學習目標
- ✓辨識溫度、濕度、氣壓與估算高度的關係。
- ✓設定 BME280 I2C 位址並更新資料。
- ✓使用不同單位積木比較 hPa、Pa 與公尺高度。
BATCH 01 · 已發布
SENSOR / BME280
BME280 溫濕度／氣壓感測器把三種環境資料放在同一個 I2C 模組
BME280 可以量測溫度、相對濕度與氣壓，並以 I2C 或 SPI 傳輸。氣壓資料還可以搭配海平面標準氣壓估算高度，是很適合做環境資料整合的感測器。
入門45 分鐘Arduino UNO（I2C，Adafruit BME280 Library）
READYDATA
SIGNAL STABLEBME280 溫濕度／氣壓感測器
VIN/VCC / 依模組規格GND / GND
01 / PREPARE
課前準備
先確認這一課要學會什麼，以及桌面上需要哪些材料。
材料清單
1 個BME280 模組常見 I2C 位址為 0x76 或 0x77。
1 組Arduino UNO 與 USB 線UNO 使用 A4/A5 作為 I2C。
至少 2 處不同高度位置可比較樓梯、教室與走廊的資料。
02 / HOW IT WORKS
氣壓可以拿來估高度，但要有基準
BME280 將溫度、濕度與氣壓轉成數位資料；高度是由氣壓模型估算，不是感測器直接看見的絕對高度。
連接 I2C
將 SDA/SCL 接到 Arduino 的 I2C 腳位。
更新資料
讀取最新溫度、濕度與氣壓。
估算高度
輸入當地海平面標準氣壓，換算相對高度。
DISTANCE FORMULAaltitude ≈ 44330 × (1 − (pressure / seaLevelPressure)^0.1903)
海平面氣壓、天氣與室內氣流會影響結果；高度值適合教學比較，不宜視為測量儀器校正值。
03 / WIRING
接線配置
先用 I2C 位址確認模組是否為 0x76 或 0x77，再在所有 BME280 積木選相同位址。
MODULEBME280 溫濕度／氣壓感測器VIN/VCCGNDSDASCL
CONTROLArduino UNO（I2C，Adafruit BME280 Library）依模組規格GNDA4 / SDAA5 / SCL
| 模組腳位 | 接到控制板 | 訊號方向 | 檢查重點 |
|---|---|---|---|
| VIN/VCC | 依模組規格 | 電源 | BME280 晶片本身是低電壓，模組版本可能含穩壓。 |
| GND | GND | 地線 | 建立共同地線。 |
| SDA | A4 / SDA | I2C 資料 | UNO 的 SDA。 |
| SCL | A5 / SCL | I2C 時脈 | UNO 的 SCL。 |
✓ WIRING ROWS ALIGNED
已將 4 條線路依同一筆資料逐列對齊；電壓仍須依手上模組版本確認。
04 / BLOCK GUIDE
本課會用到的積木
積木名稱與型別以桃園版 Blockly 現行程式為準，不以通用積木替代。
BME280 初始化I2C_ADDR 0x76 或 0x77
BLOCK 01
playrobot_bme280_setupBME280 初始化
啟動指定 I2C 位址的 BME280
位置：感測器 → 環境感測器 → BME280- I2C_ADDR
- 0x76 或 0x77必須與模組位址相同。
BME280 更新資料
BLOCK 02
playrobot_bme280_updateBME280 更新資料
取得最新環境資料
位置：感測器 → 環境感測器 → BME280BME280 溫度（°C）
BLOCK 03
playrobot_bme280_temperatureBME280 溫度（°C）
讀取攝氏溫度
位置：感測器 → 環境感測器 → BME280BME280 濕度（%）
BLOCK 04
playrobot_bme280_humidityBME280 濕度（%）
讀取相對濕度
位置：感測器 → 環境感測器 → BME280BME280 氣壓（hPa）
BLOCK 05
playrobot_bme280_pressure_hpaBME280 氣壓（hPa）
讀取常用氣壓單位
位置：感測器 → 環境感測器 → BME280BME280 海拔高度（m）SEA_LEVEL_PRESSURE 1013.25
BLOCK 06
playrobot_bme280_altitudeBME280 海拔高度（m）
依海平面氣壓估算高度
位置：感測器 → 環境感測器 → BME280- SEA_LEVEL_PRESSURE
