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繼前篇「MySQL資料庫存取」可以把溫濕度存放在自己的資料庫，這樣雖然非常好，可是考慮到不是每一個人都有辦法架設一台網路資料庫伺服器，所以我們來介紹一個目前物聯網最受歡迎的ThingSpeak資料庫，他是由大名鼎鼎的MATLAB公司所提供的免費空間，每一個註冊帳號可以免費取得4個頻道，頻道可以視為資料庫，每1個頻道可提供8個自訂欄位，最重要的是它提供非常直覺的圖表製作的功能，可以快速將資料轉換成圖表，且資料傳遞採用最簡單的http get，因此非常受到網友的推薦，算是網路入門的第一步。

除了儲存資料外，也有提供React及ThingHTTP，功能類似IFTTT可以進一步再串連其他服務，例如發現溫度過高就發送LINE通知，這都在本篇的文章中會介紹。

一、實驗目的

透過ESP32及DHT11取得環境溫濕度，將資料上傳至ThingSpeak並完成圖表設定，最後設定React，當溫度過高時，發送LINE通知給管理員，避免災害發生。

二、實驗過程

為了完成上述實驗，過程可分成以下幾個步驟，但有些屬於之前的課程就不再贅述，主要可分成以下幾個流程：
1.建立ThingSpeak帳號，並設定一個頻道
2.ESP32 透過DHT11取得溫濕度：
3.ESP32 WiFi連線及http get資料上傳：
4.圖表設定與頻道資料分享
5.設定LINE通知服務：
6.設定ThingSpeak React 及 ThingHTTP

三、實驗步驟

1.建立ThingSpeak帳號，並設定一個頻道

首先利用我們到ThingSpeak首頁： https://thingspeak.com/ ，ThingSpeak註冊過程比較特別，在建立帳號時並沒有密碼欄位，而是經過eMAIL確認後，才會要使用者輸入註冊欄位。這過程經常搞的大家摸不清頭緒，因此請大家依照以下流程進行註冊

1.1 註冊
進入ThingSpeak首頁後，點選右上角Sign Up功能，若您沒看到Sign Up，應該可能收到功能表內了。

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當我們從上一章學習如何利用ESP32所具備的WiFi上網能力，並到公開資訊網站上取得台灣各地PM2.5的數值，本章則要介紹如何讓ESP32成為一個小幫手，能幫我們監看倉庫的溫濕度，並在發生異常時發訊息通知我們，讓我們能立即處理異常，避免災害擴大，這樣是不是很方便呢？

而在台灣幾乎每個人都有手機，不管是Apple或是Android，也都會安裝Line通訊軟體來跟家人朋友聯繫，利用Line來打打字或是語音通訊都是免費的，而且還有可愛的貼圖可以用，所以發送Line訊息可以說是最方便即時的，不過ESP32要如何串接Line的訊息呢？ESP32又沒有手指是要如何打字呢？

Line有提供一個官方的網站工具，可以讓我們透過該網站傳遞參數，參數則包括訊息內容及權杖，權杖則是代表要傳遞的Line群組，當網站收到這些參數之後就會將訊息傳遞到指定的Line群組。也就是說，ESP32並不是直接把訊息傳到某個人手機的Line裡面，而是透過某個網站協助中間轉傳訊息，通常這類的網站就通稱為API(Application Programming Interface)，使用這些API工具我們就可以省去學習Line APP內複雜的通訊協定、機制、格式、架構…等等，只需要把資料傳給API，而API就會處理所有的通訊過程，讓我們省下很多程式開發的時間。

整理上面的內容，也就是說首先我們利用ESP32及DHT11監看現場的溫濕度（也可以再加上氣體偵測MQ2、水位感測…等），當發現異常時（例如溫度>40或濕度>85）就發送到Line的API網站，Line API收到我們的訊息之後，就會轉傳到指定的Line群組中，讓相關的管理人員收到訊息，然後立即處理。

要完成以上的任務，本章分成四個步驟
一、申請Line Notify權杖
二、手冊測試Line Notify
三、ESP32+DHT11接線
四、程式設計

一、申請Line Notify權杖

Line Notify的網站申請開通服務，首先在瀏覽器中輸入網址：https://notify-bot.line.me/，並點選右上角的登入。

Line帳號密碼後，按下方的登入

完成登入，點選右上角的登入帳號/個人頁面，即可進入「已連動服務」管理頁面

Line群組通訊的密碼，若無此密碼，我們的Line可能每天都會收到一堆廣告訊息。

稍後更新

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ESP內建的WiFi上網，我們就可以將收集到的資料存入雲端資料庫，方便立即查看即時狀況，而且有長期的資料後就可以進行後續分析與比較，也能在發生異常時發出Mail, Line等通知管理者，達到立即處理的功能，這樣才算真正發揮IoT裝置的功能。

本章要介紹如何將DHT11的溫濕度等資料上傳到自己建立的資料庫，若讀者沒有網路伺服器可以建立MySQL，則可跳過本章，直接閱讀下一章「ESP32 資料庫存取ThingSpeak圖表製作」，不需要自己建立資料庫，畢竟資料庫伺服器的管理維護問題之外，還有網路連線IP、DDNS、NAT、虛擬伺服器、連接埠轉送等網路相關的知識，再加上SQL資料庫的維護與語法也是一個很大的議題。不過自己建立資料庫的好處則是資料儲存、使用、及後續管理與查詢都是由自己掌控，相對更加自由，這也是很多進階玩家選擇這樣作法的原因。

