單晶片多元應用實務研習

111年度教育部國民及學前教育署補助高級中等學校專業群科專任教師赴公民營機構研習

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講師：陳茂璋

一、初級認證要點說明�

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AI資訊應用能力認證

• 初級(Primary)

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• 中級(Intermediate)

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• 高級(Advenced)

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MakeCode

L1：MakeCode/MU(Micro Python) L2：Python

Python

AI資訊應用能力認證－初級能力指標

• AI初級資料蒐集能力
• 電路配線能力
• MakeCode程式撰寫能力
• I/O控制能力
• 數位電表基本應用能力

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(1)顯示器

(2)溫溼度&照度

(3)按鈕開關

(4)麥克風

(5)蜂鳴器/喇叭

(6)電位計

(7)加速度計

(8)繼電器

(9)2.4G無線通訊

AI資訊應用能力認證－初級能力指標

中級：

資料應用、統計分析，以提供下一階段機器學習的訓練及預測使用。

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高級：

機器訓練、推理運算、迴歸分析

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AI資訊應用能力認證

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測試內容要點

• 初級認證測試內容成績及格分數為70分。測試內容主要為：

(1)MakeCode程式撰寫

(2)I/O模組接線

(3)功能調整測試

• 測試時間為60分鐘。

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AI資訊應用能力認證─初級場地設備

• WIN10個人電腦(不能連接網路)
• 認證平台 BCE-700
• MicroBit
• 工作崗位數

18/24/30

• MakeCode IDE

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AI資訊應用認證平台

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AI資訊應用認證平台特色

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「AI資訊應用能力認證平台」

• 專門為AI資訊應用能力認證所設計的設備，本設備結合了各式微控板(如micro:bit、樹莓派、Arduino、ESP32...等) 、AI視覺辨識與各類I/O模組，可根據初、中、高階各階段的認證內容彈性調整。
• 本平台提供+3.3V與+5V兩種直流電壓，並具備完善的短路保護機制，使電源與元件不易損壞，即便損壞也保有維修方便的優點。
• 除了有利於學生奠定AI資訊運算邏輯能力基礎外，更能訓練其利用高階編程軟體於實務操作上的技能與實力。

二、整合開發環境介紹

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Official Editors

https://microbit.org/hk/code/

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Official Editors

https://microbit.org/hk/code/

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Third Party Editors

https://microbit.org/hk/code-alternative-editors/

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MakeCode編輯器

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MakeCode線上編輯頁面

• 選按Let’s Code進入後即出現如下視窗，點選New project開始編寫程式

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MakeCode編輯器開發介面分為兩種

• Makecode(圖控)

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• JaveSpript語言

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線上編輯頁面語言變更(一)

• 進入頁面後預設語言為英文，可點選視窗右上角齒輪設定語言變更

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線上編輯頁面語言變更(二)

• 點選Language將視窗捲到底下，點選繁體中文

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編輯頁面介紹(一)

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編輯頁面介紹(二)

1. 線上編輯視窗左上方會顯示Micro-bit圖示，此圖示可模擬LED顯示畫面，可設基本LED顯示功能。

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編輯頁面介紹(三)

2. 線上編輯視窗中間位置顯示如左圖列表，此列表為圖控模組選單，包含基本、輸入、音效、燈光、廣播、迴圈、邏輯、變數、數學等可利用不同拼圖組成各種程式

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編輯頁面介紹(四)

3. 線上編輯視窗右邊位置顯示如左圖介面，此介面為圖控編輯位置可將圖控拼圖移至此介面做程式排列。

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編輯頁面介紹(五)

4. 線上編輯視窗左下角可儲存project至電腦，如有與micro-bit連線則會將程式儲存至Micro-bit中。(micro-bit所儲存的檔案為.hex檔案)

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makecode app for windows 10

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三、函式庫安裝

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點選進階展開功能

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點選擴展進入新增畫面

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搜尋DHT11或DHT22

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點選新增

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新增後會自動回到主畫面這時會出現DHT11/DHT22拼圖即可開始使用

