开始之前
第 0 课：课程大纲
45 节课的完整路线图，从点亮一颗灯到让板子上网、做出能拿回家的东西
我是吴老师。动手之前，你先花五分钟看一眼这张地图。
为什么值得看？ 因为硬件这东西，最怕的就是"学到一半不知道自己在哪"。你会遇到这种情况：某个实验不亮，你不知道是自己错了，还是这本来就该这样——于是白白卡两个小时。
知道自己在哪一步、这一步是为了什么、下一步去哪，你就能判断"现在这个现象正不正常"。这是老手和新手最大的差别，不是知识量，是方位感。
所以这条路我先把全程画给你看。
全景：五个单元，45 节课（全部已上线）
| 单元 | 节数 | 课时 | 一句话 |
|---|---|---|---|
| 一、开始之前 | 6 | 9 | 认识家伙什：环境、材料、教具、万用表 |
| 二、基础入门 | 5 | 9 | 点亮第一颗灯，走通第一条闭环 |
| 三、模块熟悉 | 16 | 10 | 一个一个认识套件里的模块 |
| 四、联网与通信 | 6 | 15 | 让板子上网、当服务器、互相说话、被手机控制 |
| 五、实战课题 | 12 | 33 | 做出十二个能拿回家的东西 |
| 45 | 76 |
视频课不单独成章了。 我录的屏打散插在对应的文字课后面——比如"视频：按钮"就排在第 8 课后面。所以你看到某个模块那里，前面是文字，后面跟着视频。
视频跟文字是配合关系：文字讲"为什么"，视频给你看"手怎么动"。别把视频当独立的东西看——先看视频过一遍，再回文字课读原理，然后跟着做。
看两组数字。
第一组：实战单元的课时占了一半（33/76，比前面所有课加起来还多）。
这个比例是我故意的。前面那些课你学的全是"零件"——LED 怎么点、传感器怎么读、舵机怎么转。这些都不是目的，是手段。 真正的目的是最后那 12 个课题：你能拿在手上、能给爸妈看、能说"这是我做的"的东西。
所以别在前面急着赶进度。你在第 9 课多花的那半小时，会在第 30 课变成少卡的两小时。
第二组：联网单元只有 6 节课，却占了 15 课时——比整个"模块熟悉"单元（16 节课才 10 课时）还多。
为什么？因为联网的坑不在代码，在网络环境。接错一根线，你能看见灯不亮；连不上网，你只能看见"没反应"。问题可能出在 WiFi 名字、密码、路由器、天线、服务器地址……排查这些比排查一根线难十倍。 我给足课时，就是让你有地方摔。
两条路线，先想清楚
这套课有两条并行的路线，你选一条走。它们不是难度不同的同一门课，是两种不同的学法：
| 图形化路线 | 代码路线 | |
|---|---|---|
| 用什么 | AI Scratch 平台，拖积木 | Arduino CLI，自己写代码（AI 辅助） |
| 入口 | 第 1 课 | 第 2 课 |
| 适合 | 零基础、年龄偏小、怕看代码 | 想真正学会写程序 |
| 天花板 | 平台有什么积木，你就能做什么 | 只要能装库，几乎什么都能做 |
关键区别在最后一行。 图形化是"平台给你什么"，代码是"你想要什么"。
所以有两节课只有代码路线能做：
| 课 | 为什么 |
|---|---|
| 21 板子开热点 | 需要让板子当网页服务器，图形化平台没有这个积木 |
| 25 蓝牙 BLE | 平台里的"蓝牙"是连接方式（代替数据线），不是可编程功能 |
其余所有课程，两条路线都能做。 碰到这两节，走图形化的同学跳过就行，不影响后面。
一、开始之前
| # | 课程 | 难度 | 课时 | 学什么 |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 环境配置：AI Scratch 图形化路线 | A | 1 | 拖积木入门，不写代码 |
| 2 | 环境配置：Arduino CLI + AI 辅助路线 | A | 1 | 写代码，AI 帮你装环境 |
| 3 | 材料清单 | A | 1 | 18 件点货，认丝印、认杜邦线 |
| 4 | 认识你的教具 | A | 2 | 供电/地/信号三根线、三类模块划分、丝印怎么读 |
| 5 | 万用表：学会看见电 | A | 3 | 通断、直流电压，以及**"电→信号→代码"的排查顺序** |