另外要說明的則是本篇介紹的方法是讓ESP32與MySQL直接建立連接，而不是更正式的三層式(Three Tier)作法，也就是讓ESP32透過HTTP Post或Get傳資料到AP Server，而AP Server再存入資料庫中的間接連線方式。

為了快速讓讀者能完成練習，本章分成以下幾個部份說明

一、環境設定：安裝MySQL及workbench

二、線路佈置：連接ESP32及DHT11

三、程式開發：在Arduino IDE中撰寫程式

一、環境設定

本章使用MySQL最大的好處是，他是免費的，執行效能也不差，另外就是workbench，這是懶人的福音，如果你跟我一樣，對cmd界面不熟悉，你一定要安裝workbench，他提供你完整的MySQL圖形界面操作模式，真心推薦。

1.安裝MySQL伺服器，安裝方式網路非常多介紹，請自行google，或參考這篇： https://jerrynest.io/windows-mysql-installer/ ，下載的網址： https://dev.mysql.com/downloads/installer/ ，題外話，如果你想用cluster版，可參考本人本篇文章： http://youyouyou.pixnet.net/blog/post/119326123

2.安裝workbench，下載網址： https://www.mysql.com/products/workbench/ 

3.將workbench連線到mysql資料庫

workbench安裝完畢後，我們就可以透過workbench進入資料庫，以進行設定，包括建立新的資料庫欄位以及開放讓IoT可連入更新資料，讓Arduino可以WiFi遠端更新資料庫，

3.1 Workbench連線

一般Workbench安裝完畢都會建立一個連線是直接連線到本機端MySQL，名稱是127.0.0.1直接打開即可。

3.2 建立新資料庫

點選左上方的Create new schema圖示，以建立資料庫，將存放DHT11傳入的溫濕度資料。

各位好

由於環保署已經停用AQI 1.0的網址，AQI 2.0的網址則需要申請API KEY，相關流程請參考本人所撰寫的新文章

https://www.nmking.io/index.php/2022/11/21/612/

本章介紹如何使用ESP32內建的WiFi模組連上網路，並上網抓取即時空氣品質PM2.5資料顯示在1602LCD上，ESP32使用網路模組非常簡單，利用WiFi函式庫連上網路，並用HTTPClient模擬一個瀏覽器，就可以上網抓取網頁資料，不過為了讓讀者了解ESP32 WiFi的運作原理，我們會先從WiFiscan這個範例開始上，WiFiscan就是掃描網路的意思，就像我們手機開啟WiFi功能時，會先列表附近掃描到的網路名稱及訊號強度，WiFiscan就是這樣的功能，我們掃描到網路之後，再來選擇要使用哪個網路上網，以下為本章大綱。

1.WiFiscan網路掃描
2.HTTPClient抓取PM2.5資訊
3.JSON資料解析
4.1602LCD顯示資訊

一、WiFiscan網路掃描

在ESP32中使用無線網路要使用到WiFi.h函式庫內的WiFi物件，另外ESP32啟動WiFi之後，可以選擇四種模式WiFi.mode，列表如下。

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 超音波與蜂鳴器：倒車雷達

現在的汽車大部分都有配備倒車雷達，就是倒車時，會依據車子與障礙物之間的距離發出不同頻率的嗶嗶聲，用來指引駕駛避免撞到別人的車子，而這套倒車雷達我們也可以使用ESP32來實做。本章分成兩個部份，第一節我們先來了解超音波測距的原理，第二節再實做蜂鳴器與倒車雷達。

 超音波距離感測

爬山時，如果我們對著遠處的山頭大喊「你好」，過了幾秒就會聽到有人也對你喊著「你好」，筆者小時候一直以為是對面的登山客跟你在打招呼，後來才知道這叫做回音。

圖 回音的原理

那麼回音與超音波距離感測器有什麼關係呢？

所謂的回音就是聲音傳遞路徑上有障礙物時，聲音就會反彈到原來發出聲音的人，而聲音在空氣中傳遞的速度約340公尺/秒，因此若我們計算發出(trigger)時間與聽到回音(echo)的時間差，就可以大致推算出發聲者與障礙物之間的距離了，我們可以將公式表示為：

距離(m)=（時間(s) x 340） / 2

數字340是音速，而要除2則是因為聲音去一次、回一次，一共跑了兩次所以要除2，而這也就是後來在二次大戰中廣泛使用的雷達的原理，不同的地方是雷達用的是電磁波，而我們在本次實驗用是超音波（Ultrasound）模組，所謂的「超」音波是指「超出人類可以聽到的聲音頻率」，一般人類的耳朵可以聽到的聲音頻率是在16Hz~20KHz之間，而超音波測距模組則設計使用20KHz以上的頻率，目的是不要在測距時發出惱人的噪音，也因為這樣這個測量距離的模組就稱為超音波測距模組，市面上常見的型號是HC-SR04如下圖。

圖 HC-SR04超音波模組

超音波感測器有兩個大大的「眼睛」，很多機器人或小車結構都會利用這個感測器做避障功能，不過其實與其說是眼睛，不如說是「耳朵」，左下角標示的「T」是TX的意思，代表左邊的孔負責傳送(Transport)超音波，而右下角標示「R」是RX代表右側的耳朵負責接收（Receive）超音波回音，也就是左側是嘴巴負責發出聲音，而右側是耳朵負責聽回音，兩者缺一不可。

下方四個腳位則依序為VCC、Trig、Echo、GND，其中Trig代表嘴巴，決定何時發出聲音，Echo則代表耳朵，用來計算聽到回音的時間，再透過公式就可以計算距離了，而VCC與GND則與以往相同，接在5V及GND腳位，這裡說明一下目前超音波有多個版本，有少數版本僅能使用5V，而大多數是5V、3.3V都可用，因此個人建議接在5V的位置。

