自己做感測器：ESP32 + 五個常見感測器的完整接法

charles

買不到你要的感測器？自己做一個。

這篇給五個常用感測器的接線和完整設定。



需要的東西

• ESP32 開發板（約 150-250 元）
  
• 麵包板 + 杜邦線（約 100 元）
  
• 感測器（每個 30-300 元）
  
• USB 線
  

ESP32 還是 ESP8266

• ESP32 —— 貴一點但功能多很多（藍牙、更多腳位、雙核心）
  
• ESP8266 —— 便宜，簡單的專案夠用
  
• 建議直接用 ESP32，價差不大
  

基本的 ESPHome 設定

1. esphome:
2.   name: 感測器-書房
3.   friendly_name: 書房感測器
5. esp32:
6.   board: esp32dev
7.   framework:
8.     type: esp-idf
10. logger:
12. api:
13.   encryption:
14.     key: !secret api_key
16. ota:
17.   - platform: esphome
18.     password: !secret ota_password
20. wifi:
21.   ssid: !secret wifi_ssid
22.   password: !secret wifi_password
23.   ap:
24.     ssid: "書房感測器-備援"
25.     password: !secret ap_password
27. captive_portal:

複製代碼

這一段每個專案都一樣，之後只要加感測器的部分。



一、溫濕度（DHT22 / AHT20 / BME280）

三種的差別：

• DHT22 —— 最便宜（約 80 元），但不太準、讀取慢
  
• AHT20 —— 便宜又準（約 60 元），I2C 介面，推薦
  
• BME280 —— 溫濕度 + 氣壓（約 150 元），最好用
  

推薦 BME280 或 AHT20。DHT22 已經過時了。

BME280 接線：

1. BME280      ESP32
2. VCC    →    3.3V
3. GND    →    GND
4. SCL    →    GPIO22
5. SDA    →    GPIO21

複製代碼

設定：

1. i2c:
2.   sda: GPIO21
3.   scl: GPIO22
4.   scan: true
6. sensor:
7.   - platform: bme280_i2c
8.     address: 0x76
9.     temperature:
10.       name: 書房溫度
11.       oversampling: 16x
12.       filters:
13.         - median:
14.             window_size: 5
15.             send_every: 5
16.         - delta: 0.2
17.     humidity:
18.       name: 書房濕度
19.       filters:
20.         - median:
21.             window_size: 5
22.             send_every: 5
23.         - delta: 1.0
24.     pressure:
25.       name: 書房氣壓
26.       filters:
27.         - delta: 0.5
28.     update_interval: 30s

複製代碼

address 可能是 0x76 或 0x77 ——
開 scan: true，看日誌會顯示偵測到的位址。

filters 的作用：

• median —— 取五次的中位數，過濾掉突波
  
• delta —— 變化超過這個值才回報，減少資料量
  

常見問題：溫度偏高

• ESP32 自己會發熱
  
• 感測器放太近會被影響
  
• 解法：用杜邦線把感測器拉遠一點，或者加校正
  

1.       temperature:
2.         filters:
3.           - offset: -2.0

複製代碼

二、光照度（BH1750）

約 60 元，I2C，很準。

1. sensor:
2.   - platform: bh1750
3.     name: 書房照度
4.     address: 0x23
5.     update_interval: 60s
6.     filters:
7.       - delta: 10

複製代碼

用途：

• 判斷「天黑了」比用日落時間準（陰天也算）
  
• 自動窗簾的觸發條件
  
• 判斷燈有沒有真的亮
  

參考值：

1. 晴天戶外    10,000 - 100,000 lux
2. 陰天戶外     1,000 - 10,000 lux
3. 室內明亮       300 - 500 lux
4. 室內一般       100 - 300 lux
5. 昏暗            10 - 50 lux
6. 月光             1 lux

複製代碼

三、土壤濕度（電容式）

重要：一定要買電容式，不要買電阻式。

• 電阻式會生鏽，幾個月就壞
  
• 電容式外層有塗層，可以用很久
  

1. sensor:
2.   - platform: adc
3.     pin: GPIO34
4.     name: 盆栽濕度
5.     update_interval: 60s
6.     attenuation: 12db
7.     filters:
8.       - median:
9.           window_size: 5
10.           send_every: 5
11.       # 把電壓換算成百分比
12.       - calibrate_linear:
13.           - 2.8 -> 0.0      # 完全乾的讀值
14.           - 1.2 -> 100.0    # 完全濕的讀值
15.       - clamp:
16.           min_value: 0
17.           max_value: 100
18.     unit_of_measurement: "%"
19.     device_class: humidity

