🎯 學習目標
- 學員能獨立接好 DS1302 三線時鐘（CLK→D7、DAT→D6、RST→D5）並用 AI 生碼把現在時間設進去，讓 OLED 每秒正確跳動。
- 學員能說出「拔電後時間還是對的」是因為背後有 CR2032 鈕扣電池在持續數時間，並當場示範斷電重插驗證。
- 學員能接好 SD 卡模塊（CS→D10、MOSI/MISO/SCK 固定 D11/12/13）並把資料寫進卡片，拔卡到電腦打開看到自己 Arduino 寫的字。
- 學員能結合時鐘＋SD 卡＋一個自選感測器，做出「每隔幾秒自動記錄時間＋感測值」的資料記錄器（data logger），並在 OLED 顯示最新一筆。
- 學員能在紙上畫出「我的發明說明卡」（用哪些感測器、做什麼、給誰用），並上台 30 秒講完「我的發明＋給誰用」。
- 學員能指出第 8 堂哪些腳位被時鐘／SD 卡／OLED 佔用（D5–7、D10–13、A4/A5），並把自選感測器接到安全可用腳位避開衝突。
🧰 材料清單
每席
- Arduino Uno R3 開發板 ×1（已選好 COM port 的對應筆電）
- USB-B 傳輸線 ×1
- 麵包板（830 孔）×1
- DS1302 時鐘模塊 ×1（已卡好 CR2032 鈕扣電池、正極朝上）
- CR2032 鈕扣電池 ×1（裝在 DS1302 上，另備 1 顆備品）
- Micro SD 卡模塊（5V 自帶降壓 IC）×1
- Micro SD 卡 ≤32GB、已 FAT32 格式化 ×1
- I2C OLED 0.96" 0x3C ×1
- 杜邦線公對母／公對公各約 20 條
- 自選感測器白名單（每席任選 1–2）：光敏 KY-018、DHT11、有源蜂鳴器 KY-012、繼電器 1 路、按鍵 KY-004、LED 數顆
- 闖關護照本（封面已印學員名字，含前 7 枚徽章欄＋第 8 頁金印欄）
- 「我的發明說明卡」空白學習單 ×1＋彩色筆
共用 / 講師示範
- 講師示範台：投影筆電（Chrome/Edge 開 p5.js「我的發明資料牆」模板）＋投影機／大螢幕
- WebSerial 連接示範用 Arduino ×1（接 DS1302＋SD＋光敏，當資料牆 demo source）
- 讀卡機／USB 轉接 ×2（Demo Day 抽 SD 卡投影 CSV 用）
- 站內 AI 程式助手副本（已開、額度確認足）＋本機 Ollama 降級路徑
- 離線範例碼包 範例碼包/ 第 8 堂 .ino（時鐘設定／SD 寫檔／data logger／鬧鐘 四支）
- 備用整合套件 ×2–3 套（課前已測好、接好的時鐘＋SD＋OLED），誰接不出來先換保住上台機會
- 哭比熊小發明家金色大印章＋印泥
- 拍片用手機／腳架（每人個人化短影片）
- 家長座位區＋每席桌牌（孩子名字＋發明名稱）
🧑🔧 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；提醒三模塊一起吃電，5V/GND 各拉一條到正負軌再分接，GND 務必共地。
- 每席 OLED 4 線先接好驗證會亮（VCC→5V、GND→GND、SDA→A4、SCL→A5、位址 0x3C）。
- 每片 Micro SD 卡先用電腦 FAT32 格式化、容量 ≤32GB，確認可讀寫後插回模塊。
- 每個 DS1302 先卡好 CR2032 鈕扣電池（正極朝上），用備用套件確認時鐘會走、斷電重插時間不歸零。
- 白板寫上「第 8 堂安全可用腳位」：自選感測器只能用 A0/A1/A2/A3 或 D2/D3/D4，避開 D5–7（時鐘）、D10–13（SD）、A4/A5（OLED）。
- 白板寫「DS1302 顏色約定：CLK 黃、DAT 綠、RST 藍」避免接反。
- 每台筆電本堂離線 .ino 範例碼就位、AI 助手副本開得起來＋額度足、本機 Ollama 備援可啟動。