目标只有两句话：把家伙什认全，让板子能跑起来。
先说清楚这一章在干什么。 前 3 课搞定环境和材料，第 4 课认元件，第 5 课学时整套课里最重要的工具——万用表。
万用表为什么给 3 课时？ 因为后面 12 个实战课题，每一个都会埋一个只有万用表才能定位的故障。这节课学扎实，后面少哭很多次。
这一单元有个硬标准：你必须亲手跑通一次"上传 → 板子有反应"。没跑通，别往下走。因为后面每节课都建立在这个前提上，地基没打好，你会卡在同一个地方反复摔。
二、基础入门
| # | 课程 | 难度 | 课时 | 学什么 | 用到的件 |
|---|---|---|---|---|---|
| 6 | 点亮 LED 模块 | A | 1 | 数字输出、高电平低电平 | LED |
| 7 | 串口打印：让板子开口说话 | A | 1 | 串口调试、看懂打印出来的数 | 主控 |
| 8 | 按钮：数字输入与消抖 | A | 1 | 数字输入、上拉下拉、按键抖动 | 按钮 |
| 8.5 | 【视频】按钮 | — | — | 接线、读数字引脚、消抖 | 录屏 |
| 9 | 走通第一条闭环 | A | 1 | 输入→判断→输出，这是所有作品的骨架 | 按钮 + LED |
三、模块熟悉
| # | 课程 | 难度 | 课时 | 学什么 | 用到的件 |
|---|---|---|---|---|---|
| 10 | 电位器与 ADC | A | 1 | 模拟输入、ADC 原理、分压 | 电位器 |
| 11 | 光敏传感器：光线有多亮 | A | 1 | 模拟量随环境变化、阈值判断 | 光敏 |
| 11.5 | 【视频】光敏传感器 | — | — | 录屏 | |
| 12 | 热敏传感器：温度藏在哪里 | B | 1 | 非线性换算、校准 | 热敏 |
| 12.5 | 【视频】热敏传感器 | — | — | 录屏 | |
| 13 | 麦克风模块：声音有多响 | B | 1 | 模拟量的包络、峰值保持 | 麦克风 |
| 13.5 | 【视频】声音模块 | — | — | 录屏 | |
| 14 | 红外传感器：前面有东西吗 | A | 1 | 红外反射原理、调灵敏度 | 红外 |
| 15 | 超声波模块：量个距离 | B | 1 | Trig/Echo 时序、单位换算 | 超声波 |
| 15.5 | 【视频】超声波模块 | — | — | 录屏 | |
| 16 | 温湿度传感器 DHT11 | B | 1 | 单总线协议、数字传感器的"脾气" | 温湿度 |
| 17 | 蜂鸣器：发出声音 | A | 1 | 数字输出、有源无源的区别 | 蜂鸣器 |
| 17.5 | 【视频】蜂鸣器 | — | — | 录屏 | |
| 18 | 舵机：让角度转起来 | B | 1 | 模拟输出（PWM）、占空比、供电 | 舵机 |
| 19 | OLED 显示屏：把数字画出来 | B | 1 | I²C 总线、多设备挂载 | OLED |
| 19.5 | 【视频】OLED 显示屏 | — | — | 录屏 |
四、联网与通信
这个单元是 ESP32-C3 区别于普通开发板的地方。 前面那些模块，一块几十块的 Arduino 也能做；上网、无线通信，是这块板子真正的本事。
| # | 课程 | 难度 | 课时 | 学什么 | 需要什么 |
|---|---|---|---|---|---|
| 20 | WiFi 联网：让板子上网 | B | 2 | 连路由器、拿到 IP、什么是"联网" | 路由器 |
| 21 | 板子开热点：手机遥控 LED | B | 3 | AP 模式、板子当网页服务器** | 不需要任何外设 |
| 22 | HTTP 请求：板子去访问网页 | B | 2 | GET/POST、拿到返回内容、状态码 | 路由器 |
| 23 | MQTT：巴法云远程控制 | C | 3 | 发布/订阅、主题、远程控制灯 | 路由器 |
| 24 | ESP-NOW：两块板子对话 | B | 3 | 板间直连、MAC 地址、广播 | 两块板子 |