另外一個要注意的地方是超音波感測器可量測的範圍約在2cm~500cm之間，低於2cm則無法感測，超過500cm則會相當不準確，還有就是如果現場有多個超音波感測器同時作用，則會造成聲波之間的互相干擾，因此不要讓多個超音波同時進行測距。

本節我們就使用超音波感測器來製作倒車雷達，也就是說，利用超音波測量距離，並利用蜂鳴器發出聲音來指引駕駛，讓駕駛知道車子與障礙物之間的距離。不過我們先分別測試超音波與蜂鳴器是否正常，然後再將功能合併。

一、超音波測量距離

本部份我們先展示如何使用超音波模組進行距離測量，接線部份請參考圖

超音波距離測量

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溫濕度感測是物聯網實驗重要的一環，收集大量的資料可以了解溫濕度數值對環境的影響，例如偵測倉庫的溫濕度，可以避免商品受潮而故障或腐敗，監控教室的溫濕度也可以避免太熱影響到學生的學習效率，而本章將會以DHT11感測器來感測環境溫濕度，並利用1602LCD顯示數值。
一、溫濕度感測(DHT11)
在Arduino中有許多感測溫度的感測器，例如DHT系列（11或22）、DS18B20、LM35等，其中LM35及DS18B20為三極體外型，DHT系列則分成藍色DHT11及白色DHT22，其規格比較表如下，LM35與DS18B20在感測上效果差不多，可以精確到小數點以下兩位，市售DS18B20常包覆不鏽鋼，可以用於偵測一些極端環境，例如測量水族箱溫度，或者化學溶液中。本書則是以DHT11為範例，可同時測量溫度及濕度變化。

DHT11的外觀如下圖，由左到右依序為訊號(s)、VCC(+)及GND(-)及三個腳位，其中VCC因為位置不夠因此沒標明，特別要說明的是DHT11與其他感測器比較起來較為脆弱，若VCC、GND接反了很快就會燒毀，因此在接線上必須特別注意，以免發生危險。
 

DHT11感測器
DHT系列規格上雖然標明為數位傳輸，但是非digitalRead這麼簡單，而是一連串的訊號交換及解譯才能獲得數值，為了減少這個複雜的過程，我們可以安裝simpleDHT.h程式庫，只要呼叫一行指令就可以直接取得感測器數值。

DHT 資料時序圖

安裝simpleDHT程式庫
接下來我們將DHT11與ESP32連接起來，其腳位圖如下，除了GND及VCC之外，將DHT11的訊號(S)連接到ESP32的GPIO4，不過若要將DHT11接在GPIO12或GPIO2時，則須等程式上傳完畢後，再將DHT11接上，否則可能會遇到Time out的錯誤訊息。
 

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本篇是前篇(第六篇 ESP32類比讀取(analogRead)：小夜燈)的另一種應用，主要談的是mq系列的氣體感測器，相同的是使用類比讀取，只是這顆感測器其實用途不大，做簡易實驗可，但是要做精確的研究，建議換商用的感測器，mq這系列的，坑太大了。

mq系列有一個龐大的家族，在台灣市面上常見的大概是mq2, mq9, mq135這幾個，根據原廠提供的規格表（下圖），每一顆都有其主要感測的氣體，如果你有特定需要感測的目標，則依照下表去購買。

一般為了授課方便，我會拿容易取得的消毒用酒精進行測試，畢竟上課時間你不可能搬一個瓦斯筒來測試，所以我會選擇mq2, mq135, mq3這幾個，而mq2是最常見的。讀者若需要mq系列更詳細的細節，可參考原廠網站： https://playground.arduino.cc/Main/MQGasSensors/。

一、實驗目的

本次實驗要學習利用氣體感測器感測是否有有害氣體洩漏，本處以容易取得的酒精取代瓦斯，並以燈號顯示環境的嚴重程度，當然後續講到網路及藍芽時，就可以透過網路發布LINE訊息給管理員進行緊急處置，請讀者持續關注。
1.感測有害氣體洩漏嚴重：紅燈
2.感測有害氣體洩漏徵兆：黃燈
3.感測環境氣體狀況正常：綠燈

二、材料準備

1.ESP32主板+麵包板
2.紅、黃、綠LED燈各1
3.杜邦線若干
4.酒精棉片若干：用來模擬瓦斯外洩
5.mq2氣體感應器：mq2外型如下圖，外型有點像麥克風，四跟腳位與上一篇的光敏電阻完全一樣，AO=類比輸出、DO＝數位輸出，而在外罩內部是二氧化錫線，其工作原理是當空氣中有可燃氣體時，則會改變線的導電率，藉由變化來提供濃度「數值」的參考。

▲mq2的外觀

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類比讀取(analogRead)是Arduino非常重要的課程，因為大部分的感測器都是提供類比腳位AO，以類比方式感測可以提供更多的數據來收集或比較，精度更高的數值可以提供使用者在程式設計上更多的選擇，ESP32可以將類比數值切成0～4095之間的範圍，例如等等要介紹利用光敏電阻所實驗的小夜燈，就可以選擇環境很亮時（數值0~500）燈號全關，普通亮時（500~1000）開一顆燈，普通暗時（1000～2000）開兩顆燈，非常暗時燈號全開，不像數位讀取(digitalRead)只有0、1兩種數值，不能了解更細部的資訊。

一、實驗目的

利用光敏電阻感測現場亮度數值，0代表亮度最大，4095代表亮度最小，並依據亮度明暗開啟不同數量的LED作為補光。

1. 環境很亮時（0~500）燈號全關
2. 普通亮時（500~1000）開一顆燈
3. 普通暗時（1000～2000）開兩顆燈
4. 非常暗時（2000以上）燈號全開