- p5.js「我的發明資料牆」模板用 Chrome/Edge 開得起來、WebSerial 能連、投影機測通。
- 備好 2–3 套課前測好的備用整合套件；準備讀卡機 ×2 給 Demo 抽卡投影用。
- 發本堂接線小卡（DS1302 三線圖示＋SD 卡 SPI 腳位圖示）。
⏰ 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：哭比熊開場：「今天是畢業典禮！你們要做出『會看時間、會寫日記』的發明，下午爸媽會來看你上台！」翻開護照數已集的 7 枚章，宣布今天集第 8 枚金印就畢業。
🧒 學員：報到、坐定、翻護照確認前 7 章、聽今天大關卡（時鐘章／記錄章／發表章三章換金印）。
💻 AI／螢幕：投影 p5.js 待機畫面＋畢業典禮標題
✅ 評量／巡檢：助教核對每席設備到齊（板/線/OLED 已亮/SD/DS1302）、護照在手
09:20–09:45
時鐘活過來（DS1302 單站體驗）
👩🏫 講師：帶接 DS1302：「三條線，黃 CLK 接 D7、綠 DAT 接 D6、藍 RST 接 D5，別接反！」用 AI 生碼把現在時間設進去，講「這是三線序列，不是 I2C」。
🧒 學員：照接線小卡接 DS1302 三線＋VCC/GND，用 AI 生碼設定時間，看 OLED 每秒跳「現在幾點幾分幾秒」。
💻 AI／螢幕：AI 生碼：設定 DS1302 現在時間並每秒顯示於 OLED
✅ 評量／巡檢：助教逐席查 CLK/DAT 沒接反（接反＝時間亂碼）、CR2032 已卡好、OLED 秒數有在跳
09:45–10:05
斷電不忘記！魔術驗證
👩🏫 講師：喊「全班一起拔 USB！」停 3 秒「再插回去！」帶大家看 OLED 時間還是對的：「因為這顆鈕扣電池在偷偷數時間，這就是你家電腦關機也記得時間的祕密！」
🧒 學員：拔 USB→等待→插回，觀察 OLED 時間仍正確、不歸零，互相驚呼，理解 RTC＋備用電池概念。
💻 AI／螢幕：（無，實體驗證為主）
✅ 評量／巡檢：每席斷電重插後時間仍準＝拿下護照「時鐘印章(A)」第一條件
10:05–10:30
寫一行日記（SD 卡單站體驗）
👩🏫 講師：帶接 SD 卡：「CS 接 D10，其它三條 MOSI/MISO/SCK 是固定的 D11/12/13，記得卡片要 FAT32！」AI 生碼開機就在卡裡寫 hello.txt。
🧒 學員：接好 SD 卡模塊，AI 生碼讓 Arduino 開機寫一行字到卡裡，準備等下拔卡到電腦看。
💻 AI／螢幕：AI 生碼：開機在 SD 卡寫入 hello.txt
✅ 評量／巡檢：助教查 CS=D10、卡已 FAT32；序列埠顯示寫入成功（沒成功多半 GND 沒共地或卡沒格式化）
10:30–10:45
休息
👩🏫 講師：提醒上廁所喝水；助教趁機把寫好的 SD 卡拿去讀卡機，準備下一段「打開看自己寫的字」。
🧒 學員：喝水休息、伸展。
✅ 評量／巡檢：助教巡檯摸模塊溫度，VCC/GND 接反會發燙立刻拔電
10:45–11:25
組合作品 1・打卡鐘記錄器（時鐘＋SD＋OLED）
👩🏫 講師：把 SD 卡插回電腦投影「你們剛剛 Arduino 寫的字！」全班哇一聲。接著帶「按一下按鈕，就把現在時間寫進 log.txt 一行，像打卡鐘」，按 5 下開檔數行數。
🧒 學員：接按鍵（避開保留腳，接 D2），AI 生碼做打卡鐘：每按一下寫一行帶時間的紀錄，OLED 顯示「已記錄第 N 筆」，按 5 下後拔卡確認檔案有 5 行、時間越來越晚。
💻 AI／螢幕：AI 生碼：按鈕觸發把當下時間寫進 SD log.txt＋OLED 計數
✅ 評量／巡檢：SD 卡內 log.txt 至少 5 行帶時間且遞增＝拿下護照「記錄印章(B)」條件
11:25–12:00
組合作品 2・自動資料記錄器 data logger（＋自選感測器）
👩🏫 講師：升級：「現在讓它自己記，不用按！每 10 秒自動寫『時間＋亮度』成 CSV，這就是真正的科學資料記錄器。」提醒自選腳位避開 D5–7/D10–13/A4-A5。
