第 1 章：認識 Arduino——開發板連接、電源確認與板載 LED 觀察

Arduino 零基礎入門實驗篇

第 1 章：認識 Arduino——開發板連接、電源確認與板載 LED 觀察

Arduino Uno R3｜零基礎版 Lab 1｜Arduino 20 章實驗系列

主題：

本章是 Arduino 二十章實驗系列的起點，專為完全沒有 Arduino、電子電路或程式設計經驗的學習者設計。

本實驗使用 Arduino Uno R3 與 USB 傳輸線，讓學生認識開發板的主要構造，學習如何正確連接電腦、辨識電源指示燈與板載 LED，以及操作 Reset 按鈕。

本章不需要麵包板、電阻或其他外接電子元件，也不要求學生先具備寫程式能力。

完成實驗後，應能：

認識 Arduino Uno R3 的用途。

辨識主要元件及接腳區域。

透過 USB 正確連接開發板與電腦。

確認電源指示燈是否正常。

了解板載 LED 與 Reset 按鈕的用途。

初步認識 Arduino IDE 與開發板連線狀態。

難度：（星等，1 到 5 顆星）

★☆☆☆☆（1／5 顆星）

完全初學者適用。無須具備任何電子電路或程式語言基礎。

動作原理說明：

1. Arduino 是什麼？

Arduino 是一套以微控制器為核心的電子開發平台，可以讀取外部訊號，請在此貼上 Arduino 程式碼

再按照程式設定執行控制動作。

例如，Arduino 可以用來製作：

LED 自動閃爍燈。

溫度與濕度監測器。

按鍵密碼鎖。

自動澆水裝置。

小型伺服馬達控制器。

電子音樂盒。

Arduino 的基本工作流程可以理解為：

輸入

按鍵、感測器

處理

Arduino 程式

輸出

LED、馬達

Arduino 系統最基本的概念：輸入 → 處理 → 輸出。

本章將先熟悉處理單元 Arduino Uno R3，之後再逐步加入輸入與輸出電路。

2. Arduino Uno R3 的主要構造

學生現在只需要辨識位置與基本功能，不必立即記住所有接腳的技術規格。

3. 微控制器和電腦有什麼不同？

Arduino Uno R3 與一般 Windows 電腦有很大的差異。

Arduino 的特色是簡單、容易連接電子元件，且能反覆執行指定控制工作。

4. Arduino 如何取得電源？

本章使用電腦 USB 供電。

USB 線同時提供本章所需的電源及與電腦通訊的連線。

一般情況下，USB 連接成功且供電正常時，Arduino Uno R3 的 ON 電源指示燈會亮起。

但 ON 燈亮，只代表有供電，不代表電腦一定正確辨識開發板，也不代表程式上傳功能已正常。

本章會將這兩件事分開檢查。

5. 板載 LED（L）是什麼？

Arduino Uno R3 上有一顆標記為 L 的 LED，通常連接到數位腳位 D13。

它可以用來測試開發板是否能執行控制程式，而不需要另外接一顆 LED。

出廠時，有些 Arduino 開發板預先載入 Blink 閃爍程式，因此接上電源後 L 燈可能會閃爍。

但也可能：

持續亮起。

保持熄滅。

依照先前上傳的程式呈現其他狀態。

因此，不能只靠 L 燈有沒有閃爍，判斷 Arduino 是否故障。

6. Reset 按鈕的作用

按下 Reset 時，Arduino 的微控制器會重新啟動目前儲存在 Flash 記憶體中的程式。

Reset 不等於刪除程式，也不等於恢復出廠設定。

如果目前執行的是 Blink，按下 Reset 後，Blink 程式將從頭重新執行。

7. Arduino IDE 是什麼？

Arduino IDE（Integrated Development Environment）是撰寫、編譯和上傳 Arduino 程式的開發環境。

本章只需要初步認識：

第 5 章才會完整練習 Arduino IDE 安裝、程式修改與上傳。

實作時間：30 分鐘

功能設計：

本章實驗定義為「Arduino 開發板基本操作與狀態確認」。

預期完成六項功能：

可以正確辨識 Arduino Uno R3。

可以使用 USB 線供電。

ON 電源指示燈正常亮起。

可以辨識 L 板載 LED 的位置。

可以操作 Reset 按鈕。

電腦可以識別 Arduino 的連接埠。

本章不以上傳新程式作為必須通過的條件。 第 5 章才正式學習程式編譯與上傳。

準備材料：（表格）

USB 傳輸線選擇

Arduino Uno R3 一般使用 USB Type-B 接頭。電腦端可依設備使用 Type-A 或適當的 Type-C 轉接方式。

請使用具備資料傳輸能力的 USB 線，不要只確認能供電。

本章不需要麵包板、LED、電阻或外部電源，使用開發板原有元件即可完成。

接線：

1. Arduino 與電腦連接

2. 操作步驟

將 Arduino Uno R3 平放在乾燥、絕緣的桌面上。

先檢查 USB 接頭是否變形，以及開發板上有無明顯損壞。

把 USB Type-B 端接到 Arduino。

把 USB 另一端接到電腦。

觀察 ON 電源指示燈。

觀察 L 板載 LED，但不要求它必須閃爍。

確認電腦有辨識開發板。

第一章實驗連接方式

簡化示意圖：本章只需要將電腦與 Arduino Uno R3 透過 USB 連接。

操作安全提醒： 不要將開發板直接放在金屬桌面或其他導電物體上。若發現異常發熱、燒焦味或電腦提示 USB 過電流，應立即拔除 USB，停止使用並檢查設備。

需要載入的程式庫：

