01 NodeMCU與物聯網入門
（2021/03/26）
上課地點：國立高雄科技大學 楠梓校區(原 海科大) 寰宇樓 2104教室（一樓，需脫鞋）
上課時間：
110年04月10日(六) 13:00-18:00
110年04月11日(日) 13:00-17:00
講師：黃文玉老師 (shspswenyu@gmail.com)
高雄市新上國小電腦老師
高雄市SCRATCH推廣教師
教育部中小學教師運算思維增能研習種子教師
Facebook S4A社團管理員之一
致力Scratch、Arduino、micro:bit、Web:Bit、凱比機器人等程式教育及創客教育的推廣(分享一系列的文章)
主題：NodeMCU與物聯網入門
認識NodeMCU練習題：
題目一：點亮NodeMCU ESP8266旁的內建LED燈（integrated LED）
題目二：點亮接在NodeMCU上的三色LED燈
題目三：讀取光敏電阻的值，並顯示在序列埠監控視窗
題目四：按鍵的使用
題目五：蜂鳴器的使用
題目六：LCD顯示器的使用
題目七：溫濕度感測器的使用
題目八：超音波測距模組的使用
題目九：伺服馬達的使用
上面題目使用motoblockly來寫程式的教材：01 NodeMCU入門課程
零、 NodeMCU(硬體)及bDesigner(軟體)介紹
認識 NodeMCU
Ai-Thinker原裝產品，採用樂鑫原廠Espressif ESP8266之Wi-Fi SoC、CP2120 USB轉UART，原裝品質保證非其他山寨產品可比擬。
NodeMCU本身就是一顆包含ESP8266 Wi-Fi的微控制器，本身就可以做到控制、資料處理、運算，不要再用ESP8266 + Arduino Uno做應用了
NodeMCU官方內建的是eLua的韌體，為直譯語言，可以用ESplorer開發，也可以用Arduino IDE進行開發。常用的感測器及模組(如: 溫濕度感測、OLED螢幕、三軸感測器等…)大多能直接支援，並包含完整的網路協議，能迅速開發進行物聯網相關應用
特點：
採用內建 WiFi 通訊功能之 ESP8266
新板 ESP-12E 具備大容量 4MB Flash
基於 eLua 之開源專案、可自行編譯
交談式開發與除錯使用者自訂之應用程式
可燒錄使用者自自訂之應用 scripts
低成本、簡單、智慧、好玩
豐富的中、英文資料，輕易進入物聯網開發
第二代電路板設計特別適合進行麵包板實驗
NodeMCU Lua v2 之 USB to TTL 晶片，已改用功能更完整、穩定的 SiLab CP2102，可隨插即用
技術規格:
支持無線802.11 b/g/n 標準；
支持STA/AP/STA+AP 三種工作模式；
內置TCP/IP協議棧，支持多路TCP Client連接（5 MAX）；
HSPI，UART，I2C，I2S，紅外遙控器，PWM，GPIO；
D0～D8，SD1～SD3：用作GPIO，PWM，IIC等，端口驅動能力15mA；
AD0：1路ADC;
電源輸入：4.5V～9V（10VMAX），支持USB供電，提供USB調試接口；
工作電流：持續發送：≈70mA（200mA MAX），待機：＜200uA；
傳輸速率：110-460800bps；
支持UART/GPIO數據通信接口；
支持遠程固件升級（OTA）；
支持Smart Link 智能聯網功能；
支持Smart Config 功能（包括Android 和iOS 設備）；
工作溫度：-40℃～＋125℃；
驅動形式：雙路大功率H橋驅動
尺寸：48.26mm(長)、25.4mm(寬)、3mm(高)
重量：約5g
腳位圖
認識 bDesigner
說明：bDesigner是一套由桃園市八德國小蔡佳倫老師自行研發之Scratch擴充積木軟體以及blockly程式，目前開放給中小學老師自由使用。bDesigner的scratch有別於其他的擴充積木軟體，它具有網頁控制、支援多組arduino uno和nodeMCU板子、micro:bit板子的特性，而blockly目前正朝向可以編譯出nodeMCU....
