🎯 學習目標
- 學員能調整聲音模組 KY-038 的靈敏度電位器，做到「拍手會反應、小聲講話不反應」，並說出感測器把聲音變成 0/1 數字的道理
- 學員能正確接好超聲波 HC-SR04 的 4 隻腳（VCC/Trig→D9/Echo→D10/GND），讓 OLED 顯示手掌前後移動 40→5 公分的距離數字
- 學員能用 AI 助手生出「拍一下開、再拍一下關」的程式，並解釋程式裡 0.3 秒防抖在做什麼（避免一次拍手被當成很多次）
- 學員能做出倒車雷達：距離越近蜂鳴器嗶越快、亮越多顆 LED，並說出這是模仿蝙蝠用回音算距離
- 學員能說出繼電器今天的安全紅線——輸出只接小 LED/蜂鳴器、絕對不碰家裡 110V 插座
- 學員能在 mini Demo 完成「拍手讓燈亮一次＋倒車雷達嗶到長音＋隔空彈出 3 個不同音高」三項，通過第 7 關蓋章
🧰 材料清單
每席
- Arduino Uno R3 板 ×1 + USB-B 傳輸線 ×1
- 麵包板（830 孔）×1 + 杜邦線（公-公/公-母）一包約 30 條
- 高感度聲音感測器 KY-038 ×1（板上含靈敏度電位器小螺絲）
- 超聲波測距模組 HC-SR04 ×1（4 腳）
- 1 路繼電器模組 ×1（含 IN/VCC/GND）
- I2C OLED 0.96" 顯示器 ×1（位址 0x3C）
- 有源蜂鳴器 KY-012 ×1 + 紅黃綠 LED 模組各 1（做距離條）
- 電源軌跳線：紅 5V、黑 GND 各 1 條（接到麵包板正負軌）
- 本堂「接線小卡」×1（圖示 KY-038→D2、HC-SR04 Trig→D9/Echo→D10、繼電器 IN→D8、OLED→A4/A5）
- 小十字精密螺絲起子 ×1（調 KY-038 靈敏度用，可 2 席共用）
共用 / 講師示範
- 手指心跳感測器（脈搏感測器）數個——加分關用，接 A0 類比腳，桌間輪流
- 講師示範用筆電 + 投影機/大螢幕（跑 p5.js「超音波雷達掃描儀」模板）
- 站內 AI 程式助手副本（已開、額度足）+ 本機 Ollama 降級備援
- 本堂離線 .ino 範例碼包（拍手控燈/倒車雷達/隔空樂器三支，斷網 fallback 用）
- 備用整合套件 2–3 套（課前測好，接不出來先換保住進度）
- 紅外線測溫槍或手摸法用的小卡（巡檯摸模組溫度，VCC/GND 接反會發燙）
- 紙箱/積木座（架超聲波當「倒車牆」、固定隔空樂器感測器）
- 碼錶/手機計時器（開合跳 30 秒運動前後心跳對比用）
🧑🔧 課前準備（開課前 30 分）
- 每席「電源軌紅=5V／黑=GND」兩條母線拉好並貼標籤，確認 5V 沒短到 GND
- 每席 OLED 4 線先接好驗證會亮（VCC→5V、GND→GND、SDA→A4、SCL→A5、位址 0x3C），不亮的當場換
- 每席 KY-038 靈敏度電位器先「粗調到拍手會反應、講話小聲不反應」，留學員微調空間
- 每台筆電板型選 Arduino Uno、COM port 測通；本堂 3 支離線 .ino 範例碼就位
- HC-SR04 課前逐顆插上測距一次（接反或漏一腳會量到 0 或亂跳），挑掉壞的
- 繼電器逐顆通電聽「喀喀」確認會切換；輸出端只先掛小 LED，現場示範禁接插座
- p5.js「超音波雷達掃描儀」模板用 Chrome/Edge 開得起來、投影機測通、WebSerial 連得上
- 備用整合套件 2–3 套課前測好放講師桌；心跳感測器清點、消毒；起子發到每 2 席
