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第 1 週

燈光與聲音魔法:點亮我的第一支程式

🏅 點亮魔法師(燈光印章+聲音印章)

每位學員上傳人生第一支 Arduino 程式,做出一個會呼吸變色、會唱旋律的「彩虹音樂盒」帶回家。

🎮 互動玩中學頁・給小朋友邊玩邊學 →

🎯 學習目標

🧰 材料清單

每席

  • Arduino Uno R3 ×1(含 USB-B 傳輸線)
  • 麵包板(830 孔)×1
  • 杜邦線 公-公 ×10、公-母 ×6
  • 麵包板電源軌跳線 2 條(紅=5V、黑=GND,課前已貼標籤)
  • 三色 LED 模組 ×1(接 D9,板上含限流電阻)
  • 雙色 LED 模組 ×1、小雙色 LED 模組 ×1
  • 三色 RGB 模組 KY-016 ×1(R/G/B→D9/D10/D11,全 PWM 腳)
  • 七彩自動閃爍 LED 模組 ×1
  • 有源蜂鳴器 KY-012 ×1(接 D8)、無源蜂鳴器 KY-006 ×1(接 D8)
  • I2C OLED 0.96" 0x3C ×1(VCC→5V、GND→GND、SDA→A4、SCL→A5)
  • 輕觸按鍵模組或 KY-004 ×1(彩虹音樂盒重播鈕用)
  • 接線小卡 ×1(圖示哪腳接哪腳)
  • 闖關護照 ×1(封面已印學員名字)+ 燈光/聲音印章對應頁

共用 / 講師示範

  • 講師示範主機(接投影)×1:跑 p5.js 調色盤 + Chrome/Edge WebSerial
  • 投影機 / 大螢幕 ×1(已測通)
  • 助教備用整合套件 ×2(課前測好的 RGB+無源蜂鳴器+OLED+按鈕 彩虹音樂盒,誰接不出來先換)
  • AI 程式助手站內副本(額度已確認)+ 本機 Ollama 降級路徑
  • 本堂離線範例碼包:blink.ino / led_d9.ino / buzzer_active.ino / buzzer_tone.ino / rgb_mix.ino / oled_print.ino / rainbow_music_box.ino
  • 三原色玻璃紙(紅綠藍)+ 小手電筒 2~3 套(三原色光調色實驗用)
  • 三用電錶 1 支(助教查短路/極性備用)
  • 乾抹布、貼紙標籤、剪好的黑白卡紙條(視覺暫留示範用)

🧑‍🔧 課前準備(開課前 30 分)

⏰ 全天流程 09:00–17:00

09:00–09:20

報到+哭比熊開場+護照領章

👩‍🏫 講師:哭比熊登場:『今天你們要當魔法師,讓不會動的燈聽你的話!』發護照、講今天集滿燈光+聲音兩個印章就過關;秀一個做好的彩虹音樂盒當『等下你會做出這個』的鉤子。

🧒 學員:找到自己座位、領護照寫上名字、看講師示範作品、舉手回答『燈現在會動嗎?等下誰讓它動?』

💻 AI/螢幕:投影哭比熊開場動畫 + 今日成品照

✅ 評量/巡檢:助教核對到席 8 人、每席 OLED 已亮、護照在桌、USB 線在手邊

09:20–09:40

上傳魔法第一課:Blink

👩‍🏫 講師:帶『輸出=叫零件動作』;示範選 Arduino Uno + 選對 COM port,按上傳,喊『看綠色進度條!跑完就是成功!』;故意選錯 port 一次讓大家看失敗長怎樣再改對。

🧒 學員:打開 Arduino IDE、跟著選板型/COM、上傳內建 Blink、看板上小燈閃起來、跟旁邊比『我的也閃了!』

💻 AI/螢幕:螢幕投影 IDE 上傳畫面,放大綠色進度條

✅ 評量/巡檢:助教逐席確認板型 Uno + COM 選對;板上 L 燈有閃=過第一關卡

09:40–10:05

第一支會動的程式:LED + delay

👩‍🏫 講師:教接三色 LED 到 D9,帶改 delay 數字:『把 1000 改成 100,會怎樣?』引出『數字越小閃越快』;提醒模組已內建限流電阻、不要再串電阻、不要直接接 5V。

