學習目標
- ✓理解溶解氧探頭與類比訊號板的角色。
- ✓使用 DO 初始化、原始值與電壓積木。
- ✓知道溫度、鹽度與校準會影響 DO 結果。
BATCH 03 · 已完成
SENSOR / DISSOLVEDOXYGEN
Gravity 溶解氧（DO）感測器從類比電壓開始理解水中溶解氧量測
Gravity 類比溶解氧模組以探頭與訊號板量測水中的溶解氧，桃園版 Blockly 提供原始 ADC 與電壓積木。本課先練習讀值與校準概念，不把未校準的電壓直接當成 mg/L。
入門45 分鐘Arduino UNO（類比輸入）
READYDATA
SIGNAL STABLEGravity 溶解氧（DO）感
VCC / 5VGND / 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 組Gravity 溶解氧套件探頭、訊號板與連接線要配套。
1 塊Arduino UNO訊號板 AO 接 A0。
依課程清水與校準溶液校準溶液請依產品手冊準備。
02 / HOW IT WORKS
探頭反應被訊號板轉成類比電壓
電化學溶解氧探頭在水中產生與氧濃度相關的電訊號，Gravity 訊號板把它轉成 Arduino 可讀的類比電壓。真正的 mg/L 需要依探頭、溫度、鹽度與校準資料換算。
確認探頭
檢查探頭膜、電解液與接頭狀態。
讀取類比
先讀 raw，再觀察 voltage，建立穩定基準。
談校準
比較空氣飽和與零氧條件，理解校準端點。
DISTANCE FORMULAvoltage = analogRead(A0) × Vref / 1023
電壓只是訊號板輸出；要換算 mg/L 必須使用產品校準方法。
03 / WIRING
接線配置
Gravity DO 訊號板的 AO 接 Arduino 類比腳；探頭要依套件說明安裝，不可把裸探頭直接接到 Arduino。
MODULEGravity 溶解氧（DO）感VCCGNDAO
CONTROLArduino UNO（類比輸入）5VGNDA0
| 模組腳位 | 接到控制板 | 訊號方向 | 檢查重點 |
|---|---|---|---|
| VCC | 5V | 電源 | 依 SEN0237-A 訊號板規格供電。 |
| GND | GND | 地線 | 訊號板與 UNO 共地。 |
| AO | A0 | 類比輸出 | 原始 DO 訊號。 |
✓ WIRING ROWS ALIGNED
已將 3 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。
Gravity 溶解氧初始化PIN A0
BLOCK 01
playrobot_do_setupGravity 溶解氧初始化
設定 AO 類比輸入腳。
位置：感測器 → 環境感測器 → Gravity 溶解氧（DO）- PIN
- A0DO 訊號板 AO 接 A0。
Gravity 溶解氧原始值
BLOCK 02
playrobot_do_rawGravity 溶解氧原始值
讀取 ADC 原始 count。
位置：感測器 → 環境感測器 → Gravity 溶解氧（DO）Gravity 溶解氧電壓（V）
BLOCK 03
playrobot_do_voltageGravity 溶解氧電壓（V）
把 ADC count 換算成教學用電壓。
位置：感測器 → 環境感測器 → Gravity 溶解氧（DO）05 / BLOCK EXAMPLE
比較清水攪拌前後的 DO 訊號
讀取 raw 與 voltage，觀察攪拌水面增加氣液接觸時訊號的變化。
桃園版 BLOCKLY / WORKSPACE● BLOCK STYLE
Arduino 程式
初始化
Gravity 溶解氧初始化（A0）
playrobot_do_setup重複執行
arduino_delayGravity 溶解氧電壓（V）
playrobot_do_voltage序列埠列印
arduino_serial_print重複執行
Gravity 溶解氧初始化（A0）
playrobot_do_setup重複執行
arduino_delayGravity 溶解氧電壓（V）
playrobot_do_voltage序列埠列印
arduino_serial_printX / 010Y / 024
組合步驟
先讓讀值穩定
探頭依手冊放入水中並等待。
為什麼：電化學探頭需要穩定時間。記錄基準
每秒列印 raw 與 voltage。
為什麼：先知道目前訊號範圍，再談校準。改變攪拌
輕輕攪拌水面並比較讀值。
為什麼：理解氧氣交換與訊號變化的關係。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_do_setup：設定 AO 類比輸入腳。
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 |
|---|---|---|
| 探頭尚未穩定 | 讀值慢慢漂移 | 探頭與水樣仍在平衡。 |
| 水面攪拌 | 電壓可能改變 | 氣液交換與溶氧狀態被改變。 |
06 / CODE EXPLAINED
範例程式逐段解說
這段程式把「Gravity 溶解氧（DO）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
const int DO_PIN = A0;
void setup() {
Serial.begin(115200);
pinMode(DO_PIN, INPUT);
}
void loop() {
int raw = analogRead(DO_PIN);
float voltage = raw * 5.0f / 1023.0f;
Serial.print("raw=");
Serial.print(raw);
Serial.print(", voltage=");
Serial.println(voltage, 3);
delay(1000);
}SELF STUDY GUIDE先看哪一段、為什麼？
先載入函式庫與建立裝置
// Gravity 溶解氧（DO）感測器 library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_do_setup 就算接線正確也無法使用。
把程式腳位對回接線表
const int DO_PIN = A0;本頁接線是 VCC → 5V、GND → GND、AO → A0。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 Gravity 溶解氧初始化。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
Serial.print("raw=");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：VCC → 5V、GND → GND、AO → A0。
- 主要積木：playrobot_do_setup；先確認它是回傳值還是執行動作。
- 本課板子：Arduino UNO（類比輸入）；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。
讀值固定為 0
先檢查：確認 AO、GND 與訊號板供電。
處理方式：先用電表量 AO，再確認探頭接頭。
數值漂移
先檢查：探頭是否剛安裝或膜狀態不良。
處理方式：依手冊浸泡、極化與校準，等待穩定。
想直接顯示 mg/L
先檢查：是否有校準與溫度補償資料。
處理方式：先保留 raw/voltage，完成校準後再建立換算公式。
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。
DO 電壓表
題目：列印 raw 與 voltage。
解題方向
這題要延伸「Gravity 溶解氧初始化」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_do_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 raw 與 voltage。」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。
攪拌實驗
題目：比較靜置與攪拌水樣的變化。
解題方向
這題要延伸「Gravity 溶解氧初始化」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_do_setup，先把讀值送到序列埠，建立正常範圍或基準值。
- 依題目「比較靜置與攪拌水樣的變化。」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。
校準紀錄
題目：設計空氣飽和與零氧兩點校準表。
解題方向
這題要延伸「Gravity 溶解氧初始化」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_do_setup，先把讀值送到序列埠，建立正常範圍或基準值。
- 依題目「設計空氣飽和與零氧兩點校準表。」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
- □ 能分辨探頭、訊號板與 Arduino 類比輸入。
- □ 能使用 raw 與 voltage 積木。
- □ 能說明 mg/L 必須依校準與補償換算。
09 / EVIDENCE資料來源與版本展開查看 ＋
官方資料桃園版 Blockly
Gravity Analog Dissolved Oxygen SensorDFRobot
↗確認 SEN0237-A 的探頭、類比訊號板與 Arduino 使用方式。
桃園版 Blockly 溶解氧積木桃園版 Blockly
LOCAL確認 DO setup、raw、voltage 與 A0 類比腳位。