⏰ 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：「今天你們要變超人！能用拍手開燈、用耳朵量距離、還能聽到自己的心跳。」發第 7 關護照頁，宣布今天三個超能力：聽聲音、量距離、感心跳。
🧒 學員：簽到、貼名牌、翻開闖關護照第 7 關，跟旁邊同學擊掌說出今天最想做哪個作品。
💻 AI／螢幕：投影機放上「聲控雷達實驗室」標題畫面 + 雷達掃描動畫待機。
✅ 評量／巡檢：助教點名到齊 8 人、每席材料盒清點（KY-038／HC-SR04／繼電器／OLED 都在）。
09:20–09:35
暖身：聲音是震動的空氣
👩🏫 講師：示範拍手/講話/吹氣，問「Arduino 怎麼聽得到聲音？」請大家把手掌貼喉嚨講「啊——」感受震動。白板寫三超能力。台詞：「聲音其實是會跳舞的空氣！」
🧒 學員：手貼喉嚨/桌面感受震動，猜「感測器會把聲音變成什麼？」（引導到 0 跟 1）。
💻 AI／螢幕：無（純體感暖身）。
✅ 評量／巡檢：助教確認全班專注、沒人還在玩材料；趁機掃一眼各席 OLED 是否仍亮。
09:35–10:05
今日感測器單站①：聲音 KY-038 調靈敏度
👩🏫 講師：帶接 KY-038 S→D2，看板上 LED 對拍手閃。教調靈敏度小螺絲：「轉一點點，調到拍手會反應、講話小聲不反應，這叫剛剛好。」
🧒 學員：接 KY-038、對它拍手/講話，自己用小起子微調電位器到「拍手亮、講話不亮」。
💻 AI／螢幕：序列埠監看視窗看「拍手=1、安靜=0」數字跳動。
✅ 評量／巡檢：助教逐席：S 是否接 D2、靈敏度是否被轉到底（全亮或全不亮都要回調）。
10:05–10:30
今日感測器單站②：超聲波量距離＋繼電器喀喀
👩🏫 講師：帶接 HC-SR04 四腳（VCC/Trig→D9/Echo→D10/GND），距離印 OLED；手掌前後移看 40→5 公分。再接繼電器每 2 秒 ON/OFF，聽「喀喀」。喊安全紅線：「繼電器今天只接小燈跟蜂鳴器，家裡插座的電絕對不准碰！」
🧒 學員：接超聲波看 OLED 距離數字、手掌靠近遠離；接繼電器聽喀喀看紅燈亮滅。
💻 AI／螢幕：OLED 顯示即時距離（公分）。
✅ 評量／巡檢：★助教重點檢查 Trig/Echo 有沒有接反（接反量到 0 或亂跳）、4 腳是否漏接一隻；繼電器輸出端只掛小 LED。
10:30–10:45
休息
👩🏫 講師：請大家喝水、上廁所、甩甩手；助教趁空檔把待會組合作品要用的紅黃綠 LED 補到每席。
🧒 學員：休息、活動筋骨。
💻 AI／螢幕：投影機切回雷達待機動畫。
✅ 評量／巡檢：助教補料、把接不順的席位先排查（趁學員離席）。
10:45–11:25
組合作品①：拍手控燈魔法開關（AI 生碼）
👩🏫 講師：帶大家對 AI 助手講需求：「聲音腳 2、繼電器腳 8，拍一下切換一次，要等 0.3 秒。」生碼後逐行讀中文註解，特別講「0.3 秒防抖＝避免一次拍手被當很多次」。
🧒 學員：用 AI 生出拍手控燈程式並上傳，拍一下開、再拍一下關；自己試「拍兩下才開」變化。
💻 AI／螢幕：AI 助手生碼（每行中文註解）；斷網就開離線範例 .ino 微調腳位。
✅ 評量／巡檢：助教看每席拍手能穩定切換（不會一拍就閃好幾下＝防抖有效）；驗證繼電器只接小燈。
11:25–12:00
組合作品①延伸＋整理：拍三下睡覺模式
👩🏫 講師：鼓勵快手挑戰「拍三下進睡覺模式（全暗）」，慢的助教陪做完基本款。台詞：「你已經會用聲音指揮機器了，超人第一個技能 GET！」