檔案下載：
軟體安裝：點擊下載檔即可安裝
主畫面：點擊桌面上的bDesigner捷徑即可進入主畫面
本文的主角為NodeMCU，本課程為介紹如何用bDesigner來撰寫NodeMCU的程式
前置作業
安裝NodeMCU的驅動程式，讓電腦認識NodeMCU
下載NodeMCU(ESP8266)的函式庫，讓Arduino IDE認識NodeMCU
偵測使用的PORT
也可從【裝置管理員】去查得
進入寫NodeMCU積木程式
前置作業完成，可以開始寫程式來控制NodeMCU了
題目一：點亮NodeMCU ESP8266旁的內建LED燈（integrated LED）
integrated LED使用的腳位為D4(GPIO2)
利用拖曳的方法，完成如下的程式
燒錄程式(上傳程式到NodeMCU)
程式上傳結束後，發現下圖的藍色LED燈會閃爍(integrated LED在高電位(1)的時侯是暗燈、在低電位(0)的時侯是亮燈
題目二：點亮接在NodeMCU上的三色LED燈
三色LED燈的三腳分別接於 D0(GPIO16)、D1(GPIO5)、D2(GPIO4) ，負極接於GND(利用4條母母杜邦線)，如下圖：
程式如下：(先亮紅燈，再亮綠燈，再亮藍燈)
先不拆掉，待會做天黑請開燈
題目三：讀取光敏電阻(或電位計)的值，並顯示在序列埠監控視窗
光敏電阻的A0針腳接在A0上，VCC接在3.3V ，GND接在GND上(3條母母杜邦線)，如下圖：
程式如下：
程式上傳後，監看如下：利用手去遮光敏電阻，A0的值會改變 (A0值介於1~1024間；亮時A0值較小，暗時A0值較大)
天黑請開燈，要燒錄程式時，記得把監控視窗關掉(占到連接埠了)
也可以使用在【電位計】(可變電阻器)上，中間的腳位接在A0，兩邊的腳位接在3.3V及GND上(兩腳位置可互換，旋轉電位計的值變化剛好相反)，如下圖：
題目四：按鍵的使用
將按鍵模組的S針腳接在D3(GPIO0)上，＋接在3.3V ，－接在GND上，如下圖：
程式如下：
監看結果，如下
按下按鍵開燈，放開時關燈
按一下開燈、按一下關燈
與其他積木比較不同的是：這邊變數的初始化積木要放在啟動之前
題目五：蜂鳴器的使用
將蜂鳴器的一針腳接在D6(GPIO12)上，另一針腳接在GND上(沒有正負分，兩線可互換位置)，如下圖：
程式如下：
下面是全家便利商店入店時的音樂 (簡譜：3 1 5(低音) 1 / 2 5~ 2 / 3 2 5(低音) 1)
C5為中音的Do，後方一定要有等待時間才會發出聲音
音階--頻率對照表(單位：Hz)
題目六：LCD顯示器的使用
I2C 1602 LCD顯示器的GND接到(NodeMCU)的GND；VCC接到5V(如果接到3.3V會電力不足，顯示不清楚)；SDA接到D2；SCL接到D1，如下圖：
程式如下：先要確認顯示器位址是 0x27或0x3F，此顯示器有2列、16行
燒錄時，雖然有出現如下的警告，但還是燒錄成功
題目七：溫濕度感測器的使用
接線說明：
DHT11溫濕度感應器的-接到(NodeMCU)的GND；+ 接到3.3V；S接到D5(GPIO14)
I2C 1602 LCD顯示器的GND接到(NodeMCU)的GND；VCC接到5V；SDA接到D2；SCL接到D1
程式如下：在LCD顯示器顯示溫濕度
題目八：超音波測距模組的使用，將距離顯示在LCD上
接線說明：
超音波測距模組 HC-SR04(要接5V電壓)，HC-SR04P或HC-SR04+(可接3.3V電壓)
將超音波測距模組
VCC接到(NodeMCU)的5V或3.3V；GND接GND；Trig接D7(GPIO13)；Echo接D8(GPIO15)
I2C 1602 LCD顯示器的GND接到(NodeMCU)的GND；VCC接到5V；SDA接到D2；SCL接到D1
HC-SR04P(可接3.3V電壓)
HC-SR04(要接5V電壓)：利用麵包板當5V及GND的延長線
程式如下：在LCD顯示器顯示量測的距離
再加上一顆蜂鳴器，如果量測的距離小於10公分時，會發出聲響
題目九：伺服馬達的使用
接線說明：
伺服馬達SG90的S針腳接在D7(GPIO013)上，＋接在5V ，－接在GND上 (註：伺服馬達由外部供電會比較好）
