看懂元件
辨認 ESP32、DHT11、光敏模組、LED 與電阻的功能和接腳。
高三專題實作｜ESP32 × MQTT × Node-RED
把感測資料送上網路，做出可操作的 IoT 儀表板
從元件辨識、GPIO 接線、Arduino C 程式，到 MQTT 與 Node-RED 流程，完成一個能讀取溫度、濕度、亮度並遠端控制 LED 的小型物聯網系統。
180分鐘
5項技能任務
1個完整 IoT 流程
ESP32
Wi-Fi
GPIO + MQTT
感測器DHT11・光敏
MQTTmqttgo.io
Node-RED儀表板
讀取 → 傳送 → 顯示 → 控制
01 / 課程定位
今天要完成的事
學生以一個可執行的 ESP32 專案，練習把硬體、程式和網路服務串在一起。
完成接線
依 GPIO 編號完成感測輸入、LED 輸出與共地，並能說明電流路徑。
讀懂程式
從設定腳位、讀取感測值、組成 JSON 到 MQTT 傳送，說出每段程式的作用。
測試系統
用 Node-RED 接收資料、顯示儀表，並由控制節點切換 R、G、Y LED。
02 / 三小時學習路線
每一段都有可檢查的產出
建議採小組合作：一人讀程式、一人接線、一人操作 Node-RED，輪流交換角色。
00:00–00:25
任務一｜辨識系統
閱讀系統方塊圖，找出輸入、處理、輸出與網路通訊。
產出：元件角色配對00:25–01:05
任務二｜GPIO 接線
依照腳位表完成 DHT11、光敏模組與三色 LED 接線。
產出：接線檢查與安全測試01:05–01:55
任務三｜Arduino C
標記程式區塊，說明 Wi-Fi、MQTT、JSON 和感測讀值的流程。
產出：程式註解與序列埠觀察01:55–02:35
任務四｜Node-RED
檢查 data 與 ctrl Topic，追蹤資料分流到儀表板的路徑。
產出：流程節點連線圖02:35–03:00
任務五｜驗收與反思
完成互動學習單，依測試結果找出一個可改善的地方。
產出：課後學習單03 / 專案使用元件
先知道每個元件在做什麼
點選卡片查看功能、接線提示與本課程使用的 GPIO。
元件提示
點選上方任一元件，查看它在本專案的用途。
04 / 技能項目及標準
完成後可以被看見的能力
教師可用以下項目進行課堂觀察與形成性評量。
S1達成：4/4
硬體辨識與安全
能指出 VCC、GND、訊號腳位；上電前完成共地與短路檢查。
S2達成：5/5
GPIO 接線
能依腳位表正確完成 GPIO25、GPIO33、GPIO16、GPIO14、GPIO27。
S3達成：4/4
Arduino C 閱讀
能說明 setup、loop、ReadandJSON、MQTTCallback 的功能。
S4達成：2/2
MQTT 與流程追蹤
能確認 data/ctrl Topic 一致，並追蹤一筆資料或一個控制指令的路徑。
05 / Arduino C 程式
從一行一行看懂資料如何流動
下方保留本專案的核心程式架構，Wi-Fi 帳密改用佔位文字，請在自己的環境填入。
①
輸入：DHT11 用單線數位訊號；光敏模組用 ADC 類比值。
②
處理：將讀值轉成 JSON 字串，欄位為 temp、humi、light。
③
傳送：每 10 秒 Publish 到 data Topic，並訂閱 ctrl Topic。
06 / 開發板與元件接線
看圖完成接線，再用互動題驗證
紅線為 3.3V、黑線為 GND；LED 必須串接 220～330Ω 電阻。
100%
07 / 互動學習單
動手完成四個小任務
目前得分0/ 100
0130 分
拖拉接線
把左側訊號端拖到右側正確 GPIO。
訊號端
GPIO
0220 分
移動元件到正確角色
把元件拖進「輸入」「輸出」「網路」區。
元件
輸入感測資料
輸出指示與控制
網路資料交換
0325 分
點選正確 Topic
選出 ESP32 與 Node-RED 目前使用的名稱。
0425 分
排出資料流程
點選節點，依序組出一筆溫度資料的路徑。
學習單完成
08 / 課後學習單
把今天的觀察留下來
完成後可列印或交給教師檢視。
提示：列印時可選擇「另存為 PDF」。