🧒 學員：加裝飾、改拍手次數規則；在 OLED 打自己名字當作品標籤。
💻 AI／螢幕：AI 改寫進階版（拍 N 下對應不同模式）。
✅ 評量／巡檢：助教巡檢每席都至少完成拍手控燈基本款（人人有成品再午餐）；幫沒完成的補。
12:00–13:00
午餐＋自由探索
👩🏫 講師：陪餐、聊「家裡哪裡最吵」鋪陳下午噪音地圖遊戲；維持桌面整潔不讓食物碰電路。
🧒 學員：用餐、休息，想玩的可繼續拍手控燈。
💻 AI／螢幕：投影機暫關或放音樂。
✅ 評量／巡檢：助教確認電路斷電（吃飯時拔 USB）、桌面無水無食物碰麵包板。
13:00–13:45
組合作品②：我的倒車雷達（超聲波＋蜂鳴器＋LED 距離條）
👩🏫 講師：帶做倒車雷達：距離越近嗶越快、亮越多顆 LED，貼 5 公分內「嗶——」長叫。連結蝙蝠回音定位：「你做的就是蝙蝠的耳朵！」
🧒 學員：接紅黃綠 LED 排成距離條，用 AI 生碼做倒車雷達，用紙箱當牆測試遠近反應。
💻 AI／螢幕：AI 生碼（超聲波 Trig→D9/Echo→D10 對齊接腳表）；可邊測邊改門檻數字。
✅ 評量／巡檢：助教看距離條燈數與嗶聲頻率是否隨距離變化；超聲波讀數穩不穩（亂跳查 Trig/Echo 或共地）。
13:45–14:30
家中科學遊戲＋p5.js 雷達螢幕互動
👩🏫 講師：帶「蝙蝠回音偵測賽」：矇眼只看超聲波數字找牆/人。把超聲波接電腦投影 p5.js 雷達掃描儀，全班一起看自己的距離變成綠色聲納掃描線。
🧒 學員：玩矇眼測距賽；上台用手在超聲波前移動，看螢幕雷達光點跟著變大變紅、「叮」一聲。
💻 AI／螢幕：p5.js「超音波雷達掃描儀」+ WebSerial：距離→旋轉綠雷達線，越近光點越大越紅，拍手閃漣漪。
✅ 評量／巡檢：助教確認 WebSerial 連得上、投影順；每人都上台互動過一次。
14:30–14:45
休息
👩🏫 講師：喝水、伸展；預告下一段要挑戰「不碰任何東西就能彈琴」的隔空特雷門琴。
🧒 學員：休息。
💻 AI／螢幕：投影切雷達待機。
✅ 評量／巡檢：助教把心跳感測器準備到桌間（加分關待用）、把隔空樂器要用的感測器座架好。
14:45–15:45
自由創作③：隔空特雷門琴（挑戰）＋心跳加分關
👩🏫 講師：帶挑戰款：手在超聲波上方移動，距離→音高，不碰東西彈《小星星》。快手可加 OLED 顯示 Do Re Mi。介紹心跳感測器：手指輕貼別壓，安靜先量一次。
🧒 學員：做隔空樂器、調音高對應距離；想做心跳的接 A0，手指輕貼看序列埠波形跳動，先記安靜時數字。
💻 AI／螢幕：AI 生碼把距離 map 成音高；心跳走 A0 類比看波形。
✅ 評量／巡檢：助教提醒心跳「輕貼別壓」；隔空樂器音高有沒有隨手高低變化；自由創作每人都有一個自選方向。
15:45–16:15
運動前後心跳對比＋排練 Demo
👩🏫 講師：帶全班開合跳 30 秒，再量心跳，OLED/序列埠顯示「運動前 vs 運動後」。連結：「心臟是幫浦，運動要更多氧氣所以跳更快。」帶大家練 Demo 三動作。
🧒 學員：開合跳 30 秒→再量心跳比數字；排練待會要秀的拍手控燈/倒車雷達/隔空樂器。
💻 AI／螢幕：OLED 顯示運動前後兩個心跳數字。
✅ 評量／巡檢：助教確保每席至少有一個能穩定 Demo 的作品；接不出來的換備用整合套件保住上台。
16:15–16:45
mini Demo＋護照蓋章＋拍成果影片
