2024年11月18日 星期一

利用ChatGPT產生訂閱MQTT主題的Python程式

 

訂閱程式碼：


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import paho.mqtt.client as mqtt
import json

# MQTT broker 設定
BROKER = "broker.mqttgo.io"
PORT = 1883
TOPIC = "sensor/light"
CLIENT_ID = "LightSensorSubscriber"

# 當接收到消息時的回調函數
def on_message(client, userdata, msg):
    try:
        # 解碼消息並解析光線亮度
        payload = json.loads(msg.payload.decode())
        light_intensity = payload.get("light_intensity", 0)
        print(f"Received light intensity: {light_intensity}")

        # 判斷亮度是否低於 256
        if light_intensity < 256:
            print("點亮電燈")
    except Exception as e:
        print(f"Error processing message: {e}")

# 建立 MQTT 客戶端
client = mqtt.Client(CLIENT_ID)

# 設置回調函數
client.on_message = on_message

def subscribe_to_light_data():
    try:
        client.connect(BROKER, PORT, 60)
        print(f"Connected to MQTT broker: {BROKER}")

        # 訂閱主題
        client.subscribe(TOPIC)
        print(f"Subscribed to topic: {TOPIC}")

        # 進入阻塞循環等待消息
        client.loop_forever()
    except KeyboardInterrupt:
        print("\nDisconnected from broker.")
        client.disconnect()

if __name__ == "__main__":
    subscribe_to_light_data()

說明

  1. on_message 回調函數
    當收到主題上的消息時，會解析 light_intensity 數值。如果亮度低於 256，輸出「點亮電燈」。

  2. JSON 格式處理
    確保發佈的訊息格式正確（如 {"light_intensity": <value>}）。訂閱程式使用 json.loads 解析訊息。

  3. 執行訂閱程式
    啟動程式後，它會持續監聽 sensor/light 主題上的數據。

  4. 測試
    啟動發佈程式和訂閱程式後，當亮度低於 256 時，應該在訂閱程式中看到「點亮電燈」的輸出。

如果有其他需求或問題，隨時告訴我！

執行結果：


再問ChatGPT：


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import paho.mqtt.client as mqtt
import random
import time
import json  # 用於 JSON 格式化

# MQTT broker 設定
BROKER = "broker.mqttgo.io"
PORT = 1883
TOPIC = "sensor/light"
CLIENT_ID = "LightSensorPublisher"

# 建立 MQTT 客戶端
client = mqtt.Client(CLIENT_ID)

def publish_light_data():
    try:
        client.connect(BROKER, PORT, 60)
        print(f"Connected to MQTT broker: {BROKER}")

        while True:
            # 模擬光線亮度數據 (0 到 1000 lux)
            light_intensity = random.randint(0, 1000)
            payload = {"light_intensity": light_intensity}
            
            # 將數據轉換為 JSON 字串
            client.publish(TOPIC, json.dumps(payload))
            print(f"Published: {payload} to topic {TOPIC}")

            time.sleep(5)  # 每 5 秒發佈一次
    except KeyboardInterrupt:
        print("\nDisconnected from broker.")
        client.disconnect()

if __name__ == "__main__":
    publish_light_data()

訂閱程式（保持不變）
訂閱程式的解析邏輯已經正確，無需修改。

發佈端執行結果：

接收端執行結果：


MQTTGO的畫面：



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利用ChatGPT產生發布MQTT主題的Python程式


 本文利用ChatGPT來產生物聯網MQTT之Python程式，其提示語和所產生的程式如下：


程式碼：


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import paho.mqtt.client as mqtt
import random
import time

# MQTT broker 設定
BROKER = "broker.mqttgo.io"
PORT = 1883
TOPIC = "sensor/light"
CLIENT_ID = "LightSensorPublisher"

# 建立 MQTT 客戶端
client = mqtt.Client(CLIENT_ID)

def publish_light_data():
    try:
        client.connect(BROKER, PORT, 60)
        print(f"Connected to MQTT broker: {BROKER}")

        while True:
            # 模擬光線亮度數據 (0 到 1000 lux)
            light_intensity = random.randint(0, 1000)
            payload = {"light_intensity": light_intensity}
            client.publish(TOPIC, str(payload))
            print(f"Published: {payload} to topic {TOPIC}")

            time.sleep(5)  # 每 5 秒發佈一次
    except KeyboardInterrupt:
        print("\nDisconnected from broker.")
        client.disconnect()

if __name__ == "__main__":
    publish_light_data()


把上述程式利用Python IDLE來執行，發生下列錯誤的問題。

把上述問題，詢問ChatGPT，其回答如下：
更新程式碼如下：

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import paho.mqtt.client as mqtt
import random
import time

# MQTT broker 設定
BROKER = "broker.mqttgo.io"
PORT = 1883
TOPIC = "sensor/light"
CLIENT_ID = "LightSensorPublisher"

# 建立 MQTT 客戶端
client = mqtt.Client(client_id=CLIENT_ID, protocol=mqtt.MQTTv311, callback_api_version=5)

def publish_light_data():
    try:
        client.connect(BROKER, PORT, 60)
        print(f"Connected to MQTT broker: {BROKER}")

        while True:
            # 模擬光線亮度數據 (0 到 1000 lux)
            light_intensity = random.randint(0, 1000)
            payload = {"light_intensity": light_intensity}
            client.publish(TOPIC, str(payload))
            print(f"Published: {payload} to topic {TOPIC}")

            time.sleep(5)  # 每 5 秒發佈一次
    except KeyboardInterrupt:
        print("\nDisconnected from broker.")
        client.disconnect()

if __name__ == "__main__":
    publish_light_data()