🧒 學員：加接光敏 KY-018（A0）或 DHT11（D2），AI 生碼每 10 秒自動寫「時間, 感測值」成 data.csv，OLED 顯示最新一筆。
💻 AI／螢幕：AI 生碼：DS1302 時間＋光敏/DHT11 值每 10 秒寫成 CSV，OLED 顯示最新一筆
✅ 評量／巡檢：助教查自選感測器沒佔到保留腳、CSV 有持續長行；資料牆模板能即時收到資料流
12:00–13:00
午餐＋自由探索
👩🏫 講師：陪餐、問每個孩子「下午想做哪個發明？午睡守護鈴？植物澆水記錄器？寫作業計時器？」幫先想主題。
🧒 學員：用餐、休息；可選看 p5.js 資料牆把上午的 CSV 重播，醞釀自己的發明點子。
💻 AI／螢幕：投影 p5.js 資料牆重播上午 CSV（暖場）
✅ 評量／巡檢：助教記下每位學員初步發明方向，午餐後好分桌支援
13:00–13:45
家中科學遊戲＋p5.js 螢幕互動
👩🏫 講師：講「我一天有多規律？生活打卡實驗」「冰箱門開幾秒會變暖」家中玩法，連到「真實時間＋重複記錄＝找規律就是科學」。示範把 SD 卡整天 CSV 一鍵倒進 p5.js 重播成發光曲線。
🧒 學員：用打卡鐘記錄器親手記幾筆生活事件，再看自己的資料在 p5.js「我的發明資料牆」上長成時間軸折線／星空軌跡。
💻 AI／螢幕：p5.js + WebSerial「我的發明資料牆」：即時資料流長成折線＋一鍵重播整天 CSV
✅ 評量／巡檢：每位學員都看過自己的資料上大螢幕，理解「資料可以回放看不見的事件」
13:45–14:30
做鬧鐘／定時器（時鐘觸發動作）
👩🏫 講師：「會看時間還能做什麼？讓它到某個時間自己動！」帶用時鐘判斷「到設定時間就讓蜂鳴器響三聲／繼電器啟動小檯燈」，提醒繼電器只接小 LED/蜂鳴器、禁接 110V。
🧒 學員：加蜂鳴器或繼電器，AI 生碼做「到設定時間就嗶三聲＋OLED 顯示起床囉」的準時鬧鐘守護鈴。
💻 AI／螢幕：AI 生碼：DS1302 到設定時間觸發蜂鳴器/繼電器＋OLED 提示
✅ 評量／巡檢：助教確認繼電器輸出端只接小 LED/蜂鳴器；到點能準確觸發
14:30–14:45
休息
👩🏫 講師：宣布「等一下開始做你自己的發明，做完要上台講給爸媽聽！」發「我的發明說明卡」學習單。
🧒 學員：喝水休息、領說明卡。
✅ 評量／巡檢：助教確認備用整合套件 2–3 套就位，預防有人卡關
14:45–15:50
自由創作・整合「我的發明」
👩🏫 講師：巡桌一對一：先讓孩子在說明卡畫「用哪些感測器、做什麼、給誰用」，再陪 AI 生碼組裝、上 OLED、寫進 SD 卡留證據。卡關者先換備用整合套件保住上台。
🧒 學員：在說明卡畫出發明構想→挑自選感測器→AI 生碼整合（時鐘＋SD＋感測器＋OLED/蜂鳴）→實際做出午睡守護鈴／植物澆水記錄器／寫作業計時器等個人作品。
💻 AI／螢幕：AI 生碼：依個人發明客製整合（腳位對齊接腳表白名單）
✅ 評量／巡檢：助教各包一桌；每人作品能跑＋SD 卡有存到真實資料；說明卡三欄填完
15:50–16:15
彩排 Demo 稿＋拍個人短片
👩🏫 講師：帶 30 秒上台句型：「我叫 OO，我的發明是 ___，它會 ___，因為我想幫 ___。」一人一句練過，並為每人拍個人化短影片。
🧒 學員：練講稿、彩排把 SD 卡紀錄當「科學證據」秀出來；輪流對鏡頭錄 30 秒個人短片。
💻 AI／螢幕：投影 p5.js 資料牆當每人彩排背景
✅ 評量／巡檢：每位學員都能完整講完 30 秒＝接近「發表印章(C)」；個人短片已錄
16:15–16:45
mini Demo Day＋護照蓋章＋拍成果片
👩🏫 講師：主持畢業典禮：①當爸媽面拔插電源證明「時間還準」②抽 SD 卡投影 CSV「今天記了 OO 筆真實資料」③p5.js 重播發光曲線當背景，孩子上台 30 秒，講完蓋「哭比熊小發明家」金印。