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四、初級試題及示範程式講解

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應檢流程

一、報到並審驗應檢人相關證件。

一、應檢人抽工作崗位。

一、試題說明、應考須知及考場注意事項。

一、10分鐘內自行檢查設備是否正常，若有問題立即提出，沒有問題則在確認無誤欄簽名。

一、撰寫程式及電路接線。

二、監評人員現場評分。應檢人經評分後，需將程式備份於指定磁碟，繳交後始可離場，離場後不得再進場。

一、監評人員成績評定，並登錄於成績總表。

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AI資訊應用能力認證－初級試題

試題一：溫度顯示與LED亮度調整

試題二：觸碰開關與可變電阻依序點亮LED燈

試題三：繼電器開關與音樂控制

試題四：紅綠燈控制應用

試題五：廣播控制LED移動方向

試題六：音量感測與溫度顯示

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AI資訊應用能力認證－初級試題I/O統計

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評分表

• 分成『不予評分項目』及『一般缺失項目』兩大類。

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評分表

• 『一般缺失項目』又分成「設備」、「配線」、 「功能」、 「工作態度」四項。『一般缺失項目』的四項內容，只有「功能」部分的扣分標準不一樣，其餘皆相同。

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評分表

• 監評委員在評「功能」時，請依據各題的「試題功能要求」逐一檢查，未達成則依「功能」的扣分標準扣分。
• 評分時需注意「每處扣分」及「最高扣分」。
• 完成評分後，請應檢人在扣分處簽名確認。

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試題一：溫度顯示與LED亮度調整

試題功能要求：

程式一開始時，micro:bit板上的LED矩陣不會出現任何訊息。

1. 當micro:bit板上的按鈕A被按下時，會在板上的LED矩陣，顯示M5模組的DHT11偵測到的溫溼度。
2. 當micro:bit板上的按鈕B被按下時，可以利用M6模組的光敏電阻(Cds)，控制板上LED矩陣的亮度。照射到Cds的光線越強，LED矩陣的亮度越暗，反之則越亮。

參考接腳：DHT11：P0，Cds：P1

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試題一：溫度顯示與LED亮度調整

• 接線圖

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DHT11：P0

Cds：P1

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試題一：溫度顯示與LED亮度調整

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試題一評分表

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試題二：觸碰開關與可變電阻依序點亮LED燈

試題功能要求：

1. 當micro:bit板上的按鈕A被按下時，調整M5模組上的可變電阻SR1，可控制M1模組LED ED1~ED8依序亮滅的數量。
1. 逆時鐘旋轉SR1時，依序點亮LED，當逆時鐘旋轉到底，則ED1~ED8全部點亮。
2. 順時鐘旋轉SR1時，則從最後點亮的LED，反序點滅LED，當順時鐘旋轉到底，則LED全部點滅。
3. SR1未轉動時，則不會進行任何亮滅動作。

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試題二：觸碰開關與可變電阻依序點亮LED燈

2. 當micro:bit板上的按鈕B被按下時，可透過micro:bit板上的觸碰按鈕，控制LED燈依序亮滅的數量。
1. 手指長壓時，ED1~ED8每0.5秒點亮一顆，直到手指放開或全部點亮為止。
2. 手指放開時，則從最後點亮的LED，每0.5秒反序點滅一顆LED，直到全部點滅。
3. 依照手指按壓的時間，可控制點亮或點滅LED的數量。

參考接腳：VR：P0，LED1~8：P1、P2、P3、P4、P6、P7、P8、P9

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試題二：觸碰開關與可變電阻依序點亮LED燈

• 接線圖

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VR：P0

LED1~8：P1、P2、P3、P4、P6、P7、P8、P9

試題二:觸碰開關與可變電阻依序點亮LED燈

• 電路圖

VR:P0

LED1~8:P1、P2、P3、P4、P6、P7、P8、P9

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試題二：觸碰開關與可變電阻依序點亮LED燈

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試題二評分表

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試題三：繼電器開關與音樂控制

試題功能要求：

1. 當手指按壓MicroBit板上的觸碰按鈕時，可以控制M4模組上的繼電器K1開啟，再用手指按壓一次時，則會關閉繼電器K1。
2. 當M3模組上的四個按鈕開關被按下時，可以從MakeCode內建的旋律清單中選取指定的旋律，並從MicroBit板上的喇叭播放出來。
1. S1：dadadum
2. S2：頌詩
3. S3：nyan
4. S4：blues