這些500、1000、2000的門檻值，請使用者依據現場環境進行調整。

二、材料準備

1. ESP32主板+麵包板
2. 顏色不拘 LED燈x3，不同顏色功能相同在此測試僅作為照明用
3. 各式杜邦線若干
4. 四針式光敏電阻：特別說明4pin式光敏電阻(如圖)，這種光敏電阻不須再加上1K電阻，教學上較為方便。若用在數位讀取時，可透過設定數位觸發敏感度來調整出發門檻值。
   而接線的AO(AnalogOut)代表類比輸出，相對Arduino來說就是把AO接到要類比讀取的腳位，而DO(DigitalOut)則是數位輸出，在本實驗則沒有使用。

三、線路佈置

首先把三顆LED放置在ESP32麵包板右側序號4、5、7，對應GPIO為15、2、4。

而光敏電阻我們則將它放在ESP32麵包板左側（有粉紅色ADC標示的位置），除了VCC、GND之外，依照上述所說，我們會使用光敏的AO腳，我們預期將AO接在麵包板左側序號5也就是GPIO13。
由於我們要使用到左側，因此把VCC及GND引到左側縱向的正負極（如圖），這樣光敏接VCC及GND就不用再跨到右側會比較方便。

四、程式撰寫

1.簡易測試

簡易測試的程式的部份相當簡單，我們僅須使用類比讀取analogRead就可以讀到數值後，顯示在序列視窗，這次我們宣告一個變數去接讀到的數值(LightValue)。

void setup() {
  Serial.begin(115200);

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繼上篇的數位讀取人體通知器製作，採用LED的燈號變化做通知，本篇我們要使用錄放音ISD1820製作「來客報知機」，也就是我們進入某些商店時（例如小北百貨），會聽到「歡迎光臨，現在全面特價」這類的裝置。錄放音模組(ISD1820)與LED類似，一樣使用數位寫入即可驅動，以下稍微介紹一下ISD1820。

一、錄放音模組ISD1820簡介

市面上購買ISD1820都會附帶一個8歐姆喇叭，有些賣家會註明「帶咪頭」，我們會看不懂什麼是咪頭，其實咪頭是大陸用語＝麥克風的意思，也就是說可以自己錄音一段，屆時是需要播放錄音，錄音的長度在15-20秒，且錄音會覆蓋上一次，也就是只能保留一段錄音，若您需要多段聲音，可以參考另外一篇文章：ESP32 arduino網路控制mp3播放器(dfplayer mini)，請自己將喇叭與附的配線焊接起來，這個裝置的喇叭可不分正負極。

ISD1820如圖，下方的三個按鈕功能依序是

• REC錄音鈕：按住錄音10秒以內，只有一段，下次錄音會洗掉上次的。如果需要能撥放多段錄音的需要使用別種模組。
• PLAYE播放一次：會將上一次錄音的內容直接播放出來。
• PLAYL按住播放：按住會播放上次錄音的內容，與PLAYE的差異是，PLAYL要按住才會播放，放掉馬上停止，因此這個按鈕不常用，PLAYE比較常用。

左側腳位的部份則依序是

• VCC：電源，接5V
• GND：接地，接GND
• FT：本例沒用到
• P-L：播放，給予高電位多久播放多久，像PlayL鈕按住播放一樣，停止供電就會馬上停止
• P-E：播放，給予一次高電位，就會完整播放一整段
• REC：錄音，給予高電位就啟動錄音

二、ESP32線路佈置

首先為了測試，我們先利用ISD1820上面的紅色REC錄影按鈕錄一段音約10秒的聲音，例如「歡迎光臨，商品全面特價喔」之類，要記得不要亂錄，因為這學期同學的錄音會一直存下來，直到下一屆的學生再上到這單元為止，也許你也話要對學弟妹說也可以透過這個來傳遞，哈哈。

佈線的部份，除了VCC、GND之外，我們將P-E接在麵包板編號右9，也就是GPIO17（麵包板編號與ESP32腳位請參考下面的對照圖）。

三、程式撰寫

依據之前LED的練習（第四篇 ESP32數位讀取(感測)digitalRead），我們只要在SR-501偵測到高電位時，就在GPIO 17給予高電位一次，否則平常保持GPIO 17為低電位狀態即可完成來客報知機的功能，因此程式很簡單

void setup() {
  //setup設定，只執行一次
  Serial.begin(115200);
  pinMode(16, INPUT); //宣告GPIO 16作為輸入（人體紅外線SR-501）
  pinMode(17, OUTPUT); //宣告GPIO 17作為輸出（錄放音ISD1820）  

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本篇我們要利用ESP32的數位讀取(digitalRead)來製作來客通知器，「當有人經過時會亮紅燈，沒人經過時亮綠燈」，本篇會結合上一篇數位寫入digitalWrite及紅色、綠色LED。

數位讀取也可稱為數位輸入、數位感測等，都是代表這種方式只能讀取狀態是LOW或是HIGH兩種狀況，例如等等要做的人體紅外線(SR-501模組)感測，該裝置只會提供"有人"或者"無人"，而沒有其他種狀態，相對數位讀取另外一種則是類比讀取，例如雨滴感測來說，它會提供雨滴大小的可能數值，以ESP32來說就是介於0-4095之間，而0代表雨滴非常多、4095則代表目前是乾的，但可能也會讀到數值=1200之類，代表雨滴不大也不小。