複製代碼

校正方法：

• 把感測器放在空氣中，記下讀值 → 那是 0%
  
• 放進水裡（只到標示線），記下讀值 → 那是 100%
  
• 把兩個數字填進 calibrate_linear
  

注意：不同的土壤和感測器都不一樣，一定要自己校正。

四、CO2（MH-Z19 / SCD40）

• MH-Z19 —— 約 600 元，UART 介面
  
• SCD40 / SCD41 —— 約 900 元，I2C，比較準也比較新
  

1. sensor:
2.   - platform: scd4x
3.     co2:
4.       name: 書房CO2
5.       filters:
6.         - median:
7.             window_size: 5
8.             send_every: 5
9.     temperature:
10.       name: 書房溫度2
11.     humidity:
12.       name: 書房濕度2
13.     update_interval: 60s
14.     automatic_self_calibration: true

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CO2 的參考值：

1. 400-600 ppm     戶外的水準，很好
2. 600-1000 ppm    室內正常
3. 1000 ppm        台灣室內空氣品質標準的八小時值
4. 1000-2000 ppm   開始昏沉、注意力下降
5. 2000 ppm 以上   明顯不舒服

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自動校正：

• automatic_self_calibration 會假設「這週的最低值 = 400ppm」
  
• 所以房間要定期開窗，不然校正會偏掉
  
• 完全密閉的空間要關掉自動校正，改手動
  

五、PM2.5（PMS5003 / SDS011）

1. uart:
2.   rx_pin: GPIO16
3.   tx_pin: GPIO17
4.   baud_rate: 9600
6. sensor:
7.   - platform: pmsx003
8.     type: PMSX003
9.     pm_2_5:
10.       name: 書房PM2.5
11.       filters:
12.         - median:
13.             window_size: 5
14.             send_every: 5
15.     pm_10_0:
16.       name: 書房PM10
17.     update_interval: 60s

複製代碼

注意：

• 這類感測器有風扇，會有聲音
  
• 壽命大約 3 年（風扇和雷射會老化）
  
• 可以用 GPIO 控制「只在需要時開啟」延長壽命
  

台灣的 PM2.5 標準是 24 小時值 35 μg/m³。



實務建議

一、用 substitutions 讓設定可重複使用

1. substitutions:
2.   裝置名稱: 感測器-書房
3.   房間: 書房
5. esphome:
6.   name: ${裝置名稱}
8. sensor:
9.   - platform: bme280_i2c
10.     temperature:
11.       name: ${房間}溫度

複製代碼

做第二個的時候只要改上面三行。

二、用 packages 共用設定

1. packages:
2.   共用: !include common/base.yaml

複製代碼

把 wifi、api、ota 那些放進 base.yaml，所有裝置共用。

三、加一個狀態指示

1. binary_sensor:
2.   - platform: status
3.     name: ${房間}感測器狀態
5. sensor:
6.   - platform: wifi_signal
7.     name: ${房間}WiFi訊號
8.     update_interval: 300s
9.   - platform: uptime
10.     name: ${房間}運轉時間
11.     update_interval: 300s

複製代碼

這樣裝置掛掉的時候你會知道。

四、電源要穩

• 便宜的 USB 充電器會讓 ESP32 不穩定
  
• 至少用 1A 以上的
  
• 感測器多的話用 2A
  
• 隨機重啟八成是電源問題
  

五、外殼

• 買現成的 ESP32 外殼
  
• 或者用小的收納盒挖洞
  
• 溫濕度感測器的位置要能通風
  
• 不要完全密封（讀值會不準）
  

六、成本比較

1. 自己做（ESP32 + BME280 + BH1750 + 外殼）
2.   約 400-500 元
3.   → 溫度、濕度、氣壓、照度
5. 買現成的 Zigbee 溫濕度計
6.   約 300-500 元
7.   → 溫度、濕度，有電池
9. 結論：
10.   要電池 → 買現成的 Zigbee
11.   要插電 + 多種感測器 → 自己做
12.   要特殊感測器（CO2、PM2.5）→ 只能自己做

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