01
認識系統
辨識 Mega 2560 腳位、數位輸入輸出、低態與高態動作，讀懂門磁與按鈕的 HIGH/LOW。
- 元件辨識
- 接線安全
- GPIO 邏輯
高三電子實習｜180 分鐘互動課程
做出一套會判斷、會記錄、會警報的門磁保全系統。
從 GPIO 讀值開始，完成按鈕設定、門磁入侵判斷、LED 閃爍、蜂鳴器警報、LCD 顯示與 DHT11 環境資料。學習單直接在頁面上完成並檢查。
3小時課程
5種互動任務
7組硬體連接
SECURITY CONSOLELIVE
SECURITY SET
SAFE
Temp: 25.0°C
Humd: 50.0%
MODEARMED
DOORSAFE
D2 LEDREADY
BZ 33QUIET
01 / LESSON MAP
三小時課程地圖
每一段都有一個可操作的成果，完成後再進入下一段。
02
建立功能
拆解 Arduino C 程式，加入保全模式、DHT11 讀值、LCD 顯示與非阻塞警報流程。
- 程式架構
- 狀態判斷
- 計時器
03
接線與測試
完成拖拉接線、模擬按鈕與門磁事件，最後用學習單檢查每個判斷與輸出。
- 線路驗證
- 情境測試
- 課後挑戰
02 / COMPONENTS
專案使用元件
先掌握每個元件的任務，再閱讀程式中的控制邏輯。
Arduino Mega 2560
主控制器，讀取輸入並控制 LED、蜂鳴器、LCD 與感測器。
GPIO 2 / 3 / 4 / 31 / 33LCD2004 I2C
黃綠色背光的 20×4 字元顯示器，可顯示 4 行文字，透過 I2C 使用 SDA、SCL 兩條訊號線。
4-LINE · SDA 20 · SCL 21 · 0x27DHT11
讀取溫度與濕度。資料線接 GPIO 3，每 2 秒讀取一次。
DATA → GPIO 3D4 按鈕
低態按鈕。未按下是 HIGH，按下接地後是 LOW；長壓 2 秒設定保全。
GPIO 4 · INPUT_PULLUP門磁開關
判斷門的開關狀態。使用內部上拉，開路讀 HIGH，關閉讀 LOW。
GPIO 31 · INPUT_PULLUPLED D2
低態動作輸出。GPIO 2 輸出 LOW 時點亮，入侵後每 0.2 秒切換。
GPIO 2 · ACTIVE LOW自激式蜂鳴器
高態驅動。GPIO 33 輸出 HIGH 時發聲，警報響 3 秒、停 1 秒。
GPIO 33 · ACTIVE HIGH03 / CODE LAB
Arduino C 程式架構
程式使用狀態變數與 millis() 計時，讓 LED、LCD、DHT11 與蜂鳴器可以同時工作。
PROGRAM FLOW04_LCD_BZ_SW_DHT
判斷輸入 → 更新狀態 → 依狀態輸出。這個循環每次 loop() 都會快速重複。
正在載入 04_LCD_BZ_SW_DHT.ino…04 / WIRING MAP
開發板與元件接線圖
使用下方控制檢查線路，先看全圖，再放大確認腳位。
05 / INTERACTIVE WORKSHEET
課後學習單：完成 5 個任務
目前得分0 / 5
01
PIN MATCH
未完成下拉選單配對
把每個元件配到正確的 Mega 2560 腳位。
02
DRAG WIRES
未完成拖拉接線
把左側訊號拖到右側正確端點。若裝置不支援拖曳，也可先點選訊號，再點選右側端點。每條線都要完成。
DHT11 DATA
BUTTON D4
DOOR D31
BUZZER D33
GPIO 3
GPIO 4
GPIO 31
GPIO 33
03
PLACE PARTS
未完成元件移動
把元件拖到對應的功能區。若裝置不支援拖曳，也可先點選元件，再點選目標功能區。
INPUT
D4 / D31
D4 / D31
SENSE
DHT11
DHT11
OUTPUT
D2 / BZ
D2 / BZ
DISPLAY
LCD2004
LCD2004
輸入控制
環境感測
警報輸出
狀態顯示
04
CLICK SIMULATION
未完成按鈕與門磁模擬
先長按 D4 設定保全，再打開門磁，觀察狀態變化。
SECURITY OFF
SAFE
Temp: 25.0°C
Humd: 50.0%
LED D2BZ 33
05
CHECKPOINT
未完成選擇題
選出正確答案，完成本次課程檢核。
06 / AFTER CLASS
課後延伸
把課堂上的狀態機再往前推一步。
A
加入解除密碼
讓 D4 長壓 2 秒不只設定保全，解除時要求輸入四位數密碼。
B
記錄入侵時間
使用 millis() 記錄事件開始時間，顯示在序列埠監控視窗。
C
改成兩段警報
先用 LED 閃爍提示，再讓蜂鳴器延遲發聲，測試不同警報階段。