近年來隨著人工智慧及物聯網產業的興起，教育部也越來越重視如何帶領學生實做這類程式教育課程，而Arduino易學易用，能快速開發感測與互動程式，成為程式課程的主流教材。Arduino的特點是所有軟硬體都開源，感測器種類繁多價格便宜，學生在設計程式專題時，能很快的找到合適的元件接線組裝，完成程式撰寫，可以說是初學者學習程式最重要的教材之一。
目前市面上最普遍的是Arduino UNO板，網路售價大概在100~200之間。UNO板最容易取得，可用感測器也多，不過卻缺少了網路及藍牙元件，物聯網課程中「通訊」是非常重要的一環，缺少了網路通訊，只能做本地端感測互動，沒有資料收集、雲端圖表、LINE互動、智慧家庭、語音或圖像分析…等功能，筆者覺得物聯網課程缺少了網路，不能叫做物聯網了。
UNO雖然可以加裝網路、藍牙（HC05）元件，但要另外採購，且接線、通訊設定、AT COMMAND等問題，會打亂教學流程，此時由樂鑫科技（ESPRESSIF）所開發內建WiFi的ESP8266晶片則是承接了這個需求缺口。
ESP8266一樣採用Arduino開放性架構，呼叫內建的ESP8266 WiFi.h函式庫就可以連上網路讀取資料，因此ESP8266曾經風靡一陣子，但後來發現ESP8266只有一組類比感測（analogRead），如果學生在製作專題需要使用到兩組類比感測器時，就必須再回去使用UNO，並沒有改善教學上的問題。
| 作者 | 尤濬哲，本文經MakerPRO同意轉載，原文連結 |
因此樂鑫再次推出ESP32這款殺手級Arduino相容晶片，ESP32不僅內建有WiFi及低功率藍牙BLE，可用腳位也擴增到約26根，大部分腳位同時支援類比及數位，內建霍爾、溫度、觸控感測器，主頻高達260mHz的雙核心CPU，傳輸界面SPI、I2C、UART等強大的功能，而價格上也相當有競爭力，不僅可以演練所有目前現有UNO課程，也可以利用內建的網路及藍牙等通訊元件完成更多的應用專題。
下表整理目前常見物聯網課程所使用的UNO、ESP8266及ESP32等三種開發板的規格比較：
由上表比較可知，ESP32充分改進ESP8266的缺失，加上經濟實惠的價格，足以讓ESP32成為IoT課程最佳的教學工具，且ESP32與UNO所有週邊感測元件完全相容，可以無痛直接升級ESP32。
常見的ESP32版本
與Arduino相同，ESP32也有很多不同版本，每種都各有特色，目前市面上常見包括下列幾種：價格便宜的Doit ESP32 Dev Kit、附帶OLED的Lolin ESP32、18650電池座ESP32-TTGO、附帶相機及SD卡槽的ESP32-CAM、附帶光環LED及麥克風的HaloCode、縮小板ESP32-mini…等等，使用者可以依據需求採購合適的ESP32，常見的ESP32版本製表如下：
教學推薦版本－NodeMCU-32s
至於老師在教學上要選擇哪種ESP32版本較為合適呢？例如ESP32-CAM帶相機看起來很炫，卻不適合國高中教學，因為製作上為了縮小體積，刪除了USB-TTL晶片，且腳位剩下16根且大多跟內部共用，因此非常不適合初學者，在筆者歷年來的教學經驗中，較推薦Ai-Thinker的NodeMCU-32s，主要原因如下：
1.價格公道：
網路價格大概在200～300之間，物超所值。
2. 尺寸適中：
NodeMCU-32s尺寸剛好能塞入麵包板中，且留兩邊腳位通道，其他產品尺寸較寬，插入麵包板後，只能留下一邊可用，教學上較為不方便。
3. 運作穩定：
筆者的經驗，當開啟WiFi或藍牙時，它牌的產品較為不穩定，經常連不上網路，要經多次Reset後才能連上，NodeMCU-32s則大多一次就可連上，傳輸穩定。
4. 電壓輸出：
較多的ESP32都僅有3.3V輸出，缺少5V常發生Relay推不動、Servo不會轉等問題。而NodeMCU-32s則同時提供5V及3.3V。
5. 腳位數量：
許多ESP32並沒有將腳位完全拉出，導致腳位數量較少，例如較為便宜的DOIT僅有30根腳，而NodeMCU則保留完整38根腳，可以發揮最大效益。
6. 預留外接天線：
ESP32雖然都有板載PCB天線，但若距離AP較遠或要放置在金屬容器內時，則時會收訊不良，而NodeMCU-32s預留外接天線，透過外接ipex天線可大幅增加傳輸距離，使用外接天線須改0R電阻由預設1的位置改至2的位置，如下圖。
如上所述，在眾多ESP32中，筆者一直以NodeMCU-32s為主要教材，在上課過程中運作穩定、價格合適、功能齊全的優點，避免教學過程中要協助排除故障、錯誤等問題。
而在程式開發上，ESP32可用原廠的ESP-IDF開發工具開發之外，也可進一步使用MicroPython，但ESP32開發相容於Arduino IDE，僅需安裝ESP32開發核心。
下集將簡略說明如何安裝及設定ESP32的開發環境，敬請期待。