- 1013.25輸入當地或當時的海平面氣壓 hPa。
05 / BLOCK EXAMPLE
做一個樓層氣壓比較器
在不同位置更新 BME280，列印氣壓與估算高度。
桃園版 BLOCKLY / WORKSPACE● BLOCK STYLE
Arduino 程式
初始化
BME280 初始化（0x76）I2C_ADDR 0x76 或 0x77
playrobot_bme280_setup重複執行
arduino_delayBME280 更新資料
playrobot_bme280_updateBME280 氣壓（hPa）
playrobot_bme280_pressure_hpaBME280 海拔高度（m，1013.25）
playrobot_bme280_altitude序列埠列印資料
arduino_serial_print重複執行
BME280 初始化（0x76）I2C_ADDR 0x76 或 0x77
playrobot_bme280_setup重複執行
arduino_delayBME280 更新資料
playrobot_bme280_updateBME280 氣壓（hPa）
playrobot_bme280_pressure_hpaBME280 海拔高度（m，1013.25）
playrobot_bme280_altitude序列埠列印資料
arduino_serial_printX / 010Y / 024
組合步驟
找出模組位址
確認模組標示或使用 I2C 掃描器。
為什麼：位址錯誤會導致初始化失敗。先更新再讀值
在每輪讀取三種資料前放更新積木。
為什麼：各數值要來自同一筆環境資料。討論高度是估算
比較上下樓層並記錄當時天氣或氣壓。
為什麼：氣壓與天氣變化會影響高度換算。積木使用重點先辨認積木是「回傳值」還是「執行動作」，再放到正確的拼接位置。
playrobot_bme280_setup：啟動指定 I2C 位址的 BME280
EXAMPLE DOWNLOAD下載後即可練習
下載桃園版 Blockly 專案或對應的文字程式。
預期觀察結果
| 測試情境 | 可能讀值 | 判讀 |
|---|---|---|
| 位置升高 | 氣壓通常下降，估算高度上升 | 大氣壓力隨高度變化，但不是固定比例。 |
| 天氣系統改變 | 同一位置高度值也可能漂移 | 高度公式需要可靠的海平面氣壓基準。 |
06 / CODE EXPLAINED
範例程式逐段解說
這段程式把「BME280 溫濕度／氣壓感測器」的實體接線、桃園版 Blockly 積木與 Arduino 執行流程接在一起。先對照腳位，再看初始化、讀值、輸出與等待的順序；每一步都可以回到本頁的積木範例實測。
GENERATED LOGIC / EXCERPT積木背後的程式碼收合程式碼 −
TAOYUAN BLOCKLY / ARDUINO C++READ ONLY
#include <Wire.h>
#include <Adafruit_BME280.h>
Adafruit_BME280 bme;
void setup() {
Serial.begin(115200);
if (!bme.begin(0x76)) Serial.println("BME280 init failed");
}
void loop() {
Serial.print(bme.readTemperature());
Serial.print(" C, ");
Serial.print(bme.readHumidity());
Serial.print(" %, ");
Serial.print(bme.readPressure() / 100.0F);
Serial.println(" hPa");
delay(1000);
}SELF STUDY GUIDE先看哪一段、為什麼？
先載入函式庫與建立裝置
#include <Wire.h>函式庫提供桃園版 Blockly 產生器所需的底層功能；若這裡的函式庫或物件名稱不對，後面的 playrobot_bme280_setup 就算接線正確也無法使用。
把程式腳位對回接線表
// VIN/VCC → 依模組規格、GND → GND、SDA → A4 / SDA、SCL → A5 / SCL本頁接線是 VIN/VCC → 依模組規格、GND → GND、SDA → A4 / SDA、SCL → A5 / SCL。程式常數、積木欄位與實體線材必須使用同一組設定；若改了其中一邊，另外兩邊也要一起改。
在 setup 只做一次初始化
void setup() {啟動序列埠、I²C／UART 或感測器初始化通常只需要做一次，所以要放在「初始化」區，不要每一圈重複建立裝置。這也對應範例中的啟動積木。
