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範例專案 - 節能系統

AI Smart Light·智能班房節能照明系統

結合 KOI2 AI 模組、光敏電阻與伺服馬達，自動控制照明與窗簾，達致節能減碳。

KOI2 AImicro:bitKittenbot光敏電阻伺服馬達LED
智能班房節能照明系統實物方案圖
方案實物:KOI2 AI · micro:bit · Kittenbot · 光敏電阻 · LED · 伺服馬達
01

專案簡介

教室裡的「小秘密」

為什麼我們的電費一直漲?

智能班房節能照明系統情境圖
【故事開始】

每天放學後,老師都會發現:

  • 🌙明明沒人,燈卻一直亮到深夜
  • ☀️中午陽光最強,教室燈還開著
  • ❄️夏天冷氣一直吹,卻沒人在教室裡

每間教室一年浪費的電力,相當於多燒掉好幾公斤煤,排放大量二氧化碳。

【召集令】

你願意當「智能班房改造師」,用程式解決這個問題嗎?

你的任務

設計一套「AI 智能節光系統」,讓教室變得更省電、更低碳!

系統功能
  • 👤有人使用教室時,自動開燈;沒人時自動關燈
  • ☀️光線充足時,用自然光代替電燈
  • 🪟光線不足時,自動打開窗簾讓光線進來
  • 🌱不用手動開關,節省電力,減少碳排放
02

硬件使用規則

✅
2
最多 2 個感測器
✅
1
最多 1 個執行器
✅
1
必須使用 1 個 KOI2
03

硬件清單

micro:bit
micro:bit
主板 ×1
Kittenbot
Kittenbot
擴展板 ×1
KOI2
KOI2
AI + 屏幕 + 按鍵 ×1
💡
光敏電阻
×1
⚙️
伺服馬達
×1
🟢
綠色 LED
×1
04

接線圖

接線示意圖
電路連結圖
KOI2→I2CP12 藍 / P2 黃 / P5 紅 / GND 黑
光敏電阻→P1讀取光線強度
綠色 LED→P0照明輸出
伺服馬達→S1控制窗簾角度
05

AI 智能節光系統 — TF 卡激活 AI 功能教學

KOI2 AI 模組必做步驟

為什麼需要 TF 卡？

KOI2 的人臉追蹤、AI 識別等功能必須依靠 TF 卡內的模型檔案才能運作。沒有 TF 卡 → AI 功能無法啟動 → 人面偵測會失效。

一、準備物品
  • TF 卡（Micro SD 卡）1 張
  • TF 卡 (Micro SD)
  • 電腦 / 讀卡機
  • KOI2 專用 AI 模型檔（官方提供）
  • micro:bit + Kittenbot 擴展板
二、插入 TF 卡到 KOI2
  1. 關閉所有電源
  2. 找到 KOI2 模組側邊的 TF 卡插槽
  3. 金手指朝下，輕輕插入
  4. 確認卡已完全卡緊、不會鬆脫
插入 TF 卡演示
三、開機檢查 AI 是否激活
  1. 開機
  2. KOI2 屏幕亮起
  3. 出現 AI 啟動畫面
  4. 人臉追蹤功能自動載入
  5. 屏幕顯示「AI READY」 表示成功
開機檢查 AI 激活演示
06

節能系統 - 模式控制

👁️💡
MODE AI
人臉偵測 · 自動照明
KOI2 持續偵測課室是否有人。偵測到人 → 開啟 LED 照明;沒有人 → 自動關燈,達致節能。
🌞🪟
MODE A+B
光敏模式 · 智能窗簾
同時按下 A+B 進入光敏模式。屏幕顯示 P1 光敏數值;當數值 < 400(光線不足)→ 伺服馬達轉至 180°關閉窗簾;否則回 0°打開窗簾。
BUTTON A / B · 螢幕方向控制

按下 A 或 B 鍵可切換 KOI2 螢幕的顯示方向,方便從不同角度觀看。

BUTTON A
LCD 朝向 = 正面 (front)
BUTTON B
LCD 朝向 = 背面 (back)
示範:按 A / B 切換 KOI2 螢幕方向
BUTTON A / B · 螢幕方向示範
備註：KOI2 鏡頭可以透過手動方式調整角度。
07

編程教學

MakeCode · micro:bit
下圖為完整 MakeCode 程式範例,可點擊按鈕在 MakeCode 開啟並直接匯入。
在 MakeCode 開啟 ↗
MakeCode 程式積木範例
分享代碼:S61718-06154-59603-82311
示範一:KOI 模組人臉識別模式(張嘴開燈)
示範二:同時按 A+B,啟動光線感應控制窗簾
08

運作原理

一、整體程式做什麼？

本程式是「AI 智能節光系統」的核心,同時實現兩個節能功能:

  • 人面追蹤控制 LED:偵測到人臉「張嘴」→ 自動開燈;沒偵測到 → 自動關燈。
  • 光敏電阻控制伺服馬達(模擬窗簾):光線不足 → 馬達轉 180° 打開窗簾;光線充足 → 回 0° 關閉窗簾。
  • 按鍵 A / B 可切換 KOI2 螢幕方向,方便不同角度觀看。

整體流程圖
二、程式模組拆解
1
On Start
開機初始化

只在開機時執行一次,把所有硬體設到初始狀態。

On Start 開機初始化積木
On Start 開機初始化積木
  • koi2 init tx P2 rx P12
    設定 KOI2 與 micro:bit 的通訊腳位:TX = P2, RX = P12。
  • switch function face tracking · IoT off
    切換 KOI2 為人面追蹤模式,並關閉 IoT,專注偵測人臉。
  • Servo S1 degree 0
    伺服馬達歸 0°,代表窗簾關閉。
  • led module P0 off
    熄滅 P0 LED,節省電力。
2
Forever
人面追蹤控制 LED

無限重複偵測 KOI2 回傳的人臉狀態。

Forever 人面追蹤控制 LED 積木
Forever 人面追蹤控制 LED 積木
  • if face tracking get state = open mouth
    偵測到「張嘴」→ 顯示開燈圖示 + LED P0 ON。
  • else
    否則 → 顯示關燈圖示 + LED P0 OFF。
TIP用「張嘴」模擬「有人在教室、需要照明」,讓學生理解「人臉偵測 → 自動控制」的邏輯。
3
on button A / B
切換螢幕方向

按 A/B 鍵切換 KOI2 螢幕方向,方便從不同角度觀看。

on button A / B 切換螢幕方向積木
on button A / B 切換螢幕方向積木
  • on button A → lcd direction front
    按 A 鍵 → 螢幕轉為前置,適合從前方觀看。
  • on button B → lcd direction back
    按 B 鍵 → 螢幕轉為後置,適合從後方觀看。
4
on button A+B
光敏電阻控制伺服馬達

同時按 A+B,啟動光線感應控制窗簾。

on button A+B 光線感應控制窗簾積木
on button A+B 光線感應控制窗簾積木
  • show number light sensor P1 analog value
    在 micro:bit 顯示 P1 光敏數值,即時觀察光線強度。
  • if value < 400
    光線不足 → Servo S1 轉 180°(打開窗簾,引入自然光)。
  • else
    光線充足 → Servo S1 回 0°(關閉窗簾)。
TIP「400」是臨界值,可根據實際教室光線調整,讓學生理解「閾值設定」的概念。
09

節能減碳的意義(課堂提問)

Q1

為什麼用「張嘴」來控制開燈?

Q2

為什麼光線暗要打開窗簾?

Q3

如果要讓系統更省電,你會怎麼修改程式?

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