| 25 | 蓝牙 BLE：手机连上板子 | B | 2 | BLE 是什么、连接通道 vs 功能 | 仅代码路线 |
第 21 课我觉得是先讲的，理由很实在
它是唯一一节不需要任何外部设备的联网课。
- 不用路由器
- 不用 MQTT 服务器
- 不用买第二块板子
- 不用注册任何账号
板子自己开一个 WiFi 热点，你的手机连上去，浏览器打开一个地址，看见的是板子自己吐出来的网页。点一下按钮，灯亮了。
这一节课你会有个很特别的感受：原来这块小小的板子，自己就是一个服务器。它不只是"能上网的设备"，它能给别人提供网页。
这个认知很重要。它把"联网"从"我的板子去求别人"变成了"我的板子自己就是一方"。后面学 MQTT、学 HTTP，你会一直用到这个视角。
所以我把这一课放在最前面（第 21 课），虽然它是个"实战案例"，但它更适合当联网单元的入口。
三件必须先知道的事
① ESP-NOW 需要两块板子。
第 24 课是"两块板子互相说话"，你只有一块就做不了。两个办法：再买一块（几十块，跟同学合买也行），或者跳过。它不影响后面的课程。
但我还是建议你为它多买一块。这是套件里最有科技感的东西——两块板子不用路由器、不用网络，隔空直接对话。
② 蓝牙只在代码路线能做。
图形化平台没有蓝牙编程的积木。平台里的"蓝牙"，作用是代替数据线连接板子（一种更省事的连法），不是让你写蓝牙程序。这是两回事，第 25 课会讲清楚。
③ MQTT 需要一个服务器，我用巴法云。
先说清楚巴法云是什么：它就是互联网上的一台服务器（bemfa.com），专门负责收发 MQTT 消息。国内的、免费的、有网页调试台——你可以在浏览器里直接发消息测试，不用写一行代码。
它跟你的板子是哪条路线没关系，跟 AI Scratch 也没关系。 它不属于任何平台，就是一个对外的服务——谁讲 MQTT 都能连它：你的 ESP32 能连，我的电脑能连，别人写的 Python 脚本也能连。大家只是在同一个"邮局"里收发各自主题的信。
这一点你理解了，MQTT 就理解了一半——MQTT 的核心就是"大家都去同一个邮局"，跟寄信的人用什么笔、什么纸没有关系。
为什么联网的课时给这么多
因为联网出问题的时候，你几乎看不见任何东西。
接错一根线，你能看见灯不亮；连不上网，你只能看见"没反应"。问题可能出在：WiFi 名字错、密码错、路由器限制了新设备、板子天线没接好、服务器地址不对、对方服务器就是挂了……
排查这些，比排查一根线难十倍。 所以第 20 课我会专门讲"连不上网的时候，按什么顺序查"——这套顺序比代码本身值钱。
五、实战课题
这是整门课的重头戏。 前面 25 节课你学了一堆零件和本事，现在开始把它们攒成真东西。
| # | 课题 | 难度 | 课时 | 组合 | 做什么 |
|---|---|---|---|---|---|
| 26 | 光控小夜灯 | A | 2 | 光敏 + LED | 纸皮灯罩 |
| 27 | 红外感应灯 | A | 2 | 红外 + LED | 纸皮底座 |
| 28 | 倒车雷达 | A | 2 | 超声波 + 蜂鸣器 + LED | 冰棒棍支架 |
| 29 | 调光台灯 | B | 2 | 电位器 + LED | 纸皮灯罩 |
| 30 | 坐姿提醒器 | B | 3 | 超声波 + 蜂鸣器 + OLED | 冰棒棍支架 |
| 31 | 追光小雷达 | B | 3 | 光敏 + 舵机 + OLED | 冰棒棍云台 |
| 32 | 打地鼠游戏机 | B | 3 | 按钮 + OLED + 蜂鸣器 | 纸皮机身 |
| 33 | 桌面温度计 | B | 3 | 热敏 + DHT11 + OLED + 蜂鸣器 | 纸皮表盘 |
| 34 | 联网天气站 | B | 3 | WiFi + HTTP + OLED | 纸皮相框 |
| 35 | 远程开关灯 | C | 3 | WiFi + MQTT + LED | 纸皮灯座 |
| 36 | 无线报警器 | C | 3 | ESP-NOW + 蜂鸣器 + LED | 冰棒棍外壳 |