至於哪些感測模組要用哪種方式？要選數位還是類比？則必須看該感測模組提供的讀取方式，這必須查看規格文件或者詢問賣家，當然也可以靠經驗，例如上述的雨滴、瓦斯氣體(mq系列)、土壤...等等都是類比，而人體、觸控則是數位，有些模組則會兩種都提供，例如瓦斯氣體感測有提供DO(Digital Out)及AO(Analog Out)腳位，若是選擇使用D0，則程式使用數位讀取(digitalRead)，若是接在A0則是選擇類比讀取(Analog)。

一、材料準備

要製作來客通知器除了主板ESP32及上次用的LED之外，我們還需要人體紅外線(PIR)感應器，目前市面上主要有兩種如下圖。

這裡建議購買大顆SR-501，因為它有旋鈕可以調整設定值。SR-501的感應參數如圖

• 感應角度大概110度
• 感應距離大概3-7公尺

另外一個要注意的部份就是SR-501的兩個旋鈕用途及腳位，

• 敏感度旋鈕：感應到多強的紅外線才要觸發
• 時間延遲旋鈕：觸發後，要多少要持續多久時間，調整範圍是3秒-300秒左右，建議逆時針轉到底，減少持續時間到3秒左右
• VCC：供電端，使用5V或3.3V皆可
• OUT：訊號輸出，輸出到指定GPIO，LOW或HIGH
• GND：接地端，接到GND
• 觸發模式：採連續觸發或間段觸發，這裡建議保持在LOW的位置（如圖）

由於一般上課都在教室內，教室內到處都是人體所散發的紅外線，因此經常會有神奇的觸發現象，筆者建議將兩個旋鈕全部逆時針轉到底，以降低敏感度及持續時間。

市面上SR-501廠家眾多，但有些廠家並未標明VCC、OUT、GND等腳位，不過其實是因為他們標是在正面，也就是白色橢圓形內部，建議拆開檢查確認腳位，若插錯正負級會導致零件故障。而白色橢圓形的功能是用來發散紅外線，讓它感應範圍更廣。

二、ESP32線路佈置

首先我們還是要先參考ESP32佈線圖

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數位寫入是最基礎的Arduino課程，用來指定某腳位輸出高電壓(HIGH=3.3V)或低電壓(LOW=0)。通常我們必須先告訴ESP32要使用那一個腳位，是用作輸入偵測，還是輸出以開啟某個裝置(例如LED)，語法則是

• pinMode(腳位,模式);//宣告腳位模式語法腳位是腳位編號，模式則有作為輸入INPUT或輸出OUTPUT，都是大寫
• digitalWrite(腳位,電位);//數位寫入語法，腳位是腳位編號，電位則有HIGH或LOW都是大寫，也可以寫1或0

這裡要注意的是ESP32的腳位(如下圖，腳位解說可參閱本文：第一篇 ESP32 Arduino開發環境架設)，除了灰色系統用之外，GPIO34-39僅能提供INPUT，另外有些腳位則是有特殊用途，因此筆者會先避開

• TXRX：GPIO1、3
• I2C：GPIO21、22
• SPI：GPIO5、18、19、23

                                                      ▲ESP32編號腳位圖

一、ESP32+LED線路佈置

ESP32不像arduino把插孔預留在主板上，而是腳位向下，因此為了方便起見，多會將ESP32插入麵包板中（如下圖），方式是將ESP32的USB插孔朝下，麵包板的編號1朝下，數字多的朝上。

將ESP32腳位對準後，完整用力的壓入麵包板中，避免接觸不良。

                               ▲ESP32插入麵包板的方式與位置

再加上ESP32-S的腳位是寫在下方，一旦插入麵包板就無法看到腳位，為了方便起見，會指定所有學生插入相同的位置，參考下圖，不過這樣就會變成實際GPIO編號與麵包板序號不同，例如你可能會說將LED長腳插入GPIO4，學生可能會以為是右側4號，也就是GPIO15，這個很常發生。因此腳位圖，是非常好用的。

我們先準備一個LED，LED的口訣是「長正短負」，也就是長腳接正極，短腳接負極(在arduino中負極可視為GND=接地)，這次我們要用GPIO15作為練習，因此我們將它長腳插入GPIO15(麵包板右側4號)，短腳插入右側藍色線的位置，這裡預設是要作為GND，因此最後我們再拿一根公對公杜邦線將GND(麵包板右19)引入右側藍色線的位置，這樣整個右側藍色都是GND。

如此便算是設定好本次練習的線路，接下來就可來寫程式。

                        ▲ESP32 LED練習接線圖

二、程式撰寫

這次我們來練習LED最常見的範例叫做Blink，也就是閃耀，我們希望它亮一秒後，暗一秒，不斷的重複，
開啟Arduino IDE後，寫入以下程式，相關說明都註解在程式內。

void setup() {

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架構好ESP32的開發環境後（http://t.ly/O3jqD），就可以開始寫程式，一般來說除了一開始的helloworld之外，arduino有很多感測及輸出模組(塊)，依據難度可以暫時分成以下幾個類型，以後會依序介紹。

