學習目標
- ✓了解反射式紅外線感測器由發光元件與接收元件組成。
- ✓使用桃園版 Blockly 讀取 TCRT5000 的類比值。
- ✓透過門檻值判斷黑白表面，完成簡單循跡判斷。
BATCH 01 · 已發布
SENSOR / INFRAREDDISTANCE
紅外線反射感測器（TCRT5000）用反射光變化觀察黑白表面與循跡訊號
TCRT5000 以 950 nm 紅外線發光元件照射近距離表面，再由光電晶體接收反射光。它很適合做黑白線條辨識、近距離物體存在判斷與循跡入門，但不是用來量測精準公分距離。
入門1 節課（45–50 分鐘）Arduino UNO
READYDATA
SIGNAL STABLE紅外線反射感測器（TCRT500
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 個TCRT5000 紅外線反射模組確認模組的 VCC、GND 與 AO 腳位。
1 組Arduino UNO 與 USB 線使用 5V 供電的教學板。
1 份黑白紙膠帶或循跡地圖讓學生實際觀察原始讀值變化。
02 / HOW IT WORKS
反射光不是距離尺
TCRT5000 會把近距離表面的反射紅外線轉成電氣訊號；表面顏色、材質、角度與模組高度都會影響讀值。
發出紅外線
950 nm 紅外線發光元件照亮前方表面。
接收反射光
光電晶體依接收到的反射量改變輸出。
建立門檻
先量黑、白兩種表面，再選一個適合當地環境的判斷門檻。
DISTANCE FORMULAraw = analogRead(A0)
桃園版現代積木回傳原始類比值；不同模組電路可能有正反相差異，請以實測值為準。
03 / WIRING
接線配置
使用 AO 讀取連續變化；若模組也有 DO，可另外用數位輸入做門檻後的 0/1 判斷。
MODULE紅外線反射感測器（TCRT500VCCGNDAO
CONTROLArduino UNO5VGNDA0
| 模組腳位 | 接到控制板 | 訊號方向 | 檢查重點 |
|---|---|---|---|
| VCC | 5V | 電源 | 確認模組標示的工作電壓。 |
| GND | GND | 地線 | 感測器與 Arduino 必須共地。 |
| AO | A0 | 類比讀值 | 接到 taoyuan_tcrt5000 的 PIN 設定。 |
✓ 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。
TCRT5000 讀取類比值PIN A0
BLOCK 01
taoyuan_tcrt5000TCRT5000 讀取類比值
讀取反射強度原始值
位置：感測器 → 距離感測器 → 紅外線（TCRT5000）- PIN
- A0填入模組 AO 接到的類比腳位。
TCRT5000 讀取值（舊版）ANALOG_PIN A0
BLOCK 02
tcrt5000TCRT5000 讀取值（舊版）
相容舊版作品的類比讀值積木
位置：感測器 → 距離感測器 → 紅外線（TCRT5000）- ANALOG_PIN
- A0舊版作品可沿用原本選定的腳位。
如果…那麼
BLOCK 03
controls_if如果…那麼
將感測值與門檻比較，轉成黑白判斷
位置：控制序列埠列印
BLOCK 04
serial_println序列埠列印
先觀察黑白表面的實際讀值
位置：輸出05 / BLOCK EXAMPLE
先讀值，再建立黑白門檻
把 TCRT5000 的讀值送到序列埠，讓學生找出黑色與白色的差異。
桃園版 BLOCKLY / WORKSPACE● BLOCK STYLE
Arduino 程式
初始化
重複執行
arduino_delayTCRT5000 讀取類比值（A0）
taoyuan_tcrt5000序列埠列印讀值
serial_println等待 100 毫秒
arduino_delay重複執行
重複執行
arduino_delayTCRT5000 讀取類比值（A0）
taoyuan_tcrt5000序列埠列印讀值
serial_println等待 100 毫秒
arduino_delayX / 010Y / 024
組合步驟
固定高度
讓模組離紙面約 2–5 mm，保持角度不變。
為什麼：高度與角度會直接改變反射量。觀察兩組數值
分別把感測器放在黑色與白色表面，記下序列埠讀值。
為什麼：先量測再設定門檻，比直接猜數字可靠。加上判斷
使用如果積木，比較讀值與自訂門檻。
為什麼：這是循跡與物體存在判斷的共同基礎。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。
taoyuan_tcrt5000：讀取反射強度原始值
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 |
|---|---|---|
| 感測器移到不同顏色表面 | 序列埠讀值會改變 | 反射光量受到表面材質與顏色影響。 |