🧒 學員:接 LED 到 D9、上傳、把 delay 從 1000 一路改小再上傳,觀察閃爍變快,記在護照塗鴉欄

💻 AI/螢幕:(先不連螢幕,專注上傳手感)

✅ 評量/巡檢:巡席:S 線對腳、無短路;每人都成功改一次 delay 並重新上傳

10:05–10:30

HIGH/LOW 與會唱歌的蜂鳴器

👩‍🏫 講師:有源 KY-012 接 D8:『HIGH 就嗶、LOW 就停=開關』;再換無源 KY-006 用 tone(8,523) 發 Do,『欸它會唱歌!』;強調有源別用 tone、無源一定要 tone 才響。

🧒 學員:接有源蜂鳴器試 HIGH/LOW,再換無源用 tone 發 Do,比較兩顆差別並在護照打勾

💻 AI/螢幕:(無)

✅ 評量/巡檢:助教確認 KY 中間腳沒接反(接反不響或發燙);每人聽到『嗶』與『Do』各一次

10:30–10:45

休息

👩‍🏫 講師:開窗、提醒喝水上廁所;趁空檔幫卡關席重接、把備用套件擺到手邊

🧒 學員:休息、喝水、上廁所

✅ 評量/巡檢:助教巡檯摸模組溫度,發燙的立刻拔 USB 查極性

10:45–11:25

RGB 調色實驗 + OLED 看數字

👩‍🏫 講師:教 RGB(KY-016) R/G/B→D9/D10/D11 都是 PWM 腳,用 analogWrite 0~255 玩『紅+綠=黃、紅+藍=紫、全開=白』;接 OLED 把 R/G/B 數值印出來『讓你看見程式裡的數字』;點名最常見錯:RGB 接到非 PWM 腳只會全亮全暗。

🧒 學員:接 RGB+OLED、上傳、調出黃/紫/白至少各一種、唸出 OLED 上的 R:255 G:128 B:0

💻 AI/螢幕:(OLED 顯數值,先不連大螢幕)

✅ 評量/巡檢:每人成功調出黃色=燈光印章預備;助教確認 RGB 三腳都在 PWM 腳(3/5/6/9/10/11)

11:25–12:00

組合作品1:彩虹音樂盒(AI 生碼)

👩‍🏫 講師:教『東西接在哪一腳+我要它做什麼』句型,帶全班一起對 AI 講出呼吸燈+蜂鳴器跟著變音的需求;AI 失效就開 rainbow_music_box.ino 離線範例當場微調腳位。

🧒 學員:接 RGB+無源蜂鳴器+OLED+按鈕,用 AI 生碼做出 RGB 呼吸+蜂鳴器同步 Do-Re-Mi、按鈕重播,上傳成功

💻 AI/螢幕:AI 生碼:RGB(D9/10/11)呼吸+KY-006(D8)隨色變音;OLED 顯顏色名+音名

✅ 評量/巡檢:助教確認每席彩虹音樂盒會跑;卡關者換備用整合套件保住進度

12:00–13:00

午餐+自由探索

👩‍🏫 講師:陪餐、收走危險物;鼓勵吃飽的去玩三原色玻璃紙手電筒

🧒 學員:用餐、休息;想玩的拿玻璃紙包手電筒打白牆預習加色三原色

✅ 評量/巡檢:助教午休輪值:清點感測器、把下午要用的玻璃紙/手電筒備好

13:00–13:35

家中科學遊戲:三原色光 vs 視覺暫留

👩‍🏫 講師:帶『三原色光調色實驗』:RGB 調黃紫青白對照美術顏料,問『光混越多會更白還更黑?』導出加色三原色;再用 LED 從每秒 1 次加到每秒 50 次示範『閃太快看成一直亮』=視覺暫留(電影原理)。

🧒 學員:親手調光看顏色、用玻璃紙手電筒疊色驗證、把 LED 閃爍頻率調到很快看它『變成一直亮』,在護照寫下發現

💻 AI/螢幕:(實體實驗為主)

