ASSEMBLY MANUAL

ESP32-C3 智慧登山杖障礙雷達
圖文組裝說明書

約 45 分鐘（不含列印）｜焊接量：馬達 2 點＋蜂鳴器板對插｜列印：4 件 22g（PETG）＋TPU 墊座｜完成請跑「公園 30 分鐘實地走查」再交給使用者

🧰 零件覈對

  • ESP32-C3 SuperMini ×1
  • HC-SR04-33（3.3V 版！）×1
  • 1027 震動馬達＋1N4148＋S8050×2＋1kΩ×2
  • 被動蜂鳴器模組、6×6 按鈕＋10kΩ
  • LiPo 600mAh（XH2.54）、TP4056 帶保護、滑動開關
  • 100kΩ×2（電壓分壓）、220µF 電解（馬達穩壓）
  • 列印件：杖夾、主機殼、防水蓋、TPU 震動墊座

🔧 工具

  • USB-C 線（確認是數據線）＋Arduino IDE 2.x
  • 烙鐵＋焊錫（馬達兩點、分壓電阻）
  • 萬用表通斷檔（查線、查開關）
  • M2.5/M3 小起子、尖嘴鉗
  • 皮尺 3m＋膠帶（地標校準用）
  • 噴霧瓶（雨天誤報演練）
1

裸板先跑雷達韌體

⏱ 10 分鐘 · 難度 ★☆☆☆☆
  1. IDE 板型 ESP32C3 Dev Module，燒 cane_radar.ino——原生 USB，一條線搞定。
  2. 手拿一本書在板前 30cm 進出：序列埠應跳出 30–40cm 讀值、震動腳位（GPIO2）用三用表看得到高低。
  3. 讀值恆 9999？Trig/Echo 對調再試；恆 0？查 Echo 有無接到 GPIO7。
💡 SuperMini 只有一顆使用者 LED（GPIO8，不在本機）——所以開機訊號全靠震動：雙短震＝活著。第一次燒完等待的那兩聲震動就是生命徵象。
2

馬達上膠＋續流二極體

⏱ 8 分鐘 · 難度 ★★☆☆☆
M 1027＋偏心塊 → 3V3 1N4148 反並 S8050 B←1k←GPIO2 E→GND C（集極）→ 馬達負極
  1. 馬達線短接 10cm、剝皮 2mm；1N4148 跨接兩腳（黑環端接「＋」側）——這顆二極體決定馬達壽命。
  2. 馬達黏進 TPU 墊座，墊座卡進握把護環內側：位置＝拇指自然環握時的指腹正下方，不是隨便哪兒。
  3. 220µF 電解直接焊在馬達接點附近（耐壓 ≥10V、負極朝集極）——實測把啟動壓降從 0.4V 壓回 0.1V。
⚠️ 熱融膠固定馬達會吸收震動，要用環氧或 3M VHB；偏心塊朝握把內側（震感最強方向）。
3

HC-SR04 上殼＋導雨面

⏱ 8 分鐘 · 難度 ★★☆☆☆
  1. 模組從主機殼內側推入雙窗（40kHz 兩顆眼睛），M2 螺絲或膠點固定；Echo 若為 5V 版先做 10k/20k 分壓。
  2. 感測板前緣貼 15mm 長、下傾 5 度的導雨薄片（列印件自帶斜面就不用）。
  3. 防水蓋壓入，矽膠圈就位——蓋上前先測一次距，蓋上後再測一次：兩次讀值差 >5cm 代表窗膜太厚或壓到震膜。
⚠️ 膠水一滴都別碰到兩個圓膜！膠住震膜的模組直接報廢。
4

電源鏈與開關

⏱ 6 分鐘 · 難度 ★★☆☆☆
  1. LiPo 正極 → 滑動開關 → 板 VIN；負極直連 GND。TP4056 的 B+/B- 接電池、OUT+/OUT- 併接 VIN/GND。
  2. 按鈕焊 6×6：一腳 3V3、對角腳 GPIO1＋10k 下拉到地。按下量 GPIO1 應 3.3V。
  3. 100k＋100k 串接 BAT+ 對 GND，中點接 GPIO0，中點對地再補一顆 100nF 濾波。
💡 1N4148 之外，TP4056 供電側再串一顆 Schottky（1N5819）可避免「邊充邊用」時升壓回灌——單槽慢充情境可略過。
5

上杖：杖夾鎖付

⏱ 5 分鐘 · 難度 ★★☆☆☆
杖身 杖夾 M3×1.5N·m 雙窗朝前下傾 5° 45cm 停 150cm 注意 90cm 減速（中線）
  1. 杖夾張開卡入杖身（Ø20–26mm 彈性段），M3 鎖環鎖緊：轉到緊再補 1/4 圈，墊 0.5mm 矽膠片防鬆。
  2. 高度定在「站立時感測窗與膝蓋同高」，一般杖手握位下方 15–20cm——用前先請使用者站直比一次。
  3. 朝向：雙管軸線朝正前方、下傾約 5 度；拿手機水平貼殼頂比對。
6

皮尺三段地標校準

⏱ 6 分鐘 · 難度 ★★★☆☆
  1. 室內走道地面貼膠帶於 45 / 90 / 150cm（以感測窗為零點），開序列埠。
  2. 人站在各地標正前方：z 值應為 3 / 2 / 1。邊界反覆踩線測試：切區點漂移超過 ±5cm 就微調杖夾角度再鎖。
  3. 換穿使用者的鞋子高度重測一次——腳高不同，5 度下傾的落點就不同。
💡 序列埠的 cm z? 輸出就是校準儀表。校好後記下讀值與實際的固定偏差（通常 −3～5cm），必要時把 Z 常數整體平移。
7

震動辨級測試（戴手套）

⏱ 5 分鐘 · 難度 ★★★☆☆
  1. 請使用者閉眼握杖，你把書本從 180cm 勻速推到 30cm：他應該說出「沒感覺 → 慢慢跳 → 快快跳 → 持續麻」四段。
  2. 戴上山手套重複一次——隔手套辨不出「慢跳 vs 快跳」就把 Z_MID 從 90 降到 70，拉開兩段的時間差。
  3. 按住按鈕＝測試模式全區段跳動：讓他不用你推也能自己確認「今天馬達有電」。
⚠️ 這步不能省，也不能用「你試試看會不會震」代替——回饋分級的價值全在使用者的皮膚說了算，不是你說了算。
8

雨天演練＋交付檢查表

⏱ 5 分鐘 · 難度 ★★☆☆☆
  1. 噴霧瓶對感測窗噴到掛珠：它應該開始亂叫——這正是「雨後要擦窗」的活教材。擦乾恢復即合格。
  2. 開機靜置 2 分鐘確認自動深睡；按按鈕喚醒、雙短震報電量。
  3. 充一輪電：TP4056 紅→藍，側窗看得見；把「紅燈＝還在充」講給使用者聽。
  4. 交貨前公園 30 分鐘實地走查：花圃邊、機車把手、階梯（它看不到階梯落差，請務必當面示範階梯仍要用腳探）。
⚠️ 交付時就把限制唸一次：看不到軟物與地面落差、大雨要擦窗。期待管理做好，這支杖才會被天天用，而不是供起來。
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