2026/10/25
10 个国中小 Arduino 专题范例，附照抄前必查的错误
从红绿灯、自动路灯到 RFID 门禁锁，整理 10 个只需一块 Arduino UNO 就能做的国中小专题，并列出网络范例最常见的程序错误与接线陷阱，以及每组器材预算。
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最适合国中小入门的 Arduino 专题是红绿灯、自动路灯、移动侦测警报与火焰警报，只需要一块 UNO 加 1～3 个零件；国中可以高级到温湿度监测、超声波测距、自动浇花、智能垃圾桶、蓝牙遥控与 RFID 门禁锁。网络范例照抄前务必先实测，常见问题包括程序编译失败、脚位对不上与供电不足。
以下 10 个题目依难度由浅到深排列，前 4 个适合国小中高年级入门，后面适合国中。对 Arduino 还不熟悉的老师，可以先读〈Arduino 是什么？〉。
国中小适合做哪些 Arduino 专题？
← 左右滑动查看完整对照 →| 活动 | 解决什么问题 | 内核零件 | 学到的概念 | 建议年段 | 难度 |
|---|---|---|---|---|---|
| 红绿灯 | 路口号志怎么轮流亮 | LED×3、220Ω 电阻×3 | 数字输出、循序、delay | 国小中年级起 | ★ |
| 自动路灯 | 天黑自动开灯、省电 | 光敏电阻、10kΩ 电阻、LED | 模拟输入、门槛值、if/else | 国小中高年级 | ★ |
| 移动侦测警报 | 有人经过就提醒 | PIR 人体传感器、蜂鸣器、LED | 数字输入、传感→判断→输出 | 国小高年级 | ★ |
| 火焰侦测警报 | 侦测到火光就警示 | 火焰传感模块、主动蜂鸣器、LED | 红外线传感、LOW 触发 | 国小高年级 | ★ |
| 温湿度监测 | 教室闷不闷、要不要开窗 | DHT11、I2C 液晶 | 函数库、I2C、数据显示 | 国小高年级～国中 | ★★ |
| 超声波测距仪 | 量距离、倒车雷达 | HC-SR04、I2C 液晶 | 时间换算距离、变量运算 | 国中 | ★★ |
| 自动浇花 | 出远门植物不枯死 | 土壤湿度传感器、继电器、小水泵 | 模拟门槛、继电器控制外部电源 | 国中 | ★★ |
| 智能垃圾桶 | 不用手碰就能开盖 | HC-SR04、SG90 伺服马达 | 传感触发动作、伺服角度 | 国中 | ★★ |
| 蓝牙遥控 LED | 用手机控制电器 | 蓝牙模块、LED | 串行通信、字符指令 | 国中 | ★★★ |
| RFID 门禁锁 | 只有授权卡片能开门 | RC522、SG90、I2C 液晶、蜂鸣器 | SPI、ID 比对、信息安全概念 | 国中 | ★★★ |
建议把每个范例当成「零件说明书」，而不是最终作品。学生学会一种传感器后，就问他：这个零件还能解决我身边哪个问题？例如测距仪可以变成「低头族提醒器」，自动路灯可以变成「睡前小夜灯」。怎么引导学生从范例走到自己的题目，请看〈从问题出发：Arduino 专题课怎么设计〉。
网络上的 Arduino 范例可以直接照抄吗？
网络上流传很多排版漂亮的 Arduino 专题图卡，但接线图与程序常对不上，有些程序甚至编译不过。上课前一定要先实测，或用模拟器跑一次。
← 左右滑动查看完整对照 →| 范例 | 常见问题 | 怎么改 |
|---|---|---|
| 智能垃圾桶 | 程序调用 lidServo.open()、lidServo.close()，但 Servo 函数库没有这两个函数，会编译失败 | 改成 lidServo.write(90) 开盖、lidServo.write(0) 关盖 |
| 全部 | 图卡的接线图多半是示意，脚位常跟程序定义对不起来 | 一律以程序里的脚位定义为准接线 |
| 蓝牙遥控 LED | HC-05 是传统蓝牙，iPhone／iPad 搜索不到 | iOS 设备要改用 BLE 模块（如 HM-10）搭配支持 BLE 的 App（Arduino 论坛说明） |
| 蓝牙遥控 LED | 蓝牙模块的 RX 脚是 3.3V 电位，直接接 5V 输出有烧毁风险 | Arduino TX 与模块 RX 之间加 1kΩ／2kΩ 分压电阻（论坛建议） |
| 自动浇花 | 水泵由 Arduino 直接供电，电流不足且可能让板子重开 | 水泵改用独立电源经继电器开关，并确认继电器是高电位还是低电位触发 |
| 自动浇花 | 便宜的电阻式土壤传感器几天就会锈蚀 | 长期使用改买电容式传感器，或只在量测时通电 |
| RFID 门禁锁 | RC522 只能接 3.3V | 确认 VCC 接 3.3V 脚 |
| 有液晶的范例 | I2C 液晶地址不一定是 0x27，接上没字常是地址错 | 先跑 I2C Scanner 找出地址（常见 0x27 或 0x3F） |
| 移动侦测 | PIR 通电后约需 1 分钟稳定，期间会乱触发 | 开机后先等待，再让学生调整板上灵敏度与延迟旋钮 |
| 温湿度 | 传感器没接好时会读到 NaN | 加 isnan() 判断，显示「读取失败」 |
安全上还有两点：有马达、水泵、电热的作品要和 Arduino 分开供电；RFID 门锁、移动侦测这类「保全」题目，很适合顺带讨论信息安全与隐私。
一组 Arduino 器材要多少钱？
建议 2～3 人一组、一组一套，买 UNO 兼容板即可。以下为台湾电子材料行与网购的约略行情，采购前请以当期报价为准。
← 左右滑动查看完整对照 →| 品项 | 每组数量 | 约略单价（新台币） |
|---|---|---|
| Arduino UNO 兼容板＋USB 线 | 1 | 150～400 |
| 面包板、杜邦线、LED、电阻、按钮 | 1 包 | 100～200 |
| HC-SR04 超声波传感器 | 1 | 40～80 |
| SG90 伺服马达 | 1～2 | 50～100 |
| 光敏电阻、主动蜂鸣器 | 各 1 | 10～40 |
| PIR 人体传感器 | 1 | 50～100 |
| DHT11 温湿度传感器 | 1 | 60～120 |
| I2C 液晶 1602 | 1 | 120～200 |
| 高级选购：RC522、蓝牙模块、继电器＋小水泵、WS2812 灯条 | 视题目 | 每项 100～250 |
基本款一组大约新台币 700～1,200 元，伺服马达与 LED 最常耗损，建议多备 2～3 成。国中可善用已建置的生活科技教室；截至 111 年度，国教署已补助全台公立国中建置 1,248 间生活科技教室（1111 新闻报导）。
常见问题
程序上传成功，液晶屏幕却没有字怎么办？
最常见的原因是 I2C 地址不是 0x27（常见另一个是 0x3F），或是液晶背面的对比旋钮没调好。先跑 I2C Scanner 找出地址，再微调旋钮。
iPad 可以用蓝牙控制 Arduino 吗？
HC-05、HC-06 这类传统蓝牙模块不行，iPhone 与 iPad 搜索不到。要改用 BLE 模块（如 HM-10），并搭配支持 BLE 的 App。
伺服马达一直抖、板子一直重开怎么办？
多半是供电不足。伺服马达、水泵改用独立电源供电，并记得把外部电源的 GND 和 Arduino 的 GND 接在一起（共地）。