1. 數位輸出：供電就會啟動，不需要任何控制，例如：LED、Relay、錄放音等，LED也可作為類比輸出pwm
2. 數位感測：這類感測器只會提供兩個選項：HIGH(高電壓)、LOW(低電壓)，例如振動感測、人體感測器HC-SR501、觸摸感測器TTP223B，有人經過時會給HIGH，沒人時會給LOW。
3. 類比感測：這類項目比較多，例如火焰大小、水位、雨滴、土壤、氣體mq2，這類感測可以提供一個0-4095之間的數值，例如水位感測的數值為100，代表該處有一點點水，若回覆4095則是代表水已經滿了，因此類比感測能提供變化較多的數值提供使用者作為參考。
4. 類比輸出：蜂鳴器、伺服馬達、DC馬達等，在ESP32中類比輸出pwm稍微複雜些，可以引入analogWrite的lib，或者直接寫ledcSetup控制。
5. I2C類感測器：例如1602LCD、MPU-6000陀螺儀加速器。
6. SPI模塊：高速傳輸設備，例如SD卡、RC522 RFID、TFT顯示器等。
7. UART模塊：源自於RS232，例如BLE藍芽通訊，也可以用來讓兩個arduino傳輸資料
8. 其他特殊類：例如WIFI網路、聲音、影像，這類較為複雜的傳感器，需要透過特殊的函式庫來讀取資訊。

這裡我們先從最簡單的HelloWorld開始吧。

HelloWorld

先了解Arduino的程式結構，主要分成Setup()與Loop()，Setup用來做初始設定，Arduino只會執行一次，然後就會執行Loop，Loop就是迴圈，會不斷重複的執行，一般要做什麼重複感測（例如每1分鐘感測一次溫濕度），都會放在Loop這裡。

通常我們第一個程式是標準HelloWorld，用以檢測開發環境是否正常、晶片有沒有故障之類。而這隻程式暫時沒有用到Loop，我們僅須寫在Setup中。

HelloWorld程式會用到第一個物件Serial：序列通訊，用以將Arduino的資訊傳輸到開發工具的序列視窗，如果你常寫程式的話就是Log除錯的功能，將獲得的資料顯示出來，主要是Arduino沒有程式中斷點(Breakpoint)功能，所以Serial非常重要，每一隻程式幾乎都會用到。

Serial.begin(115200);//代表以胞率115200啟動序列通訊，另外一個常見的胞率是9600，兩者速度對人類來說是幾乎一樣的，這裡建議先用115200。
Serial.println("Hello World!");//代表在訊列視窗中顯示HelloWorld並換行，另外一個語法是Serial.print()，這樣的寫法是印出資料後不換行。
delay(1000);//delay代表休息，1000=1000ms=1秒，所以這句代表休息一秒
整個程式的意思將HelloWorld每秒印在序列視窗一次，重複執行不停止。

點選上傳程式按鈕後，ESP32要注意需要在畫面出現.....____......____.....時
按住ESP32右下側按鈕(BOOT或標示為IO0)不放，直到畫面跳開
（ 如果太晚放開，要在燒錄完畢後，按一下左側RESET重開機以開始工作 ） 

完成程式上傳後，點選開啟序列視窗按鈕，可以看到每秒不斷出現的Hello World，若無顯示任何資訊，請先檢查胞率設定是否相同。

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因朋友的需求，所以做了一個網路控制的mp3播放器，控制方式是使用web的url讀取內部指令，其實我也做過藍芽跟紅外線的，晚點再整理一下。

一、材料準備

1. ESP32：詳細說明請參考網址 https://youyouyou.pixnet.net/blog/post/119410732，(露天搜尋https://t.ly/p7A6M)
2. Dfplayer mini mp3：在露天搜尋"Dfplayer"，另外還有一款mp3-TF-1xP，其結構功能是完全一樣的
   
3. Speaker：露天搜尋"Arduino 喇叭 歐姆"，網路常見的是8歐姆，也可以買更大的
   
4. 記憶卡：依照需要購買適合大小的記憶卡，記得最高支援32G，太大不支援

二、接線，請參考下圖

1. RX接在GPIO13，編號可以在程式內更改，本次使用esp32的硬體序列，而以往的經驗ESP32的軟體序列似乎有點問題。
2. TX這裡我沒接，功能是可以查詢mp3 player的狀態，因為我沒有用到所以沒接
3. speaker可不分正負極
   

三、複製mp3到記憶卡中

• 依照規定，先在記憶卡中建立一個名稱為mp3的資料夾，再將需要播放的mp3檔案放入，檔案必須更改為000x.mp3
  

四、寫入ESP32程式

1.下載函式庫並完成安裝： https://github.com/DFRobot/DFRobotDFPlayerMini

2.複製程式如下，並請記得修改第5-6行的wifi連線資訊

五、展示

執行方法很簡單，就是在網址列輸入要播放的mp3檔案，例如輸入「 http://192.168.1.133/?mp3=4; 」代表要播放第四首歌，其中尾巴的「;」不可省略，此處為作為判斷結尾用。

若輸入mp3=0;則代表停止播放的意思

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之前用YOLO的測試時，在純CPU狀況下以webcam做影像物件辨識，以intel i7, 16G檢測800*600的大小，大概每秒2-4張

不過如果影像是來自ESP32CAM的串流視訊，一樣800*600的大小，會變慢到每秒1張。

若你沒有GPU做加速，但也想要加快檢測速度，可以改用tiny版，速度可以快10倍左右，但是檢測的效果會比較差。
修改的方法很簡單，先下載這個壓縮檔，內部包含兩個檔案，下載網址：https://t.ly/JvKz5

1. yolov3-tiny.cfg
2. yolov3-tiny.weights

將上述檔案放置在yolo同一個資料夾中，並修改程式的第30，31行的內容如下：

modelConfiguration = "yolov3-tiny.cfg"
modelWeights = "yolov3-tiny.weights"