🧒 學員：輪流上台：演示斷電時間仍準→交 SD 卡投影自己的真實資料→講 30 秒發明，集滿 A/B/C 三章領護照最後一頁金色大印。
💻 AI／螢幕：p5.js 資料牆把學員整天 CSV 重播成發光星空軌跡（開場秀＋每人上台背景）
✅ 評量／巡檢：三章到齊蓋金印＝畢業；現場家長拍照、講師補拍上台領章瞬間
16:45–17:00
收拾＋畢業合照＋家長 mini 展示
👩🏫 講師：宣布全員畢業，謝謝家長與孩子 8 堂努力；提醒「回家可以教爸媽玩打卡鐘規律實驗」。組織全班舉護照大合照。
🧒 學員：拔卡前先斷電、收線收料、整理工位；舉護照拍畢業大合照，向家長展示自己的發明。
💻 AI／螢幕：投影畢業合照頁／資料牆定格
✅ 評量／巡檢：助教清點回收 SD 卡/DS1302/感測器入盒；確認每席斷電後才拔卡（別熱插拔寫壞檔）
🤖 AI 生碼示範 prompt
資料記錄器 data logger（時鐘＋SD＋光敏＋OLED）請幫我用 Arduino 寫程式：我接了一個 DS1302 時鐘（CLK→7、DAT→6、RST→5）和一個 SD 卡模塊（CS→10，MOSI→11、MISO→12、SCK→13），還有一個 I2C OLED（SDA→A4、SCL→A5、位址 0x3C），光敏電阻接在 A0。我想每 10 秒，把『現在時間』和『光敏測到的亮度』寫成一行存進 SD 卡的 data.csv，同時 OLED 顯示最新一筆。請告訴我要先裝哪些函式庫，還有怎麼第一次把時間設成正確的現在時間，每一行都加中文註解。
打卡鐘記錄器（時鐘＋SD＋按鈕＋OLED）我有一個 DS1302 時鐘（CLK→7、DAT→6、RST→5）、一個 SD 卡模塊（CS→10）、一個按鈕接在 D2（用 INPUT_PULLUP，按下是 LOW）、一個 I2C OLED（A4/A5、0x3C）。請幫我寫 Arduino 程式：每按一次按鈕，就把現在幾點幾分幾秒寫進 SD 卡的 log.txt 一行，OLED 顯示『已記錄第 N 筆』。每一行加中文註解。
準時鬧鐘守護鈴（時鐘＋蜂鳴器＋OLED）我有一個 DS1302 時鐘（CLK→7、DAT→6、RST→5）、一個有源蜂鳴器接在 D8、一個 I2C OLED（A4/A5、0x3C）。請幫我寫 Arduino 程式：當時鐘到我設定的時間（例如下午 3 點 00 分）就讓蜂鳴器嗶三聲、OLED 顯示『起床囉！』，其它時間 OLED 顯示現在幾點幾分幾秒。每一行加中文註解，並告訴我怎麼改設定的時間。
🔌 接線重點與安全
- DS1302＝3 線序列（不是 I2C）：VCC→5V、GND→GND、CLK→D7、DAT→D6、RST→D5；最易錯是 DAT/CLK 接反→時間亂碼，統一顏色約定『CLK 黃、DAT 綠、RST 藍』。
- DS1302 要先卡好 CR2032 鈕扣電池（正極朝上）才有『斷電仍記得時間』效果；沒裝電池斷電會歸零，魔術會失敗。
- SD 卡＝SPI 固定腳：MOSI→D11、MISO→D12、SCK→D13、CS→D10，CS 統一 D10（SD.begin(10)）；模塊自帶降壓 IC 接 5V，不要接 3.3V。
- Micro SD 卡課前必須 FAT32 格式化、容量 ≤32GB；沒格式化或太大會 SD.begin 失敗、寫不進去。
- 三模塊一起吃電：5V/GND 各拉一條到麵包板正負軌再分接，GND 一定共地——『時間亂跳／卡寫不進去』最常見就是某個 GND 沒接。
- OLED 走 I2C：SDA→A4、SCL→A5、位址 0x3C，與其它腳不衝突。
- 自選感測器限白名單且只能用 A0–A3 或 D2/D3/D4，務必避開 D5–7（時鐘）、D10–13（SD）、A4/A5（OLED），課前把安全可用腳位寫白板。
- 繼電器若用於鬧鐘：輸出端只接小 LED/蜂鳴器，嚴禁接 110V 家用插座／延長線。
- Demo Day 人多：拔卡前一定先斷電，別熱插拔 SD 卡（會寫壞檔）；改線一律先拔 USB。