| 37 | 智能温室模型（结课） | C | 4 | 温湿度+光敏+超声波+OLED+舵机 | 纸皮房子 |
联网类的三个课题，各代表一个方向
35 联网天气站 —— 板子去外部世界取数据（当客户端）。 这是你的板子第一次跟外部世界发生关系。前面所有实验，板子都只在你的桌子上自娱自乐；从这节课起，它读到的是真实世界的数据。
36 远程开关灯 —— 用手机发一条消息，灯在别处亮了。 重点不是"控制灯"，是**"控制"这个概念本身**：你的人不在现场，指令穿过网络，让远处的设备动作。智能家居说白了就是这个东西。
37 无线报警器 —— 两块板子不用任何网络直接对话。 需要两块板子。它的价值在于让你亲眼看见：没有路由器，也能通信。
难度是递进的，别跳
| 档 | 课题 | 特点 |
|---|---|---|
| A | 26、27、28 | 两个模块，一个输入一个输出，照着做就能成 |
| B | 29～34 | 三个模块，要做判断、调参数、处理供电 |
| C | 35、36、37 | 系统集成，没人给你完整答案 |
A 档的三个课题，每个演示一种传感器的"性格"：光敏是连续变化的量，红外是"有/没有"，超声波是"多少厘米"。这三个做完，三种输入方式就都摸过一遍了。
C 档的三个课题，各代表一个方向：35 是远程控制，36 是无线通信，37 是系统集成（结课作品）。
三条硬规矩
每个课题都必须遵守：
- 走完整闭环：传感器（看）→ 判断（想）→ 执行器（做）。缺一环就不算作品，只能算演示。
- 外壳只用身边材料：纸皮、冰棒棍、热熔胶。不许 3D 打印、不许激光切割——那些门槛会把"我做的"变成"别人帮我做的"。
- 至少埋一个坑：每个课题我都故意留一个故障，而且只有用万用表才能定位。这是第 5 课为什么要给 3 课时的原因。
做第 37 课之前提醒你一件事：套件里是 DHT11，它测温范围
0~50°C、精度±2°C，测湿20~90%、精度±5%。这是颗够用但不精确的传感器——拿它做"屋里热不热、潮不潮"完全没问题，但别拿它当温度计去跟人家标准温度计比对，差个一两度是正常的，不是你的代码错了。
关于"做不出来"这件事
十二个课题里，你大概率会有三四个做不顺。这很正常，而且是我故意的。
硬件课的价值不在"照着图接完就亮"，在于不亮的时候你怎么办。所以我每个课题都给完整接线、完整代码，但一定会留一个坑——有时候是根坏线，有时候是个接反的脚，有时候是个没共地的模块，联网课题里还可能是路由器抽风。
你能把它找出来，这个课题才算真做完。
难度标记怎么看
| 标记 | 意思 | 你大概会遇到 |
|---|---|---|
| A | 照着做就能成 | 接线对、代码抄对，就一定能出结果 |
| B | 要动点脑子 | 可能要调参数、看现象反推原因 |
| C | 要自己拼装 | 没人给你完整答案，得把前面的知识组合起来 |
别跳着做 C 类。 C 是拿 A 和 B 堆出来的，前面的 A、B 没走扎实，到 C 你只会一脸茫然。
关于课时，我说句实话
标 1 课时的课，新手实际可能要花两小时。这不是你笨，是硬件课的常态——插错一根线，找它就得二十分钟。
标 3 课时的实战课题，你要是第一次做，留出一整个下午。做东西和做实验不一样，剪纸皮、调角度、粘热熔胶，都比你想象的花时间。
联网的课还要再宽一点。 网络这东西不受你控制：路由器可能限制新设备、公共服务器可能挂了、你家 WiFi 可能刚好在那一刻抽风。遇到这些不是你的错，但也得你来解决——这就是真实世界的样子。
所以别拿课时当倒计时用。卡住是正常的，卡住之后解决掉，那才是你真正学会的部分。
我教过太多学生，其中学得最好的那些，往往不是最快的，是在出错的时候愿意停下来弄清楚为什么的。
本节你要动手做的事
- [ ] 把这张地图看一眼，大概记住五个单元的顺序
- [ ] 想清楚一件事：你走图形化，还是走代码？
- [ ] 翻到第五单元扫一眼那十二个课题，挑一个你最想做的——把它当目标，你就有了把前面 25 节课走完的理由
- [ ] 把桌子收干净。真的，这个很重要——硬件课最怕的就是在一堆杂物里找一根线
准备好了，就翻到第 1 节，我们开工。