【ESPHome 實作】用一顆電位器看懂濾波器：數值為什麼跳、怎麼讓它不跳

charles

這篇的內容（34 段）

1. 做完這篇你會有什麼
2. 為什麼要用電位器當教材
3. 第一步：買零件
4. 第二步：接線
5. 電位器（三隻腳）
6. AHT20 溫濕度模組
7. 接完先確認一件事
8. 第三步：secrets.yaml
9. `attenuation: 12db` 是什麼
10. 燒錄（第一次要用 USB 線）
11. 你會看到什麼（重點來了）
12. 濾波器怎麼運作
13. 加第一個：median（中位數）
14. 你會看到什麼
15. 兩個明顯的變化：
16. 為什麼是中位數而不是平均
17. 加第二個：delta（變化門檻）
18. 你會看到什麼
19. delta 的新舊兩種寫法
20. 加第三個：heartbeat（心跳）
21. 你會看到什麼
22. 數值處理類
23. 先確認你真的需要校正
24. 解法有三個，由好到差
25. 真的要用 calibrate_linear 的寫法
26. 第八步：直接抄的配方
27. CO2（SCD40／SCD41／MH-Z19）
28. PM2.5（PMS5003／PMSA003）
29. 光照（BH1750／TSL2561）
30. 電池電壓（ADC + 分壓電阻）
31. 水塔／土壤濕度（ADC）
32. 方法一：在 HA 的歷史圖表看
33. 一、濾波器的順序會改變結果
34. 自我檢查

「我的感測器數字一直跳」是自製感測器的第一名抱怨。

這篇不講理論。我們接一顆五十塊的電位器上去，先看到它跳得多難看，再一個一個加濾波器，每加一個都回日誌確認差別。



做完這篇你會有什麼

• 一片能同時讀「類比電壓」和「溫濕度」的 ESP32
  
• 親眼看過同一顆感測器在「沒濾波」和「有濾波」時的日誌差多少
  
• 一組可以直接抄去用的濾波器配方（溫濕度、CO2、PM2.5、功率、電池電壓）
  
• 知道怎麼驗證濾波真的生效，而不是「看起來好像順了」
  

為什麼要用電位器當教材

溫度感測器跳得很慢很小，你盯著日誌看十分鐘也分不出濾波有沒有效果。ESP32 的類比輸入（ADC）本身雜訊就很大，而且你可以用手轉電位器去製造變化 —— 因果關係一目了然，這是最容易「看懂」濾波器的方式。

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第一步：買零件

如果你已經做過上一篇（三台溫濕度感測器），只要再買一顆電位器，大約五十元。

• ESP32 開發板 ×1（搜「ESP32 DevKit V1」或「ESP32-WROOM-32 開發板 38pin」，約 150～250 元）
  
• 10kΩ 旋鈕電位器 ×1（搜「10K 可變電阻 旋鈕」或「WH148 10K 電位器」，約 20～40 元。三隻腳那種）
  
• AHT20 溫濕度模組 ×1（搜「AHT20 溫濕度感測器模組」，約 40～70 元）
  
• 麵包板 + 杜邦線（搜「麵包板 830 孔」、「杜邦線 公對母 40pin」，合計約 90 元）
  
• USB 線 ×1
  

為什麼是 10kΩ 而不是 1kΩ 或 100kΩ

電位器接在 3.3V 和 GND 之間，等於一條會一直耗電的分壓電路。

• 1kΩ → 持續消耗 3.3mA，對 USB 供電沒差，但用電池就浪費
  
• 10kΩ → 消耗 0.33mA，剛好
  
• 100kΩ → 消耗更少，但輸出阻抗太高，ESP32 的 ADC 讀不準，數值會更亂
  

10kΩ 是阻抗和耗電的平衡點，這也是市面上最好買的規格。

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第二步：接線



電位器（三隻腳）

旋鈕朝上、三隻腳朝自己時，由左到右是 1、2、3。中間那隻（第 2 腳）叫做「滑動端」，是會隨旋鈕改變電壓的那一隻。

• 第 1 腳（左） → ESP32 的 GND
  
• 第 2 腳（中，滑動端） → ESP32 的 GPIO34
  
• 第 3 腳（右） → ESP32 的 3V3
  

第 1 腳和第 3 腳對調也沒關係，只是旋鈕轉的方向會相反。中間那隻絕對不能接錯。

AHT20 溫濕度模組

（看模組上的白色絲印，不同賣家的腳位順序不一樣。）

• VIN（或 VCC） → ESP32 的 3V3
  
• GND → ESP32 的 GND
  
• SDA → ESP32 的 GPIO21
  
• SCL → ESP32 的 GPIO22
  

⚠⚠ 為什麼一定要用 GPIO34，不能隨便挑一隻

這是 ESP32 最陰險的坑之一。

ESP32 有兩組類比轉換器，ADC2 那一組跟 Wi-Fi 共用硬體資源。Wi-Fi 一啟動就會把 ADC2 整個佔走，這時候讀 ADC2 的腳位會拿到垃圾數值或直接讀不到 —— 而且完全不會報錯。你會以為是電位器壞了、接線錯了，怎麼查都查不出來。

• ADC2（開 Wi-Fi 就不能用）：GPIO 0、2、4、12、13、14、15、25、26、27
  
• ADC1（可以用）：GPIO 32、33、34、35、36、39
  

ADC1 裡面再挑的話：

• GPIO32、33 最好用 —— 能輸入也能輸出，有內建上下拉電阻，之後想改接別的東西比較彈性
  
• GPIO34、35、36、39 只能輸入，而且沒有內建上下拉電阻。讀電位器沒問題（電位器本身就把電壓定住了），但拿來接按鈕就一定要外接電阻
  
• GPIO36 和 39 另外有一個已知問題：同時用到 ADC 又開了睡眠模式時，它們的中斷會亂觸發。純讀類比值不受影響
  

本篇用 GPIO34。之後你要換成 32 或 33 也完全可以。

ESP32-S3、C3、C5、C6 沒有這個問題 —— 新一代的晶片已經把 ADC 和 Wi-Fi 的衝突解掉了。但如果你手上是最常見的 ESP32-WROOM-32，這條規則一定要遵守。

接完先確認一件事

拿三用電表轉到直流電壓檔，黑棒接 GND、紅棒接電位器中間那隻腳。轉動旋鈕，電壓應該在 0V 到 3.3V 之間平順變化。

• 電壓固定不動 → 中間那隻腳接錯了（接到左邊或右邊那隻去了）
  
• 只在 0 和 3.3V 之間跳，沒有中間值 → 買到的是「開關型」不是「可變電阻」，換一顆
  

沒有電表也可以直接往下做，第四步的日誌一樣看得出來。

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第三步：secrets.yaml

在 /config/esphome/secrets.yaml 確認有這幾個鍵：

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