學習目標
- ✓理解毫米波對靜止與移動人體的偵測概念。
- ✓以 UART 腳位與回報週期設定 C4002。
- ✓讀取存在狀態、距離與移動速度，設計教室情境應用。
BATCH 01 · 已發布
SENSOR / MMWAVEPRESENCE
毫米波人體存在感測器（C4002）分辨無人、有人存在與有人移動
C4002 使用 24 GHz FMCW 毫米波偵測人體存在與移動，並透過 UART 回傳資料。本篇將『存在』、『移動』與距離資料拆開教學，避免把毫米波誤解成單純的紅外線開關。
入門45 分鐘Arduino UNO（SoftwareSerial）／ESP32（Serial1）
READYDATA
SIGNAL STABLE毫米波人體存在感測器（C4002
VCC / 依模組規格供電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DFRobot C4002 毫米波模組避開金屬遮蔽物，正面朝向偵測區。
1 組Arduino UNO 與 USB 線UNO 範例 RX=D4、TX=D5。
1 組符合規格的電源與跳線UART 與 Arduino 必須共地。
02 / HOW IT WORKS
用頻率變化觀察空間中的目標
毫米波模組分析反射訊號的變化，除了移動目標，也能在條件適合時判斷有人停留。偵測結果會受安裝高度、背景、金屬與環境校正影響。
建立 UART 連線
Arduino 以 SoftwareSerial 或 Serial1 與 C4002 溝通。
更新感測資料
在迴圈中取得模組最新回報。
判斷目標狀態
分別讀取無目標、有人存在與有人移動。
DISTANCE FORMULAstate ∈ {無目標, 有人存在, 有人移動}
狀態是模組分析後的結果，不代表所有環境都能保證偵測正確；正式安全用途需要專用認證設備。
03 / WIRING
接線配置
UNO 的 RX/TX 要交叉接到模組 TX/RX；使用 5V 或 3.3V 時請依 C4002 模組版本與電平規格確認。
MODULE毫米波人體存在感測器（C4002VCCGNDTXRX
CONTROLArduino UNO（SoftwareSerial）／ESP32（Serial1）依模組規格供電GNDD4（UNO RX）D5（UNO TX）
| 模組腳位 | 接到控制板 | 訊號方向 | 檢查重點 |
|---|---|---|---|
| VCC | 依模組規格供電 | 電源 | 不要只依接頭外觀猜電壓。 |
| GND | GND | 地線 | UART 通訊一定要共地。 |
| TX | D4（UNO RX） | UART 資料 | 模組 TX 接 Arduino 軟體序列埠 RX。 |
| RX | D5（UNO TX） | UART 資料 | 模組 RX 接 Arduino 軟體序列埠 TX。 |
✓ 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。
C4002 初始化RX_PIN / TX_PIN 4 / 5REPORT_PERIOD 10
BLOCK 01
playrobot_c4002_setupC4002 初始化
設定 UART 腳位與回報週期
位置：感測器 → 距離感測器 → 毫米波人體存在- RX_PIN / TX_PIN
- 4 / 5UNO 範例交叉接線；ESP32 請依 Serial1 腳位。
- REPORT_PERIOD
- 10每 0.1 秒的回報週期數值。
C4002 更新資料
BLOCK 02
playrobot_c4002_updateC4002 更新資料
讀取最新 UART 資料
位置：感測器 → 距離感測器 → 毫米波人體存在C4002 偵測到人體存在？
BLOCK 03
playrobot_c4002_presenceC4002 偵測到人體存在？
判斷目前是否有目標
位置：感測器 → 距離感測器 → 毫米波人體存在C4002 目標狀態為STATE ePresence / eMotion
BLOCK 04
playrobot_c4002_target_stateC4002 目標狀態為
選擇無目標、有人存在或有人移動
位置：感測器 → 距離感測器 → 毫米波人體存在- STATE
- ePresence / eMotion用下拉選單選擇狀態。
存在目標距離（mm）
BLOCK 05
playrobot_c4002_presence_distance存在目標距離（mm）
取得存在目標距離
位置：感測器 → 距離感測器 → 毫米波人體存在移動目標速度（mm/s）
BLOCK 06
playrobot_c4002_motion_speed移動目標速度（mm/s）
取得移動目標速度
位置：感測器 → 距離感測器 → 毫米波人體存在05 / BLOCK EXAMPLE
有人停留時點亮教室提示燈
更新 C4002 後，當模組判斷有人存在時控制 LED。
桃園版 BLOCKLY / WORKSPACE● BLOCK STYLE
Arduino 程式
初始化
C4002 初始化（RX 4、TX 5、週期 10）RX_PIN / TX_PIN 4 / 5
playrobot_c4002_setup重複執行
arduino_delayC4002 更新資料
playrobot_c4002_updateC4002 目標狀態為「有人存在」STATE ePresence / eMotion
playrobot_c4002_target_state控制 LED 或蜂鳴器
arduino_serial_print重複執行
C4002 初始化（RX 4、TX 5、週期 10）RX_PIN / TX_PIN 4 / 5
playrobot_c4002_setup重複執行
arduino_delayC4002 更新資料
playrobot_c4002_updateC4002 目標狀態為「有人存在」STATE ePresence / eMotion
playrobot_c4002_target_state控制 LED 或蜂鳴器
arduino_serial_printX / 010Y / 024
組合步驟
先做環境校正
依模組教學在無人環境執行校正。
為什麼：背景反射會影響存在判斷。每圈更新資料
把更新積木放入迴圈，再讀取狀態或數值。
為什麼：狀態值必須來自最新 UART 回報。區分存在與移動
分別測試人站著與走動時的狀態。
為什麼：這兩種狀態適合不同的互動設計。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_c4002_setup：設定 UART 腳位與回報週期