接下來是測試狀況

1.Yolo標準版效能與測試結果：以我的電腦來說，標準版的檢測大概每秒3張，而檢測效果非常好
就算是只有一隻手，她都能判斷出這是人。

2.Yolo Tiny版效能與測試結果：大約每秒30張，只有手的時候就檢測不出來是人，甚至手機如果螢幕沒打開的狀況，她也認不出來是手機。

總而言之，要選yolo標準版跟tiny版，視需要而定，需要快不需要準確度，可以選tiny版，如果需要準確，可以選標準（可是會掉格...那還不是一樣）

下次來使用GPU加強物件辨識。

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我開發的程式很多元，雖然都是半調子，但是還能混口飯吃。我開發專案時，通常會混用這些工具，一般前端client會用.net開發windows或b4a開發Android界面，中介層使用IIS HTML、asp.net做資料接取及API，後端常用MySQL資料庫。這樣做速度最快，開發也最穩定。

一、物聯網開發工具：

1. arduino ide，IoT開發工具：https://youyouyou.pixnet.net/blog/post/119383183

二、網頁及視窗程式開發：

1. VS.net 2017或2019 社群免費版，大名鼎鼎宇宙最肥開發工具組，全部安裝要你210G，請斟酌安裝開發模組：https://youyouyou.pixnet.net/blog/post/119683104
2. IIS express，網頁伺服器，如果作業系統是Server版本，請直接使用IIS Server：https://me1237guy.pixnet.net/blog/post/62600393
3. Github版本控制工具：https://github.com/

三、人工智慧：

1. anaconda，可建立虛擬環境，用來隔離不同專案：https://www.anaconda.com/distribution/
2. VScode，可以視為微軟.net簡易版，可跨平台開發多種程式，包括python：https://code.visualstudio.com/

四、資料庫(MSSQL或MySQL安裝一套即可)：

1. Tableau線上即時分析軟體，可對資料庫即時圖形化資料，用來嚇唬人特別有用： https://www.tableau.com/zh-tw
2. SQL develop，微軟佛心提供的完整版免費SQL Server（但不可作為商業用途）：https://www.microsoft.com/zh-tw/sql-server/sql-server-downloads#
3. SQL Management，SQL Server視覺化管理平台：https://docs.microsoft.com/zh-tw/sql/ssms/download-sql-server-management-studio-ssms?view=sql-server-ver15
4. MySQL，免費全能的資料庫，唯一的缺點是跟VS.net語法有點不太相容： https://dev.mysql.com/downloads/
5. MySQL Cluster，叢集資料庫： https://youyouyou.pixnet.net/blog/post/119326123

五、Android與iOS開發：

1. Android Studio，android開發工具，記得要開啟設定，下載最新版開發核心版本及模擬器： https://developer.android.com/studio
2. Java SDK，Java 開發工具，但是好像分成13版跟8版，似乎目前還是8版為主，連結為我的備份：https://t.ly/OdM9l
3. B4a android快速開發工具： https://www.b4x.com/b4a.html
4. B4i iOS快速開發工具： https://www.b4x.com/b4i.html
5. Virtual Box虛擬機器，如果要開發iOS，一定需要一台MAC電腦，此時可以用虛擬機器來做： https://youyouyou.pixnet.net/blog/post/120149406

六、Unity 3D互動：

1. Unity，可製作3D、VR、AR等互動，目前我還是以2018.2.8f為主： https://unity3d.com/get-unity/download/archive

七、流程圖工具：

1. Visio超好用的啦

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電子紙是一種最新的顯示裝置，大家也許都有聽過，操作方式雖然跟LCD、TFT差不多，但是電子紙最重要的特性就是用電量很少，而且在無電的狀態下，會保持最後一次顯示的內容，還有就是螢幕180可視，不像LCD, TFT可能只有120度，因此適合用來需要長期顯示，但改變次數不多的環境，例如貨價標籤、一些不常改變的告示、名牌等（我暫時先想到這些）。

今天拿到的是最新的產品，以電子紙平常不耗電的特性，僅用手機的NFC就可以改變電子紙的內容，廠商也提供搭配的APP，只要手機支援NFC就可以立即改變內容。而且過程完全不需用到任何電池，非常適合難以接電的地方，例如貨架、廁所這類（還是想不到很多適用環境）。

無源電子紙

開箱後，先看看外觀，感覺簡潔厚實，也沒有任何接口，應該可以作成防水，現在這款應該是沒做防水。

接下來看看如何更新內容，還有效果如何。
1.首先到微雪網站下載APP（目前僅有Android），網址： http://www.waveshare.net/wiki/4.2inch_NFC-Powered_e-Paper
下載後直接安裝APP，開啟後如以下畫面

首頁	需要開啟NFC功能喔	首頁畫面

2.先拿預設的微雪電子圖形來測試（畫面有點模糊...），先選好圖形後，手機靠近電子紙約2-5cm內後，手機就會開始傳輸，大約5秒即可完成圖形上傳。

選好圖形	顯示結果

3.接下來馬上自拍一張照片來測試看看，因為只有黑白的，所以這個....有點像遺照，建議各位以後不要用自拍

先拍好照片	上傳照片

4.作成QRcode看看好不好用，先把LINE的QRcode複製下來，用小畫家加上文字。用掃描器確認過是可以掃出來的。

先編好圖形	在APP中調整一下大小	QRcode還不錯

5.來做名牌看看，例如做一個評審牌，一樣先在小畫家做好再上傳，不過其實APP裡面也有打字的功能，只是我不太會操作。

在小畫家先做好名牌	如果只有文字看起來很不錯

6.來做價格標籤看看，一樣先做好價格標籤的圖形，再上傳上去即可看到結果，這裡要注意，如果是實物照片，建議顏色要深一點，不然會不清楚。

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室內定位是目前很流行的服務，除了用RFID(距離太短)之外，還是以beacon最常被使用，beacon的原理是利用藍芽的訊號強度RSSI，推測使用者與每一個beacon的距離，以往我曾經介紹使用arduino，或者android來定位，這次要介紹如何利用最流行的python做室內定位不過我還沒作到三角定位，如果有研究的夥伴可以分享一下。順便介紹賣場裡常見的beacon類型。（beacon定位原理可參考本文：https://youyouyou.pixnet.net/blog/post/119410657）

ibeacon偵測定位，目前提供三種主要規格
1.手環型： https://goods.ruten.com.tw/item/show?21828335470340

