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2026 中華民國物理教育聯合會議・發表

OmniSense Lab

一塊 ESP32-C3 底座、一個網頁。用藍牙把感測數據送到手機或平板，換「卡帶」就換實驗；想做新實驗，用中文跟 AI 說就好。

開啟 OmniSense Lab校正看看
OmniSense Lab
  • 9 通道類比、數位、觸控都能接
  • 微秒時間戳在板子上就記下取樣時間
  • 不用裝 AppChrome、Edge 用藍牙直接連
  • 1～3 分鐘用 AI 對話做出一個新實驗

為什麼要做

一節課都在排錯

老師想讓學生動手做實驗，光是讓硬體動起來，就可能耗掉一整節課。時間花在程式排錯，而不是物理現象。

  • 市售感測器價格高、功能固定、系統封閉，很難讓每位學生都有一套。
  • 自己做裝軟體、改程式、查錯誤；接錯一條線，板子就燒了。
  • OmniSense底座燒一次就不用再改，實驗都在網頁上換。

設計核心

量測底座和實驗分開

  • 萬用硬體

    第一層

    ESP32-C3＋韌體

    一次燒錄、不再改動，只負責穩定取樣、送出數據。

  • 網頁介面

    第二層

    手機、平板、筆電

    瀏覽器打開就能用藍牙連線，不用裝驅動程式。

  • 生成式 AI

    第三層

    對話做卡帶

    用中文描述想做的實驗，AI 寫成可以直接載入的實驗模組。

對話就是做教具

一句話做出光度計

在「自製專案」跟 AI 說：「我只要能感測環境光亮度的卡帶。」AI 先討論要接哪一隻腳、讀到的數字代表什麼，確認之後才產生程式；匯入就能在手機上跑。

左邊和 AI 討論需求，右邊是做出來的光度計卡帶
左邊和 AI 討論需求，右邊是做出來的光度計卡帶
  • 自動接線圖標出感測器每一隻腳要接到底座哪裡。
  • 3.3 V 防呆明確提醒「只能接 3.3 V，不要接 5 V」，保護板子。
  • 白話排錯出狀況時提示「檢查杜邦線是否鬆脫」這類一看就懂的話。

把時間還給探究

做一個新實驗要多久

以前現在
做新實驗45～60 分鐘1～3 分鐘
寫程式自己寫、除錯AI 寫
換實驗重燒板子不用重燒

試試看

把讀值變成百分比

感測器送出的是 0～4095 的原始數字，壓力感測器還越壓越小，學生很難看出「壓了幾成」。校正精靈只要兩步：壓到底、放開各記一次，讀值就換成百分比。

原始讀值（0～4095）—

換算成物理量還沒校正

  1. —
  2. —

感測器越壓，讀值越小。先壓到底，按 ①。

換算方式照 OmniSense Lab 的原始程式：兩個端點之間直線換算，方向相反就自動反轉；兩端差不到 24 會要求重來。感測片的電阻與雜訊是示意。

量測精度

時間軸要是真的

藍牙傳輸有快有慢，如果用手機「收到」的時間畫圖，波形就會歪掉。OmniSense 在板子上取樣的當下就用微秒計時器記下時間，跟數據一起送出；網頁照這個時間畫圖，每一筆的間隔才是真的等距。

主控台的三個畫面：腳位診斷、即時波形、匯入自製卡帶
主控台的三個畫面：腳位診斷、即時波形、匯入自製卡帶
  • 微秒時間戳每一包數據都帶著板子上的取樣時間。
  • 數據管線獨立連線與解析由核心負責，實驗只拿到整理好的數據。
  • 隨選隨測切換實驗時藍牙不斷線，選了就能量。

一個底座，多種實驗

換卡帶就換實驗

  • 弓匠試煉

    力學

    魔法弓箭

    導電橡膠弓弦，三項品質檢驗後給勳章等級。

  • 電阻鑑定師

    電學

    分壓量電阻

    三種量程，用已知電阻量出未知電阻。

  • Omni 混音機

    聲音

    人體導電

    接觸電阻的變化變成音階，摸一下就有聲音。

  • 星際旅航者

    力學

    推力係數

    感測器當油門，探索牛頓第三定律。

  • 隔空感應器

    電學

    電容與 RC 充放電

    不用碰到，就能感應距離。

  • 壓力分析儀

    材料

    石墨壓阻

    量化碰撞的衝量與材料特性。

怎麼用

打開網頁就能量

  1. 01

    1

    接上底座

    感測器接到 ESP32-C3 底座，類比感測器用 G0～G4。

    ESP32-C3 底座插在麵包板上
  2. 02

    2

    打開網頁

    Android 用 Chrome；iPhone、iPad 用 Bluefy 瀏覽器。掃 QR Code 就能開，也能加到主畫面當 App 用。

    手機與平板的設定步驟
  3. 03

    3

    連結裝置

    按「連結裝置」，用藍牙配對底座。

  4. 04

    4

    選卡帶

    從「實驗專案」選官方卡帶，或在「自製專案」匯入自己的卡帶。

  5. 05

    5

    匯出數據

    即時波形可以匯出 CSV，帶回試算表分析。

一路走來

從教室到年會

  1. 2026課堂

    自然探究與實作

    在南崁高中的「自然探究與實作」課完整實施。

  2. 平鎮高中的研習海報

    2026.04研習

    自製感測器的三種素養

    高中物理學科中心與桃園課程發展與精緻教學中心在平鎮高中舉辦，主題是「從動手做走向物理探究」。

  3. 研討會的簡報封面

    2026工作坊

    找回好奇心，從感測器開始

    2026 動手做物理教學研討會（教育部物理學科中心工作坊），帶老師從一枝 9B 鉛筆做到魔法弓箭。

  4. 年會簡報的最後一頁

    2026年會

    2026 中華民國物理教育聯合會議

    發表〈生成式 AI 賦能之高中物理跨域探究平台與客製化教具開發〉。

AI 時代

陪學生面對不完美的數據

AI 也許能給出完美的解答，但陪著學生面對真實數據的不完美，才是老師的價值。所以 OmniSense 不只畫出漂亮的波形，也讓學生檢驗感測器的雜訊、線性度與遲滯，再把數據匯出來自己分析。

想在研習或課堂上用 OmniSense

學校、老師或單位想合作研習、工作坊，或想在課堂上使用，歡迎來信。

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