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 |
|---|---|---|
| 偵測區無人 | 狀態接近無目標 | 模組未判斷到可追蹤目標。 |
| 人站在偵測區 | 可能回報有人存在 | 毫米波能觀察到停留目標的反射變化。 |
| 人走過偵測區 | 可能回報有人移動並提供速度 | 移動造成更明顯的頻率變化。 |
06 / CODE EXPLAINED
範例程式逐段解說
這段程式把「毫米波人體存在感測器（C4002）」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 <SoftwareSerial.h>
#include <DFRobot_C4002.h>
SoftwareSerial c4002Serial(4, 5); // Arduino RX, TX
DFRobot_C4002 c4002(&c4002Serial, 115200);
void setup() {
Serial.begin(115200);
while (c4002.begin() != true) delay(1000);
c4002.setReportPeriod(10);
}
void loop() {
c4002.getNoteInfo();
Serial.println(c4002.getTargetState() != eNoTarget);
delay(100);
}SELF STUDY GUIDE先看哪一段、為什麼？
先載入函式庫與建立裝置
#include <SoftwareSerial.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_c4002_setup 就算接線正確也無法使用。
把程式腳位對回接線表
// VCC → 依模組規格供電、GND → GND、TX → D4（UNO RX）、RX → D5（UNO TX）本頁接線是 VCC → 依模組規格供電、GND → GND、TX → D4（UNO RX）、RX → D5（UNO TX）。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 C4002 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
while (c4002.begin() != true) delay(1000);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 → 依模組規格供電、GND → GND、TX → D4（UNO RX）、RX → D5（UNO TX）。
- 主要積木：playrobot_c4002_setup；先確認它是回傳值還是執行動作。
- 本課板子：Arduino UNO（SoftwareSerial）／ESP32（Serial1）；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。
初始化一直失敗
先檢查：確認 RX/TX 是否交叉、共地與供電。
處理方式：模組 TX 接 Arduino RX、模組 RX 接 Arduino TX，並依規格供電。
無人時仍判斷有人
先檢查：檢查安裝角度、金屬反射與校正流程。
處理方式：清空偵測區後重新做環境校正，並縮小教學範圍。
資料更新不穩
先檢查：確認回報週期、序列埠速度與線材長度。
處理方式：降低回報頻率、固定接線，避免在同一序列埠混用除錯訊息。
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。
有人亮燈
題目：有人存在時點亮 LED，無人時熄滅。
解題方向
這題要延伸「C4002 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。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 playrobot_c4002_setup，先把讀值送到序列埠，建立正常範圍或基準值。
- 依題目「有人存在時點亮 LED，無人時熄滅。」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。
區分停留與移動
題目：為 ePresence 與 eMotion 設計不同顏色的 LED。
解題方向
這題要延伸「C4002 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。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 playrobot_c4002_setup，先把讀值送到序列埠，建立正常範圍或基準值。
- 依題目「為 ePresence 與 eMotion 設計不同顏色的 LED。」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。
教室節能情境
題目：偵測到有人且光照不足時才啟動燈光提示。
解題方向
這題要延伸「C4002 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。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 playrobot_c4002_setup，先把讀值送到序列埠，建立正常範圍或基準值。
- 依題目「偵測到有人且光照不足時才啟動燈光提示。」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
- □ 能畫出 UART 交叉接線。
- □ 能說明更新積木與狀態讀取積木的先後關係。
- □ 能分辨存在、移動與距離資料的用途。
09 / EVIDENCE資料來源與版本展開查看 ＋
官方教學桃園版 Blockly
C4002 24GHz mmWave Human Presence SensorDFRobot
↗官方教學確認 24 GHz FMCW、人體存在／移動與量測範圍等產品特性。
C4002 getting startedDFRobot
↗對照 Arduino、115200 UART、SoftwareSerial 與初始設定流程。
桃園版 Blockly C4002 積木桃園版 Blockly
LOCAL對照 setup、update、presence、target state、距離與速度積木。