參考接腳：K1：P9，S1：P1 S2：P2 S3：P3 S4：P4

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試題三：繼電器開關與音樂控制

• 接線圖

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R1：P9

S1：P1 S2：P2

S3：P3 S4：P4

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試題三：繼電器開關與音樂控制

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試題三評分表

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試題四：紅綠燈控制應用

試題功能要求：

1. 程式一開始的預設狀態：
1. micro:bit板上的LED矩陣出現笑臉圖案。
2. 第1組號誌(模組1：ED1紅燈，ED2黃燈，ED3綠燈)狀態為綠燈亮，其餘不亮。
3. 第2組號誌(模組1：ED5紅燈，ED6黃燈，ED7綠燈)狀態為紅燈亮，其餘不亮。
2. 當micro:bit板上的按鈕A被按下時，啟動紅綠燈號誌功能：
1. 開始倒數9秒，倒數時間顯示在LED矩陣上，第1組號誌為綠燈亮，其餘不亮，第2組號誌為紅燈亮，其餘不亮。

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試題四：紅綠燈控制應用

2. 倒數到剩3秒時，第1組號誌轉為黃燈閃爍，其餘不亮，第2組號誌仍為紅燈亮，其餘不亮。
3. 倒數完畢，第1組號誌為紅燈亮，其餘不亮，第2組號誌為綠燈亮，其餘不亮，蜂鳴器響0.5秒後紅綠燈順序交換。
4. 開始倒數9秒，倒數時間顯示在LED矩陣上，第1組號誌為紅燈亮，其餘不亮，第2組號誌為綠燈亮，其餘不亮。
5. 倒數到剩3秒時，第1組號誌仍為紅燈亮，其餘不亮，第2組號誌轉為黃燈閃爍，其餘不亮。
6. 倒數完畢，第1組號誌為綠燈亮，其餘不亮，第2組號誌為紅燈亮，其餘不亮，蜂鳴器響0.5秒後重新執行程式。

參考接腳：ED1：P1，ED2：P2，ED3：P12，ED5：P13，ED6：P14 , ED7：P15，BZ1：P8

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試題四：紅綠燈控制應用

• 接線圖

58

ED1：P1，ED2：P2，ED3：P12，ED5：P13，ED6：P14，ED7：P15，BZ1：P8

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試題四：紅綠燈控制應用

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試題四評分表

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試題五：廣播控制LED移動方向

試題功能要求：

工作桌面上有兩片micro:bit，一片插在認證平台的插槽中，稱為A控制板；另一片則拿在手上，稱為B控制板。請利用micro:bit的廣播功能，達成下列之功能。

1. 當B控制板姿勢為正面朝上，B控制板的LED矩陣會顯示雙箭頭圖案(↔)，並且A控制板會控制模組1的8個LED(ED1~8)同時閃爍。8個LED燈的亮滅間隔為0.5秒。
2. 當B控制板姿勢為左側偏低，B控制板的LED矩陣會顯示向左箭頭圖案(←)，並且A控制板會控制模組1的8個LED(ED1~8)向左移動顯示(從Ed8往ED1)。每一個LED燈亮滅的間隔為0.2秒。

62

試題五：廣播控制LED移動方向

3. 當B控制板姿勢為右側偏低，B控制板的LED矩陣會顯示向右箭頭圖案(→)，並且A控制板會控制模組1的8個LED(ED1~8)向右移動顯示(從Ed1往ED8)。每一個LED燈亮滅的間隔為0.2秒。

參考接腳：ED1~8：P1、P2、P3、P4、P6、P7、P8、P9

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試題五：廣播控制LED移動方向

• 接線圖

64

ED1~8：P1、P2、P3、P4、P6、P7、P8、P9

5-1

5-2

65

試題五：廣播控制LED移動方向

66

試題五評分表

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試題六：音量感測與溫度顯示

試題功能要求：

1. 程式一開始的預設狀態：micro:bit板上的LED矩陣出現笑臉圖案；模組1的8個LED(ED1~8)同時閃爍，8個LED燈的亮滅間隔為0.5秒。
2. 當micro:bit板上的麥克風偵測到聲音響度大於128時，會在micro:bit板上的LED矩陣，顯示模組6 LM35偵測到的溫度值，此時模組1的8個LED熄滅不亮，待溫度顯示完畢，模組1的8個LED恢復閃爍，亮滅間隔仍為0.5秒，重新執行程式。

參考接腳：LM35：P0，LED1~8：P1、P2、P3、P4、P6、P7、P8、P9

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試題六：音量感測與溫度顯示

• 接線圖

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LM35：P0

LED1~8：P1、P2、P8、P12、P13、P14、P15、P16

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試題六：音量感測與溫度顯示

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試題六評分表

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END

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