設定APP下載

iOS：https://t.ly/RCp8
(密碼：123456，有完整功能)

設定APP Android：https://t.ly/zk3X
(功能很少)

這款優點是，可以配合手環，而且防水，但是缺點是在更換電池時，必須打開外殼，而外殼有點難開，這部份比較不方便

新款手環型有帶體感及溫濕度偵測，外型與上述完全相同，但其控制APP不同

測試影片如下：

2.吊環型： https://goods.ruten.com.tw/item/show?21947900936493

這款的優點是開關做在外面，容易開關，另外APP有提供一個功能做定時啟動與關閉，不過因為形狀關係，找不到搭配的手環，只能做成吊環的樣式

APP下載：Beacon搖一搖助理

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利用ESP32-CAM來做智慧辨識一直是有趣的議題，目前使用ESP32CAM來做智慧辨識可分成以下幾種

1. 在ESP32-CAM上做智慧辨識：這端受限ESP32記憶體及CPU速度，很難達成高速度的影像辨識運算
2. 在雲端做智慧辨識：將ESP32CAM所獲取的影像上傳到智慧雲端平台做辨識後，將結果回傳，這種則可辨識較為精確，但網路傳輸則是另外須考量的問題。    
3. 利用近端智慧辨識：也就是在近端建立智慧平台，收集ESP32-CAM所傳來的影像，這樣影像不用上傳到雲端，在區域網路就可以辨識，也算一種折衷的邊緣運算，知名大師法蘭斯所用tensorflow.js外掛到ESP32-CAM內進行體態辨識也屬這類，主要是透過觀看影像的裝置進行運算，例如手機或電腦。

以往我也介紹了利用.net環境接取多台ESP32-CAM的影像進行分析（ESP32-CAM mpeg Video Stream 用.net接收並錄製影片檔 ），但智慧辨識的後台都是採用微軟Azure的AI Cognitive Service API進行智慧判斷。

這次參考網路文章，終於完成將ESP32-CAM接取到python後，用時下最流行的yolo v3物件辨識模型進行分析。

要完成本次操作，請先閱讀以下文章

• ESP32-CAM：露天拍賣請搜尋： https://goods.ruten.com.tw/item/show?21910115309507
• ESP32-CAM的開發環境建立與測試，請參考：ESP32-CAM (arduino)影像伺服器及臉部辨識教學原始檔Video Stream Server
• python yolo v3辨識，請參考：Yolo實作教學 — train出屬於自己的model使用darkflow (windows)
• 本次ESP32-CAM所需使用的程式，請參考這篇：ESP32-CAM(ardunio)拍照auto take picture、串流stream及物件辨識object

重點來了，如何使用python接取ESP32-CAM影像，一般在python接取webcam都是用opencv的「cap = cv.VideoCapture(0)」一句就可以搞定，不過ESP32-CAM的影像屬於mjpeg影像串流，因此無法使用這個方法，後來發現需要用到jpg的格式「 FF D8 」為開頭與「 FF D9」為結尾的方式，在串流中找出一張完整的jpg，在放入yolo中進行分析，以下分成兩個主題說明

1. python 接取esp32-cam影像
2. 利用yolo物件辨識

1.python 接取esp32-cam影像

本部份僅有利用python接取ESP32-CAM影像的程式，無任何其他處理，參考範例程式：

2.利用yolo物件辨識

本部份將上述ESP32CAM影像利用python知名的yolo模型進行物件辨識，參考範例程式：

參考網址：
1.http://hk.voidcc.com/question/p-nagarvzd-b.html

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因為課程的原因，在網路淘X買了一套GSR Sensor，露天搜尋： https://goods.ruten.com.tw/item/show?21930155869010
號稱可以用手指上的肌膚電位偵測來判斷使用者是否說謊，理論依據是
「皮膚電導傳感器是用來測試皮膚的電導率的模塊。強烈的情感會刺激交感神經系統，汗腺會分泌更多汗液」

也不知道是真的假的，這次就來測試看看。
首先線路接法如下圖，本次實驗使用ESP32，主要是後續需要用藍芽傳送到數值到PC做存檔，傳統UNO可沒有藍芽（要外接HC05）。

GSR這個模組很簡單的用類比感測analogRead即可
本次實驗我將SIG腳位用杜邦線接在ESP32的pin36上，VCC GND就不說了（3.3V/5V都可），大家應該知道，TP4不用接。

再將兩個手指套套在食指及中指上，上傳程式來觀察結果。

實驗一：觀察深呼吸的變化

常聽到大家說，參加考試、遇到重大決定、心神不定太緊張時，深呼吸可以減緩壓力，這次來測試看看。
上傳程式後，在一般狀態我的數值都在1850-1900之間，如果進行深呼吸後，GSR的值都會下降。
以序列繪圖家來看結果，可以看到深呼吸會有下降的效果。
（註：由於數值上下跳動頗大，我將數值每10個做一個平均）

實驗二：看迷片（不要問我網址）

精神亢奮時，GSR是否會有上升的現象，為了進行實驗，作者這次只好為了科學來犧牲，開無痕視窗轉到成人頻道。