| 模組高度改變 | 同一張紙的數值也可能漂移 | 門檻值需要配合機構高度重新校準。 |
06 / CODE EXPLAINED
範例程式逐段解說
這段程式把「紅外線反射感測器（TCRT5000）」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 SENSOR_PIN = A0;
void setup() {
Serial.begin(115200);
}
void loop() {
Serial.println(analogRead(SENSOR_PIN));
delay(100);
}SELF STUDY GUIDE先看哪一段、為什麼？
先載入函式庫與建立裝置
// 紅外線反射感測器（TCRT5000） 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 taoyuan_tcrt5000 就算接線正確也無法使用。
把程式腳位對回接線表
const int SENSOR_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 TCRT5000 讀取類比值。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.println(analogRead(SENSOR_PIN));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：taoyuan_tcrt5000；先確認它是回傳值還是執行動作。
- 本課板子：Arduino UNO；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。
數值幾乎不變
先檢查：確認 AO 是否接到 A0，並檢查 VCC/GND。
處理方式：改用 AO 讀取，重新插拔 USB 後再觀察。
黑白判斷相反
先檢查：把模組放到黑、白表面比較數值方向。
處理方式：反轉比較運算子或重新設定門檻，不要直接套用別人的數字。
讀值跳動很大
先檢查：確認感測器高度、環境光與接線是否固定。
處理方式：加遮光罩、固定支架，或取多次平均。
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。
畫出黑白讀值表
題目：量測 5 次黑色與白色讀值，整理平均值與範圍。
解題方向
這題要延伸「TCRT5000 讀取類比值」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 taoyuan_tcrt5000，先把讀值送到序列埠，建立正常範圍或基準值。
- 依題目「量測 5 次黑色與白色讀值，整理平均值與範圍。」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。
做出循跡提示燈
題目：當讀值跨過門檻時，控制 LED 顯示是否在黑線上。
解題方向
這題要延伸「TCRT5000 讀取類比值」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。把結果接到題目指定的輸出元件。
- 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 taoyuan_tcrt5000，先把讀值送到序列埠，建立正常範圍或基準值。
- 依題目「當讀值跨過門檻時，控制 LED 顯示是否在黑線上。」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。
雙感測器循跡
題目：加入第二個 TCRT5000，判斷左偏、右偏與在線上。
解題方向
這題要延伸「TCRT5000 讀取類比值」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 taoyuan_tcrt5000，先把讀值送到序列埠，建立正常範圍或基準值。
- 依題目「加入第二個 TCRT5000，判斷左偏、右偏與在線上。」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
- □ 能說明發光元件、反射面與接收元件的關係。
- □ 能正確設定 AO 腳位並讀取資料。
- □ 能以實測資料設定合理的黑白判斷門檻。
09 / EVIDENCE資料來源與版本展開查看 ＋
原廠文件桃園版 Blockly
TCRT5000 product informationVishay
↗原廠文件確認元件由紅外線發光元件與光電晶體組成，以及 950 nm 相關規格。
TCRT5000 datasheetVishay
↗補充反射式感測器的工作距離與光學特性。
桃園版 Blockly 感測器積木桃園版 Blockly
LOCAL對照 taoyuan_tcrt5000 與 tcrt5000 積木名稱、腳位與輸出型別。