👩🏫 講師：主持闖關：每人台前完成「拍手讓燈亮一次＋倒車雷達嗶到長音＋隔空彈 3 個不同音高」，過關蓋「聲控雷達特務」章；心跳加分另蓋星章。壓軸全班合奏《小星星》配雷達投影。
🧒 學員：上台 Demo 三動作、過關蓋章；一起合奏隔空樂器當壓軸。
💻 AI／螢幕：p5.js 雷達掃描儀全程投影當背景；拍手時雷達閃漣漪。
✅ 評量／巡檢：★家長拍片重點段：每人拍手控燈「啪一聲燈亮」5 秒短片；通過標準見 passport_criteria。
16:45–17:00
收拾＋預告下週＋家長接送 mini 展示
👩🏫 講師：預告第 8 堂 Demo Day：「下週你的發明會看時間、會寫日記，還要表演給爸媽看！」帶收線（先拔 USB 再拆）、感測器清點入盒。
🧒 學員：先拔 USB 斷電→拆線→把 KY-038/HC-SR04/繼電器/OLED/起子歸位清點。
💻 AI／螢幕：投影放今日成果影片精華 loop 給來接的家長看。
✅ 評量／巡檢：助教清點材料（尤其心跳感測器、起子、HC-SR04 數量）、繼電器無一接到插座、桌面復原。
🤖 AI 生碼示範 prompt
拍手控燈魔法開關我要做拍手控燈。聲音感測器訊號腳接在 2 號腳，繼電器接在 8 號腳。每次拍一次手就把繼電器切換一次（亮變暗、暗變亮），而且要等 0.3 秒，不要一次拍手被當成很多次。請幫我寫 Arduino 程式，每一行加上中文說明，並提醒繼電器只能接小 LED 或蜂鳴器、不可以接家裡插座。
我的倒車雷達我有一個超聲波 HC-SR04，Trig 接在 9 號腳、Echo 接在 10 號腳，還有一個蜂鳴器接在 8 號腳，紅黃綠三顆 LED。請幫我寫程式：距離越近蜂鳴器嗶得越快、亮越多顆 LED，距離 5 公分以內就發出長長的『嗶——』，OLED（A4/A5）顯示現在幾公分。每行加中文註解。
隔空特雷門琴我有一個超聲波 HC-SR04（Trig 接 9、Echo 接 10）和一個會唱歌的蜂鳴器接在 8 號腳。請幫我寫程式：手在超聲波上方越靠近音越高、越遠音越低，不用碰到任何東西就能彈出聲音，OLED（A4/A5）顯示現在的音名 Do Re Mi。每行加中文註解。
🔌 接線重點與安全
- 超聲波 HC-SR04 是 4 腳例外：VCC→5V、Trig→D9、Echo→D10、GND→GND，四條都要接，最常見錯是只接三條漏一隻
- ★Trig 與 Echo 不可接反：接反會量到 0 或數字亂跳，OLED 距離不動就先查這裡
- 繼電器安全鐵則：輸出端只接小 LED/蜂鳴器，嚴禁接 110V 家用插座、延長線，開場與收電前各宣導一次
- 聲音 KY-038 走數位 S→D2，板上小螺絲是靈敏度電位器，一開始就要調到「拍手反應、講話不反應」，別轉到底
- 看字母不看顏色：VCC/GND 插反模組會發燙，助教巡檯摸溫度，一燙立刻拔 USB
- 心跳感測器走類比 A0，手指輕貼別用力壓（壓住量不到波形），共用前先消毒
- OLED 走 I2C（SDA→A4、SCL→A5、0x3C），麵包板所有模組共地，數值亂跳第一嫌疑是某條 GND 沒回同一軌
- 改線一律「先拔 USB 斷電→接線→助教檢查→才插電」，不熱插拔
👧 分齡差異化
3–4 年級3-4 年級鎖定「拍手控燈」與「倒車雷達」兩個人人可成的作品：助教先把 KY-038 靈敏度粗調好、OLED 與超聲波先接到會動，學員只要對 AI 講需求、上傳、看反應。防抖、距離門檻的數字由助教陪改，重點在體驗「我拍手→燈亮」「手靠近→嗶更快」的因果，並能用嘴巴說出蝙蝠回音的比喻。接不出來立刻換備用整合套件保住成就感。