👧 分齡差異化
3–4 年級3–4 年級做『打卡鐘記錄器』兩感測器版（DS1302＋SD＋按鈕＋OLED）即達標：能接好三線時鐘、按按鈕成功寫 5 行帶時間的紀錄、看到斷電時間仍準就過關。助教全程陪接線（顏色約定＋接線小卡逐腳對），AI 生碼直接用、不要求改腳位；說明卡可用畫圖代替文字；卡關立刻換備用整合套件保上台。
5–6 年級5–6 年級挑戰『自動資料記錄器 CSV＋定時觸發』：自選感測器自動每 10 秒寫『時間＋感測值』成 CSV、再加時鐘定時觸發鬧鐘/繼電器動作，並自己微調 AI 生碼的腳位與間隔秒數；進一步把整天 CSV 倒進 p5.js 重播、上台時用資料曲線當『科學證據』解說發現的規律（例如一天光照變化）。
📸 家長展示（拍片重點）
家長到場三連拍最適合錄片：①「斷電不忘記」魔術——當著爸媽面拔掉電源再插回，OLED 時間還是準的（鈕扣電池的功勞），全場驚呼，特寫孩子拔插那一刻＋家長表情；②抽 SD 卡投影 CSV——把孩子的卡插進讀卡機投影「我的發明今天從 9 點到 4 點記了 OO 筆真實資料」，把『學會了』變成看得見的證據；③大螢幕 p5.js 把整天 CSV 重播成發光星空軌跡當背景，孩子站旁邊講 30 秒「我的發明是什麼、幫誰解決問題」，講完上台領金印。拍法：每人剪一支個人化短影片（斷電魔術 10 秒＋上台 30 秒＋領章定格）發給該位家長，一人一支提高轉介。
🏠 回家科學遊戲
- 我家最亮的角落大調查：列家裡 5 個地點先猜哪裡最亮，再用光敏資料記錄器量，記『地點＋亮度＋時間』找全家光照冠軍——〔科學概念：光強度可量化，同一地點早中晚隨太陽改變，這就是『資料』〕。
- 冰箱門開幾秒會變暖：把 DHT11＋時鐘＋SD 卡放冰箱門口，每 5 秒記溫度，事後打開 CSV 找『溫度跳上來』那幾行對照時間——〔科學概念：熱傳遞，加了時間戳的資料可以『回放』看不見的事件〕。
- 我一天有多規律？生活打卡實驗：用打卡鐘記起床／吃飯／寫作業／睡覺，連記 3 天比較時間差，看看自己是『規律寶寶』還是『隨機俠』——〔科學概念：真實時間＋重複量測＝找規律，科學就是多次記錄再找出模式〕。
🎫 闖關護照通過標準
第八關・畢業大關「我的發明家」需集滿三章換金印：（A 時鐘印章）DS1302 時鐘在斷電重插後時間仍正確；（B 記錄印章）SD 卡成功存到至少 5 行帶時間的真實資料（打卡鐘 log.txt 或 data.csv）；（C 發表印章）上台 30 秒講完「我的發明＋給誰用」。三章到齊蓋上護照最後一頁的「哭比熊小發明家認證」金色大印＝結業。
🆘 常見卡關 → 排解
OLED 時間顯示亂碼或跳得不對 → 幾乎都是 DS1302 的 DAT/CLK 接反——照顏色約定 CLK 黃接 D7、DAT 綠接 D6 重接；確認 RST 藍接 D5、VCC/GND 沒反；仍亂跳查 GND 是否共地。
拔電重插後時間歸零（魔術失敗） → CR2032 鈕扣電池沒裝好或沒電——檢查電池正極朝上卡到位、換備品電池；裝好後重新用 AI 生碼設定一次現在時間再測斷電。
SD 卡寫不進去 / SD.begin 失敗 → 三大主因依序查：①卡沒 FAT32 或 >32GB→換課前格式化好的卡；②CS 沒接 D10 或 MOSI/MISO/SCK 接錯→對照 D10/11/12/13；③GND 沒共地→把模塊 GND 拉回 UNO 同一條 GND 軌。
自選感測器一加上去整個就不動 / 時鐘或卡片壞掉 → 通常是腳位撞到保留腳——自選感測器只能用 A0–A3 或 D2/D3/D4，檢查有沒有誤用 D5–7（時鐘）、D10–13（SD）、A4/A5（OLED），照白板安全腳位重接並改 AI 生碼。
孩子接線一直卡關、眼看趕不上 Demo → 先換課前測好的『備用整合套件』讓他能上台、保住成就感與護照三章；事後再回頭陪他補接線；別讓單一接線問題剝奪畢業發表機會。
夏令營 STEAM 體驗課