙不會黏鐵。
2

導軌鎖裝+平行校正

⏱ 35 分 | 難度 ★★★(全機精度所在)
對角差 <0.5mm 鎖付孔留 0.4mm 間隙=還來得及微調;鎖死再量只能重來
▲ 刀規拉對角線:兩條差 0.5mm 以內才算平行——畫正方形不歪的根
  1. 鎖座以 0.4mm 間隙鎖入底座(先六分緊)
  2. MGN7 鎖上鎖座,全長滑順無卡點
  3. 刀規/拉線量對角線,微調至兩條差 <0.5mm
  4. 依序鎖緊(左右交替、每圈 1/4 轉),複量對角
⚠️ 校正完成前不要鎖橫樑——橫樑一上就變成「將就的平行」,之後怎麼調步進都救不回來。
3

皮帶雙環佈線+張力

⏱ 30 分 | 難度 ★★☆
拖板 張緊輪 皮帶在拖板兩側各鎖一次成橢圓環——單端固定會隨行程變張力
▲ 張力標準:中段「撥吉他會響」;全行程手推無「咯登」聲
  1. 皮帶繞 20T 滑輪與張緊輪成閉環,穿過拖板兩側夾槽
  2. 兩側夾板鎖緊(皮帶齒面貼夾板、齒向對滑輪)
  3. 張緊輪加壓至中段「撥吉他會響」,鎖定位螺絲
  4. 全行程手推拖板 3 趟:順滑、無異音、無鬆段
4

馬達聯軸+橫樑上架

⏱ 20 分 | 難度 ★★☆
28BYJ D 軸 頂絲×2 都對 D 軸平面 20T 滑輪 滑輪軸穿 608 軸承座,鎖橫樑前先對齊皮帶面
▲ 頂絲只有一顆對平面=高速下必打滑,画圖偏移 0.5mm 起跳
  1. 鋁 D 軸聯軸器鎖 28BYJ,另一端鎖 20T 滑輪(608 軸承入位)
  2. 馬達座鎖橫樑,橫樑鎖兩側導軌滑塊——一人扶一人鎖、對角交替
  3. 滑輪面與皮帶面共面(歪 2° 皮帶就會往邊緣跑)
  4. Y 軸同理:馬達鎖底座後端、皮帶環繞前後滑輪
5

筆夾+抬筆連桿

⏱ 20 分 | 難度 ★★☆
SG90 凸輪:前 1/3 快離紙 後 2/3 減速落筆 筆夾 75° 傾角
▲ 凸輪曲線是這台機器最便宜的「性能」:省 80ms 抬筆=少 20% 起筆墨點
  1. SG90 先通電歸 90° 再裝舵盤(之後韌體以 55°/125° 抬落)
  2. 凸輪+連桿+滑套組合,筆夾鎖拖板、傾角 75°
  3. 手動掃 55°→125°:筆尖上下 >3mm、全程無卡點
⚠️ 連桿螺絲鎖定後點一 Drops 中種膠——SG90 每張圖抬落 2,000 次,鬆脫只是時間問題。
6

磁簧原點+電源分壓測

⏱ 25 分 | 難度 ★★☆
間距 3mm(max 4mm) 12V 2A LM2596 5.0±0.1V 先不接 C3 分壓測 5V → 再上板 磁簧線與馬達線分槽走
▲ 分壓測是防呆最後一道:LM2596 出 12V 直接送 C3 是這系列的老Friend了
  1. 兩磁簧鎖原點擋塊位,拖板磁環靠近時訊號翻轉(終端機驗證)
  2. 電源樹:12V→ULN×2;LM2596→5V→C3+SG90(就近 220µF)
  3. 星形共地於 LM2596 負端;GND 全部回到同一螺絲
  4. 分壓測:不接 C3 量 LM2596 輸出 5.0±0.1V,通過才接板
7

燒錄+歸零+量尺校準

⏱ 25 分 | 難度 ★★☆
  1. Arduino IDE 選 ESP32C3 Dev Module,燒錄 pen-plotter.ino
  2. 上電自動 G28:每軸「退開→慢探→退 3mm」、長嗶=就緒
  3. 連 Wi-Fi「plotter-xxxx」→ 瀏覽器自動開畫圖機 UI
  4. 畫校準圖 calibration-100mm.svg,卡尺量實長
  5. UI 裡回填 SPX/SPY(按比例 = 102.4 × 100/實測),存 Flash 重畫驗證 <0.3mm
💡 方向鏡像了?改韌體相序陣列或 IN 線序對調,二選一——別拆了馬達線重插,那是「隨機正確」的開始。
8

首發圖+收尾

⏱ 15 分 | 難度 ★☆☆
  1. 夾鋼珠筆調筆長:抬筆位筆尖離紙 1.5mm(轉筆夾螺絲)
  2. 畫 first-draw.svg(圓+螺旋+Hello):看拐角墨漬/起筆斷線/8 字歪斜
  3. 收尾:四角調平腳旋至不晃(壓對角測試)、蓋防塵布、供電留 USB 開關
💡 拐角暈墨→拐角降速已內建,試把速度滑桿拉回 600;起筆斷線→下筆 dwell 150→220ms。