5–6 年級5-6 年級挑戰「隔空特雷門琴」彈出《小星星》、把距離精準 map 成不同音高並用 OLED 顯示 Do Re Mi；再加碼拍二下/拍三下對應不同模式（睡覺模式全暗）。最高階做心跳加分關：A0 讀波形、做運動前後對比，並嘗試把超聲波距離同時送 p5.js 雷達投影，理解類比波形與數位開關的差別。
📸 家長展示（拍片重點）
拍手控燈現場秀最適合拍片：讓每個孩子站在投影前「啪」一聲拍手，繼電器喀一響、燈應聲亮——5 秒短影片最易在家長群組瘋傳。拍法：先特寫孩子的手與燈在同一畫面，喊「3-2-1 拍！」捕捉「拍手瞬間燈亮」的因果同框；再拉遠拍背後 p5.js 雷達掃描投影當科技感背景。壓軸全班用隔空特雷門琴合奏《小星星》配旋轉雷達掃描，剪一支班級合奏版發全體家長。每人另收一支個人化拍手控燈短片（一人一支＝高轉介率）。
🏠 回家科學遊戲
- 蝙蝠回音偵測賽：矇眼只看超聲波距離數字，去偵測哪個方向有牆/人/椅子，誰先找到躲起來的隊友贏。科學概念：回聲定位，蝙蝠和海豚就是靠聲音反彈回來的時間算距離。
- 家裡哪裡最吵大調查：帶聲音感測器（或手機分貝 App）在家跑一圈——冰箱、沖水、電視、關門、安靜房間，記下哪裡最常亮燈，畫一張「噪音地圖」。科學概念：聲音是空氣的振動、有大小（分貝），太吵會傷耳朵。
- 運動前後心跳大比拼：先安靜量一次脈搏，開合跳 30 秒後再量，全家做成長條圖比一比。科學概念：心臟是幫浦，運動時身體需要更多氧氣，所以心跳會變快。
🎫 闖關護照通過標準
第 7 關「聲控雷達特務」三動作全做到才蓋章：①聲控——拍手讓燈亮（或關）至少一次，且不會一拍就閃好幾下（防抖有效）；②測距——倒車雷達能隨手掌靠近把蜂鳴器嗶到 5 公分內的長音；③樂器——用隔空特雷門琴彈出 3 個明顯不同的音高。隱藏加分關：用心跳感測器量出「運動前」與「運動後」兩個不同的數字，達成另蓋星章。能口頭說出「繼電器只能接小燈、不能接插座」者，助教額外肯定。
🆘 常見卡關 → 排解
超聲波 OLED 距離一直顯示 0 或亂跳 → 九成是 Trig/Echo 接反或漏接一隻腳——對照接線小卡確認 Trig→D9、Echo→D10、VCC/GND 都接上；仍亂跳就查 GND 是否與其他模組共回同一條軌。
拍手控燈一拍手燈就閃好幾下、開開關關 → 防抖時間不夠或沒寫進去。請 AI 把間隔從 0.3 秒拉到 0.4–0.5 秒，並確認程式裡有記住上一次觸發時間；同時把 KY-038 靈敏度稍微調低一點，避免拍一下被聽成連續好幾聲。
KY-038 對講話、走動都狂閃，或完全沒反應 → 靈敏度電位器被轉到極端。用小起子慢慢回轉，邊轉邊拍手測，調到「拍手會亮、小聲講話不亮」的剛剛好位置；若整片不亮先查 S 是否真的接在 D2、VCC/GND 沒接反（接反會發燙，立刻拔電）。
繼電器有喀喀聲但燈不亮 / 模組發燙 → 喀喀代表訊號 OK，燈不亮多半是輸出端 LED 接法/極性問題，換顆 LED 或調方向；若模組發燙是 VCC/GND 接反，立刻拔 USB 重接。再次提醒輸出只接小 LED/蜂鳴器，嚴禁接插座。
隔空特雷門琴音高不會隨手變化 / 心跳量不到波形 → 樂器款先確認超聲波讀數本身會動（先跑倒車雷達驗證距離正常），再請 AI 把距離 map 到音高範圍；心跳量不到多半是手指壓太用力或沒貼好，改成「輕輕貼住不動」，並確認接在類比腳 A0 不是數位腳。
夏令營 STEAM 體驗課