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
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。
01 / 課程定位
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。
辨認 ESP32、DHT11、光敏模組、LED 與電阻的功能和接腳。
依 GPIO 編號完成感測輸入、LED 輸出與共地,並能說明電流路徑。
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。
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
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。
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
點選卡片查看功能、接線提示與本課程使用的 GPIO。
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
教師可用以下項目進行課堂觀察與形成性評量。
能指出 VCC、GND、訊號腳位;上電前完成共地與短路檢查。
能依腳位表正確完成 GPIO25、GPIO33、GPIO16、GPIO14、GPIO27。
能說明 setup、loop、ReadandJSON、MQTTCallback 的功能。
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
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。
輸入:DHT11 用單線數位訊號;光敏模組用 ADC 類比值。
處理:將讀值轉成 JSON 字串,欄位為 temp、humi、light。
傳送:每 10 秒 Publish 到 data Topic,並訂閱 ctrl Topic。
06 / 開發板與元件接線
紅線為 3.3V、黑線為 GND;LED 必須串接 220~330Ω 電阻。
07 / 互動學習單
把左側訊號端拖到右側正確 GPIO。
把元件拖進「輸入」「輸出」「網路」區。
選出 ESP32 與 Node-RED 目前使用的名稱。
點選節點,依序組出一筆溫度資料的路徑。
08 / 課後學習單
完成後可列印或交給教師檢視。