在 loop 更新並取得資料
void loop() {重複執行區先讓感測器更新，再讀取 BME280 初始化。若元件有 data ready、可用性或逾時條件，先判斷狀態再使用數值，避免把無效資料當成真實測量。
輸出結果並控制取樣速度
if (!bme.begin(0x76)) Serial.println("BME280 init failed");先把原始值、單位或狀態送到序列埠，才能和預期結果比較；等待時間則決定更新速度。若看到亂碼，先檢查鮑率；若數值跳動，先增加合理的取樣間隔或做校正。
自學檢查
- 實體接線：VIN/VCC → 依模組規格、GND → GND、SDA → A4 / SDA、SCL → A5 / SCL。
- 主要積木：playrobot_bme280_setup；先確認它是回傳值還是執行動作。
- 本課板子：Arduino UNO（I2C，Adafruit BME280 Library）；更換控制板或模組版本時，電壓、腳位與函式庫都要重新確認。
07 / DEBUG
常見問題與故障排除
先從「電源、接線、腳位、物體」四個方向檢查，再修改程式。
找不到 BME280
先檢查：確認 I2C 位址是 0x76 或 0x77。
處理方式：逐一嘗試兩個位址，並檢查 SDA/SCL。
高度值不準
先檢查：確認海平面氣壓輸入與測量時間。
處理方式：使用當地氣象資料或同一時段的基準值，並把結果視為估算。
資料變化很慢
先檢查：確認更新積木與等待時間。
處理方式：固定更新週期，並避免把感測器放在密閉盒中。
08 / NEXT MISSION
延伸挑戰
從顯示數值，逐步走向條件判斷、燈號回饋與雷達專題。
三合一環境表
題目：列印溫度、濕度與氣壓三種資料。
解題方向
這題要延伸「BME280 初始化」的基本讀值：先保留已驗證的接線與初始化，再把題目要求的資料處理加在重複執行區。先把資料整理成可觀察的序列埠或表格結果。
- 先匯入本頁 Blockly 範例，確認感測器在沒有加入挑戰功能時能穩定讀值。
- 保留 playrobot_bme280_setup，先把讀值送到序列埠，建立正常範圍或基準值。
- 依題目「列印溫度、濕度與氣壓三種資料。」加入比較、分類、累計或時間判斷；門檻要用實測資料決定，不要直接猜一個數字。
- 用至少三種不同情境測試，記錄輸入、程式判斷與輸出結果，再修正門檻或取樣間隔。
樓層比較
題目：在兩個樓層量測並比較氣壓差。
解題方向
這題要延伸「BME280 初始化」的基本讀值：先保留已驗證的接線與初始化，再把題目要求的資料處理加在重複執行區。先把資料整理成可觀察的序列埠或表格結果。
- 先匯入本頁 Blockly 範例，確認感測器在沒有加入挑戰功能時能穩定讀值。
- 保留 playrobot_bme280_setup，先把讀值送到序列埠，建立正常範圍或基準值。
- 依題目「在兩個樓層量測並比較氣壓差。」加入比較、分類、累計或時間判斷；門檻要用實測資料決定，不要直接猜一個數字。
- 用至少三種不同情境測試，記錄輸入、程式判斷與輸出結果，再修正門檻或取樣間隔。
氣象資料分析
題目：連續記錄一天的氣壓，觀察高度估算值的漂移。
解題方向
這題要延伸「BME280 初始化」的基本讀值：先保留已驗證的接線與初始化，再把題目要求的資料處理加在重複執行區。先把資料整理成可觀察的序列埠或表格結果。
- 先匯入本頁 Blockly 範例，確認感測器在沒有加入挑戰功能時能穩定讀值。
- 保留 playrobot_bme280_setup，先把讀值送到序列埠，建立正常範圍或基準值。
- 依題目「連續記錄一天的氣壓，觀察高度估算值的漂移。」加入比較、分類、累計或時間判斷；門檻要用實測資料決定，不要直接猜一個數字。
- 用至少三種不同情境測試，記錄輸入、程式判斷與輸出結果，再修正門檻或取樣間隔。
教師快速檢核4 POINT CHECK
- □ 能說出 BME280 的三種直接量測量。
- □ 能正確設定 I2C 位址與更新流程。
- □ 能解釋為何高度是依氣壓基準估算。
09 / EVIDENCE資料來源與版本展開查看 ＋
原廠文件桃園版 Blockly
BME280 product pageBosch Sensortec
↗原廠文件確認溫度、濕度、氣壓、I2C/SPI 與規格範圍。
BME280 datasheetBosch Sensortec
↗補充電氣與環境規格。
桃園版 Blockly BME280 積木桃園版 Blockly
LOCAL對照 setup、update、溫濕度、氣壓與高度積木。