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ASSEMBLY MANUAL

🌡️ ESP32-C6 機櫃散熱風扇控制器 — 組裝說明書

8 個步驟|總工時約 90 分鐘(不含列印)|需要:烙鐵、萬用表、纏線帶

📦 零件清單

  • ESP32-C6 DevKitM-1 ×1
  • BME280 I2C 模組 ×2(ADDR 腳可分址)
  • SSD1306 0.96" I2C ×1
  • 4 線 PWM 風扇 12cm ×1(沿用機櫃扇)
  • 12V 2A 電源 + MP1584 降壓 ×1
  • 4.7kΩ 電阻 ×1、100nF ×1
  • 列印件 ×6(PETG)+ PP 濾棉一片
  • 魔術貼、防振膠墊、熱縮管、束帶

🔧 工具清單

  • 烙鐵 + 63/37 錫絲
  • 萬用表(通斷檔 + 直流電壓檔)
  • 螺絲起子(機櫃風扇螺絲)
  • 斜口鉗、剝線鉗
  • 3M 膠帶 / 電火布
  • 手機(慢動作攝影驗證 25kHz PWM)
  • 吹風機(步驟 8 看門狗演練用)
1

列印件後處理

⏱️ 15 分鐘|難度 ★
fan-grille-120 filter-frame probe-snoot ×2 brain-case
▲ 四個主角列印件:格柵、抽式濾網框、感測導流罩×2、控制器外殼
  1. 格柵四角卡扣用刀片修掉拔絲,卡進風扇孔位應有緊配「喀」聲
  2. 濾網框外緣貼魔術貼(勾面朝框),PP 濾棉裁切壓上
  3. 導流罩內壁貼鋁箔膠帶(亮面朝外)——反輻射熱是本件的存在意義
  4. 外殼纜線出口的防拉槽確認無殘壁
💡 列印殘留拔絲會擋風道:所有過風零件用圓筆順著孔洞旋一圈再裝。
2

風扇位改裝與濾網框

⏱️ 10 分鐘|難度 ★
機櫃壁(進風側) 濾棉(可抽換) 風扇+格柵(排風向外) 氣流
▲ 濾棉在進風口、風扇在內側抽風——灰塵只從濾棉進,不從縫隙進
  1. 舊風扇拆下,格柵卡入風扇外側,風扇鎖回機櫃
  2. 濾網框魔術貼壓在機櫃進風口內側,四周壓實不漏氣
  3. 確認風扇風向:標籤面朝外=抽出(手感受確認,裝反全白工)
⚠️ 風向裝反的機櫃比沒風扇更糟——濾棉變成保溫層。開機後用一圈衛生紙測試吸附方向。
3

tach 上拉與線材整理

⏱️ 20 分鐘|難度 ★★
ESP32-C6 GPIO5 4.7kΩ →3.3V 100nF →GND(可选,毛刺大才焊) 風扇藍線 (OC 輸出)
▲ 開集極輸出必須上拉才有波形——RPM 恆 0 的元兇就是省了這顆電阻
  1. 4.7kΩ 一端接 GPIO5 線、一端接 3.3V,熱縮管包好
  2. 風扇四線分揀:紅(+) 黑(PWM 訊號) 藍(tach) 黑粗(GND)——以型號規格書為準
  3. PWM/tach 訊號線與 12V 動力線用纏線帶分兩側走,交越處 90° 十字
  4. 風扇四角夾防振膠墊——固體傳聲比氣流聲討厭十倍
4

電源與共地匯流

⏱️ 15 分鐘|難度 ★★
12V 2A adaptor 風扇 12V/GND MP1584→5V 先調好 5.0V 再接板 GND 星形匯流點
▲ 三處地(12V 黑、風扇 GND、板 GND)匯到同一點,MP1584 紋波就不會借道你的 tach 訊號
  1. MP1584 先空載用萬用表調到 5.0V 再接 C6(出廠預設可能偏高)
  2. 星形匯流點用焊接片或 WAGO 迷你端子,三線各自獨立拉到同一點
  3. 12V 與 5V 線纜標記顏色差,未來維修不猜線
5

I2C 周邊與感測頭定位

⏱️ 15 分鐘|難度 ★★
BME-A 導流罩 BME-B 進風 → 排風 → 風扇
▲ A 頭測進風(外界基準)、B 頭坐排風必經之路(經 duct-elbow-40 導流);兩顆都要導流罩
  1. BME280-A 的 ADDR 接 GND(0x76)、B 接 VCC(0x77)——先分址再接總線
  2. 三顆 I2C 裝置共線掛 GPIO1/3,SDA/SCL 線長控制在 20cm 內
  3. 探頭鎖進導流罩後固定在氣流通道上,距風扇框架 ≥5cm 避馬達廢熱
💡 上電開 Serial 除錯模式,把 A 頭含在嘴邊吹口氣,溫度和濕度要同時跳——確認你沒有兩讀到同一顆。
6

燒錄與訊號驗證

⏱️ 10 分鐘|難度 ★★
  1. Arduino IDE 選 ESP32 C6 Dev Module,燒錄本計劃檔
  2. 手轉風扇葉,Serial 的 RPM 應該跳動——恆 0 回到步驟 3 查上拉
  3. 手機開 240fps 慢動作拍風扇 PWM 訊號 LED 測試治(或示波器)驗證 25kHz 存在
  4. Serial 下 pwm 20/50/100 逐檔手動掃,耳朵確認無共振嘔嘔聲(有則調整 BAND_LO/HI)
⚠️ 燒錄時風扇 12V 先不要通電——USB 供電先把邏輯部分驗完,再上動力,燒板成本比燒風扇高。
7

封裝歸位與接納 NAS

⏱️ 10 分鐘|難度 ★
  1. 板子卡進 brain-case 螺絲柱,OLED 插進 oled-tilt 座、面板 15° 朝櫃門縫
  2. 纜線留 3cm 應變環後由防拉槽出口收整,外殼磁吸上櫃內側板
  3. NAS 端導入 node-red-flow.json,Token 與韌體一致,確認第一筆資料入庫
8

看門狗演練+學習期啟動

⏱️ 5 分鐘|難度 ★
吹風機(熱風) BME-A >45°C? PWM→100% NAS 收 dog 事件
▲ 散熱系統必須能報告自己的死訊——演練過才算裝好
  1. 吹風機熱風對準 BME-A 導流罩,30 秒內 OLED 顯示 PWM 爬向 100%、NAS 收到事件
  2. 演練後讓櫃子散熱 10 分鐘再看控制回退是否平滑(斜率限速下應該要 30 秒+)
  3. 正常運轉開始倒數 7 天學習期;7 天後 OLED 的 FILT 數值才算數
💡 之後每次換濾棉:抽舊換新 → 長按按鈕 5 秒重學基準。不重學的話,新濾網轉更快會被當成「健康度 130%」而失去偵測靈敏度。