✅ 評量/巡檢:助教問答抽查:能說出『光混越多越白』或『視覺暫留』其一即通過

13:35–14:30

p5.js 螢幕互動:電腦變調色盤

👩‍🏫 講師:接講師主機示範 WebSerial:Arduino 把 RGB 三值送到電腦,p5.js 大圓即時填色、圓的脈動跟蜂鳴器音高跳動;逐席幫學員接上『讓自己的燈長在大螢幕上』。

🧒 學員:用 USB 連到示範機(輪流),看自己作品的顏色與脈動在大螢幕上跳動,全班一起喊顏色名

💻 AI/螢幕:p5.js + WebSerial『電腦變調色盤』投影;圓的顏色=RGB 值、脈動大小=蜂鳴音高

✅ 評量/巡檢:助教確認 WebSerial 連得上(COM 沒被 IDE 佔用);每人至少上螢幕一次

14:30–14:45

休息

👩‍🏫 講師:提醒喝水;和卡關席約好下一段要補強哪裡

🧒 學員:休息、上廁所

✅ 評量/巡檢:助教重置示範機 COM、整理杜邦線

14:45–16:00

自由創作:我的獨家燈光秀

👩‍🏫 講師:出三選一:七彩閃爍秀 / 雙色來回跑馬 / RGB 呼吸主題曲;引導用 AI 調速度與顏色做出『獨一無二』;走動給點子、幫每人取一個作品名字。

🧒 學員:三選一改造自己的彩虹音樂盒、用 AI 改顏色/速度/旋律、加裝飾、把作品名請助教打到 OLED

💻 AI/螢幕:AI 生碼個人化(改 delay、改 tone 頻率、改 analogWrite 配色)

✅ 評量/巡檢:助教逐席:作品會跑、有個人特色、OLED 顯示名字;提醒先拔 USB 再改線

16:00–16:15

排練 mini Demo

👩‍🏫 講師:帶每人練一句『我做的是___,按一下它會___』;安排上台順序、教按鈕重播的時機

🧒 學員:練 10 秒上台台詞、確認自己按鈕一按就重播、互相當觀眾鼓掌

💻 AI/螢幕:(無)

✅ 評量/巡檢:助教確認每人作品穩定可重播、台詞講得出來

16:15–16:45

mini Demo+護照蓋章+拍片

👩‍🏫 講師:主持『一鍵燈光秀大合奏』:投影 p5.js 調色盤,喊 3-2-1 全班同時按鈕亮燈奏樂;逐一驗收給燈光+聲音印章。

🧒 學員:上台按下按鈕讓作品亮燈唱歌、講一句介紹、集滿兩印章過第 1 關

💻 AI/螢幕:p5.js 調色盤大合奏投影

✅ 評量/巡檢:通過=成功上傳+RGB 調出黃+無源蜂鳴器唱一句旋律;助教拍 15 秒個人短片

16:45–17:00

收拾+預告下週+家長 mini 展示

👩‍🏫 講師:帶分類收線收模組、清點雷射無關物;預告第 2 堂『按一按轉一轉指揮機器』;家長到場時讓孩子按一下彩虹音樂盒展示

🧒 學員:收拾歸位、把作品給來接的家長按一下看、帶走作品與護照

💻 AI/螢幕:(家長到場可循環播當天合奏影片)

✅ 評量/巡檢:助教清點感測器數量歸盒、OLED/RGB/蜂鳴器無遺漏;個人短片已存待發群組

🤖 AI 生碼示範 prompt

彩虹呼吸音樂盒(主作品)我想讓接在 D9、D10、D11 的 RGB 燈,慢慢從紅色變成藍色再變回來,像在呼吸一樣,順便讓接在 D8 的會唱歌的蜂鳴器跟著燈的顏色發出 Do Re Mi。請幫我寫 Arduino 程式,每一行加上中文說明。
調色盤+OLED 顯示我有 RGB 燈接在 D9、D10、D11,還有一片 I2C OLED(SDA 接 A4、SCL 接 A5)。請幫我寫程式,輪流變出黃色、紫色、白色,每換一個顏色就在 OLED 上印出現在的 R、G、B 數字和顏色名字。每行加中文註解。
會發光的鋼琴音階我有一個無源蜂鳴器接在 D8,還有一顆 LED 接在 D9。請幫我寫 Arduino 程式,用 tone 依序發出 Do Re Mi Fa So,每發一個音就讓 D9 的 LED 亮一下再熄掉,像會發光的鋼琴。每行加中文說明。