本章只做連接與狀態觀察，不需要安裝外部 Library。

程式：

第 1 章的正式實驗 不需要編寫或上傳新程式。

但為了讓學生初步認識 Arduino 程式的樣子，下面提供一段 Blink 示範，作為閱讀材料。

/*

Arduino 零基礎入門篇

第 1 章：認識 Arduino

示範程式：板載 LED 閃爍

本章只需閱讀，不要求上傳。

第 5 章將正式操作此程式。

*/

void setup() {

// 設定板載 LED 為輸出

pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);

}

void loop() {

// LED 亮起

digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH);

// 等待 1 秒

delay(1000);

// LED 熄滅

digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW);

// 等待 1 秒

delay(1000);

}

這段程式讓板載 LED 亮 1 秒、滅 1 秒，持續重複。學生現階段只需觀察程式的基本結構。

程式說明：

1. setup() 是什麼？

void setup() {

}

setup() 用來設定 Arduino 開機後需要先完成的工作。

一般在開機或 Reset 後執行一次。

2. loop() 是什麼？

void loop() {

}

loop() 是 Arduino 的主要執行區域，會不斷重複執行。

3. LED_BUILTIN 是什麼？

pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);

LED_BUILTIN 是 Arduino 提供的板載 LED 腳位名稱。

在 Uno R3 上通常對應 D13。

使用這個名稱可以避免初學者一開始就必須記住數位腳位編號。

4. HIGH 與 LOW

digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH);

對 Uno R3 的板載 LED，HIGH 會讓 LED 亮起。

digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW);

LOW 會讓 LED 熄滅。

5. delay() 的作用

delay(1000);

代表等待約 1000 毫秒，也就是 1 秒。

這些內容將在第 5 章詳細介紹，本章不要求學生自行修改。

測試：

測試 1：確認開發板外觀

請學生實際指出：

測試 2：USB 電源連接

將 USB 線接到 Arduino 與電腦。

預期：

Arduino ON 指示燈亮起。

沒有異常發熱。

電腦沒有顯示 USB 過電流警告。

如果 ON 燈沒有亮起，先檢查 USB 線、USB 埠與開發板外觀，不要立即接上外部電源嘗試。

測試 3：觀察 L 指示燈

觀察板載 L LED 的狀態。

本測試重點是找出 L 指示燈的位置，並記錄目前狀態。

測試 4：Reset 操作

按下一次 Reset，觀察開發板。

預期：

Arduino 微控制器重新啟動。

如果有既有程式，會重新執行。

不應因此刪除已儲存的程式。

如果開發板原有 Blink 程式，通常可以觀察到閃爍流程重新開始。

測試 5：電腦辨識 Arduino

以 Windows 11 為例：

開啟「裝置管理員」。

尋找「連接埠（COM 和 LPT）」。

檢查是否出現 Arduino Uno 或相容的 USB 序列裝置。

記錄 COM 埠號，例如 COM3、COM5，實際號碼以電腦顯示為準。

如果電腦沒有辨識，可能需要檢查 USB 線、驅動程式或開發板 USB 介面。部分副廠 Uno 使用不同 USB 序列晶片，可能需要對應驅動。

第 1 章互動驗收表

第 1 章實驗驗收

能找到 USB Type-B 接頭

能找到 ATmega328P 主控制晶片

能找到 Reset 按鈕

能分辨 ON 與 L 指示燈

USB 連接後 ON 電源燈正常

能觀察並記錄 L LED 狀態

按下 Reset 後開發板能重新啟動

電腦能辨識 Arduino 連接埠

L LED 目前狀態

閃爍

持續亮起

保持熄滅

其他／未能判斷

Arduino 連接埠（選填）

複製實驗驗收紀錄

常見問題與排除

延伸應用：

本章學習成果

完成第 1 章後，學生應能回答：

Arduino 與一般電腦有什麼不同？

Arduino Uno R3 的主要控制晶片是什麼？

USB 線在本章有哪兩個用途？

ON 指示燈與 L 指示燈有何差異？

Reset 按鈕是否會刪除 Arduino 中的程式？

為什麼 L 指示燈沒有閃爍，不一定代表 Arduino 故障？

如何確認電腦已辨識 Arduino？

本章核心成果：學生能正確辨識 Arduino Uno R3，完成 USB 連接、電源檢查、板載 LED 觀察與 Reset 操作，建立後續 Arduino 實作的基本能力。

下一章：第 2 章——Arduino Uno R3 開發板腳位認識與 D13 板載 LED 數位輸出實驗。

第 2 章將進一步認識 Digital、Analog、電源與 PWM 腳位，並利用 D13 板載 LED 進行第一個簡單的 GPIO 控制練習。