學習目標
- ✓理解光束遮蔽造成數位狀態改變。
- ✓使用主動電位設定讀取遮光事件。
- ✓以事件計數推估物體通過次數或轉速。
BATCH 01 · 已發布
SENSOR / PHOTOINTERRUPTER
紅外線光中斷感測器（940 nm）用光束被遮住的瞬間計數、測速與辨識位置
光中斷模組由紅外線發射端與接收端形成一條光路；物體通過並遮住光束時，數位輸出會切換。它適合做輪盤計數、門片通過偵測與簡單轉速實驗。
入門45 分鐘Arduino UNO
READYDATA
SIGNAL STABLE紅外線光中斷感測器（940 nm
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940 nm 紅外線光中斷模組確認發射端與接收端相對位置。
1 組Arduino UNO 與 USB 線使用 D2 作為數位輸入示範。
1 個帶缺口的圓盤或紙片用來製造規律遮光事件。
02 / HOW IT WORKS
光路被切斷就是一個事件
模組把接收到的紅外線轉成數位高低電位；實際遮光時是 HIGH 或 LOW，取決於模組電路與 ACTIVE_LEVEL 設定。
建立光路
發射端持續送出 940 nm 紅外線，接收端收到光。
物體通過
輪盤缺口、紙片或手指遮住光路。
讀取狀態
Blockly 依設定的主動電位回傳是否被遮住。
DISTANCE FORMULAcount = count + 1（每次遮光邊緣）
若在整段遮光期間重複加一，會得到大量重複計數；教學時應加入邊緣判斷或解除遮光等待。
03 / WIRING
接線配置
本篇以數位輸出示範；如果使用不同模組，請先用序列埠確認遮光時的 HIGH/LOW，再調整 ACTIVE_LEVEL。
MODULE紅外線光中斷感測器（940 nmVCCGNDOUT
CONTROLArduino UNO5VGNDD2
| 模組腳位 | 接到控制板 | 訊號方向 | 檢查重點 |
|---|---|---|---|
| VCC | 5V | 電源 | 依模組標示供電。 |
| GND | GND | 地線 | 建立共同參考電位。 |
| OUT | D2 | 數位輸出 | 接到光中斷積木的 PIN。 |
✓ 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。
紅外線光中斷：是否遮光？PIN 2ACTIVE_LEVEL LOW
BLOCK 01
playrobot_ir_breakbeam紅外線光中斷：是否遮光？
讀取遮光後的布林狀態
位置：感測器 → 距離感測器 → 紅外線光中斷- PIN
- 2設定 OUT 所接的數位腳位。
- ACTIVE_LEVEL
- LOW選擇模組在遮光時的有效電位。
如果…那麼
BLOCK 02
controls_if如果…那麼
把遮光狀態轉成計數事件
位置：控制變數增加
BLOCK 03
math_change變數增加
每次事件將計數器加一
位置：數學／變數序列埠列印
BLOCK 04
serial_println序列埠列印
觀察遮光狀態與計數結果
位置：輸出05 / BLOCK EXAMPLE
數一數輪盤通過幾次
讓紙盤上的缺口每通過一次光路，計數器只增加一次。
桃園版 BLOCKLY / WORKSPACE● BLOCK STYLE
Arduino 程式
初始化
重複執行
arduino_delay光中斷：是否遮光？（D2，LOW）
sensor_block如果遮光
arduino_delay計數器增加 1
arduino_serial_print等待直到解除遮光
arduino_delay重複執行
重複執行
arduino_delay光中斷：是否遮光？（D2，LOW）
sensor_block如果遮光
arduino_delay計數器增加 1
arduino_serial_print等待直到解除遮光
arduino_delayX / 010Y / 024
組合步驟
先確認有效電位
手動遮住光路並查看序列埠。
為什麼：避免把 HIGH/LOW 方向設定反。加入解除遮光
事件計數後等待 OUT 回到非有效狀態。
為什麼：同一個物體停在光路中時不會被重複計數。換算轉速
在固定時間內統計通過次數，再換算 RPM。
為什麼：計數資料可以延伸成簡單的速度測量。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_ir_breakbeam：讀取遮光後的布林狀態
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 |
|---|---|---|
| 光路暢通 | 狀態保持未遮光 | 接收端持續收到紅外線。 |
| 紙片通過光路 | 狀態切換並觸發一次計數 | 遮光邊緣代表一個通過事件。 |
06 / CODE EXPLAINED
範例程式逐段解說
這段程式把「紅外線光中斷感測器（940 nm）」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 BREAKBEAM_PIN = 2;
unsigned long count = 0;
void setup() {
pinMode(BREAKBEAM_PIN, INPUT);
Serial.begin(115200);
}
void loop() {
if (digitalRead(BREAKBEAM_PIN) == LOW) {
count++;
Serial.println(count);
while (digitalRead(BREAKBEAM_PIN) == LOW) delay(2);
}
}SELF STUDY GUIDE先看哪一段、為什麼？
先載入函式庫與建立裝置
// 紅外線光中斷感測器（940 nm） 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_ir_breakbeam 就算接線正確也無法使用。
把程式腳位對回接線表
const int BREAKBEAM_PIN = 2;本頁接線是 VCC → 5V、GND → GND、OUT → D2。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 紅外線光中斷：是否遮光？。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 (digitalRead(BREAKBEAM_PIN) == LOW) {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、OUT → D2。
- 主要積木：playrobot_ir_breakbeam；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。
一直顯示遮光
先檢查：確認發射端與接收端是否對準，以及 ACTIVE_LEVEL。
處理方式：調整模組間距與角度，並在積木中切換 HIGH/LOW。
一次通過卻增加很多次
先檢查：檢查程式是否等待解除遮光。
處理方式：加入解除遮光等待或以邊緣偵測取代電位偵測。
環境光干擾
先檢查：在室內燈光與陽光下比較狀態。
處理方式：固定遮光罩與模組位置，避免接收端直接面向強光。
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。
做一個通過計數器
題目：每遮光一次讓 LED 閃爍一次，並列印累計次數。
解題方向
這題要延伸「紅外線光中斷：是否遮光？」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_ir_breakbeam，先把讀值送到序列埠，建立正常範圍或基準值。
- 依題目「每遮光一次讓 LED 閃爍一次，並列印累計次數。」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。
測量輪盤 RPM
題目：使用 10 秒視窗統計次數，顯示每分鐘轉數。
解題方向
這題要延伸「紅外線光中斷：是否遮光？」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_ir_breakbeam，先把讀值送到序列埠，建立正常範圍或基準值。
- 依題目「使用 10 秒視窗統計次數，顯示每分鐘轉數。」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。
判斷方向
題目：加入第二組錯開的光中斷，利用先後順序判斷旋轉方向。
解題方向
這題要延伸「紅外線光中斷：是否遮光？」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_ir_breakbeam，先把讀值送到序列埠，建立正常範圍或基準值。
- 依題目「加入第二組錯開的光中斷，利用先後順序判斷旋轉方向。」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
- □ 能說明遮光如何轉成數位事件。
- □ 能依實測結果設定 ACTIVE_LEVEL。
- □ 能避免同一段遮光造成重複計數。
09 / EVIDENCE資料來源與版本展開查看 ＋
官方教學桃園版 Blockly
Gravity: ITR9608 Infrared Light Photo InterrupterDFRobot
↗確認 940 nm、數位輸出、5 mm 間隙與計數／轉速應用。
桃園版 Blockly 光中斷積木桃園版 Blockly
LOCAL對照 playrobot_ir_breakbeam 的 PIN 與 ACTIVE_LEVEL 欄位。