🔌 接線重點與安全

👧 分齡差異化

3–4 年級3-4 年級:目標放在『成功上傳第一支程式(LED 會閃)+有源蜂鳴器會嗶+無源蜂鳴器唱一句』即達標。RGB 只要調出『黃色』一種就算過關,不強求漸變。AI 句型由助教先示範一次、給填空小卡(『___接在 D__,我要它___』)。接線全程助教預接好 OLED 與電源軌,學員只專注插 S 線與上傳。卡關者直接換備用整合套件保住成就感與上台機會。
5–6 年級5-6 年級:挑戰 RGB 呼吸漸變(用 for 迴圈或 AI 生 fade)+音階與顏色同步(偏紅低音、偏藍高音),把彩虹音樂盒做成多段旋律+OLED 同步顯示顏色名與音名。鼓勵自己改寫 AI 生的程式(調 delay、改 tone 頻率表、自訂配色),並嘗試把作品接上 p5.js 看脈動圓;行有餘力可加按鈕做『拍一下換一首主題曲』。

📸 家長展示(拍片重點)

壓軸『一鍵燈光秀大合奏』:投影 p5.js 調色盤,講師喊 3-2-1,全班 8 個彩虹音樂盒同時按鈕亮燈奏樂、大螢幕大圓隨音脈動。拍 15 秒:先特寫一位小朋友按下按鈕、『人生第一支程式跑起來』LED 亮燈的瞬間(臉+手+燈同框),再拉遠拍全班光海+投影調色盤。每人另拍一支個人短片(作品+一句『我做的是彩虹音樂盒,按一下它會唱歌變色』)發家長群組。

🏠 回家科學遊戲

🎫 闖關護照通過標準

關卡一・點亮魔法師:①成功上傳人生第一支程式(LED 會閃,綠條跑完);②RGB 調出黃色;③無源蜂鳴器唱完一句旋律(至少 Do-Re-Mi)。三項到齊,集滿『燈光印章』+『聲音印章』過關。(3-4 年級 RGB 只需黃色一種;5-6 年級需呈現呼吸漸變+音色同步才蓋『進階』星章。)

🆘 常見卡關 → 排解

上傳一直失敗(紅字 / 卡在 uploading) → 九成是板型或 COM 沒選對:確認板型選 Arduino Uno、工具→序列埠選到實際插的那個 COM;換一條 USB 線(有些是純充電線無資料);IDE 還佔著序列埠時 p5.js 連不上,反之亦然——一次只開一邊。
RGB 調不出黃/紫,只有全亮或全暗 → RGB 三腳沒接在 PWM 腳。確認 R/G/B 在 D9/D10/D11(皆 PWM),程式用 analogWrite 不是 digitalWrite;若仍不對,檢查中間腳是否接成 5V(看絲印)。
蜂鳴器不響或一直叫/發燙 → 先分有源無源:有源 KY-012 用 digitalWrite(HIGH) 才響、用 tone 反而怪;無源 KY-006 一定要 tone(8,頻率)。發燙=VCC/GND 接反,立刻拔 USB 重接。S 接到中間電源腳也會不響。
OLED 整片黑、什麼都不顯示 → 查 4 線:VCC→5V、GND→GND、SDA→A4、SCL→A5 有沒有接對/鬆脫;位址預設 0x3C,掃不到改 0x3D;GND 沒回到共地軌也會黑。先用課前已驗證會亮的那片排除是不是模組壞。
AI 生碼生不出來 / 站內副本沒反應 / 額度用盡 → 立刻切離線範例碼包:開 rainbow_music_box.ino(或對應單站 .ino)當場改腳位數字上傳,不卡全班進度;若是網路問題啟動本機 Ollama 降級路徑。AI 定位是進階改寫,不是唯一上傳途徑。
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