經測試方法1，發生下列問題。


採用方法2，重新安裝paho-mqtt套件。

執行結果：


MQTTGO broker的畫面如本文最上圖，記得要按下連線鈕，並訂閱sensor/light主題。
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2024年11月11日 星期一

wokwi模擬工具：MicroPython MQTT Weather Logger (ESP32)

wokwi這套模擬工具值得推薦，不但可以模擬ESP32，也能模擬Pico、SIM32和Arduno。
網址：https://wokwi.com/
以下是用它來模擬MQTT。


參考網址：https://wokwi.com/projects/322577683855704658

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2024年10月28日 星期一

請ChatGPT協助除錯ESP8266機智雲的MicroPython程式

一、先給提示詞"修訂程式與並給一個初步程式碼：









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from machine import Pin
from machine import Timer

# Define led_status as a global variable
led_status = 0

# Initialize LED pin
led = Pin(2, Pin.OUT)

# Define the LED flash function
def flash_led(timer):
    global led_status
    led.value(led_status)
    led_status = 1 - led_status

# Set up a periodic timer to toggle the LED every 500ms
tim = Timer(-1)
tim.init(period=500, mode=Timer.PERIODIC, callback=flash_led)

# No need for a while loop if the timer handles the LED toggling
# Just keep the script alive
while True:
    pass










ChatGPT很快地幫忙找出程式有三項問題，包括：全域變數、計時器的初始化、以及多餘程式碼，並給予正確的程式碼。

二、提示語告訴要產生的程式和使用接腳


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from machine import Pin, Timer, PWM
import time

# 定義 LED 狀態
led_status = 0

# 初始化 LED 引腳
led = Pin(2, Pin.OUT)

# 定義 PWM 的引腳，使用 GPIO 4
buzzer = PWM(Pin(4))

# 音符對應的頻率（以簡單音階為例）
tones = {
    'C': 261,
    'D': 294,
    'E': 329,
    'F': 349,
    'G': 392,
    'A': 440,
    'B': 493
}

# 播放音符的函數
def play_tone(tone, duration):
    if tone in tones:
        buzzer.freq(tones[tone])  # 設定頻率
        buzzer.duty(512)  # 設定占空比，0-1023 之間，512 表示 50% 占空比
        time.sleep(duration)  # 播放音符的持續時間
        buzzer.duty(0)  # 停止聲音

# 定義 LED 閃爍的函數
def flash_led(timer):
    global led_status
    led.value(led_status)
    led_status = 1 - led_status

# 設置一個定時器，每500毫秒切換 LED 狀態
tim = Timer(-1)
tim.init(period=500, mode=Timer.PERIODIC, callback=flash_led)

# 播放一段簡單音樂的函數
def play_melody():
    melody = ['C', 'D', 'E', 'F', 'G', 'A', 'B', 'C']  # 簡單音階
    duration = 0.5  # 每個音符的持續時間為0.5秒
    for note in melody:
        play_tone(note, duration)
        time.sleep(0.1)  # 音符之間的短暫停頓

# 播放音樂
play_melody()

# 保持程式運行
while True:
    pass



三、請ChatGPT產生機智雲板子上的光敏電阻和LED控制程式

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from machine import Pin, ADC, PWM
import time

# 初始化光敏電阻 (A0)
light_sensor = ADC(0)

# 初始化 RGB LED 引腳
red = PWM(Pin(15), freq=500)
green = PWM(Pin(12), freq=500)
blue = PWM(Pin(13), freq=500)

# 設置初始 LED 亮度
red.duty(0)
green.duty(0)
blue.duty(0)

# 設定光線閾值，低於這個值時視為光線暗，進行顏色變化
LIGHT_THRESHOLD = 500  # 根據實際環境調整

# 顏色變化函數
def set_color(r, g, b):
    red.duty(r)
    green.duty(g)
    blue.duty(b)

# 變化 RGB 顏色
def color_cycle():
    set_color(1023, 0, 0)    # 紅色
    time.sleep(0.5)
    set_color(0, 1023, 0)    # 綠色
    time.sleep(0.5)
    set_color(0, 0, 1023)    # 藍色
    time.sleep(0.5)
    set_color(1023, 1023, 0) # 黃色
    time.sleep(0.5)
    set_color(0, 1023, 1023) # 青色
    time.sleep(0.5)
    set_color(1023, 0, 1023) # 紫色
    time.sleep(0.5)
    set_color(1023, 1023, 1023) # 白色
    time.sleep(0.5)

# 主迴圈
while True:
    light_value = light_sensor.read()  # 讀取光敏電阻的數值
    print("Light Value:", light_value)  # 可在控制台查看光線讀數

    if light_value < LIGHT_THRESHOLD:  # 如果光線低於閾值，啟動 RGB 變化
        color_cycle()
    else:
        # 關閉 RGB LED
        set_color(0, 0, 0)

    time.sleep(1)  # 每秒檢查一次光線狀態



最後把兩支程式請ChatGPT合併後的程式：

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from machine import Pin, Timer, PWM, ADC
import time

# 初始化 LED 引腳
led = Pin(2, Pin.OUT)
led_status = 0

# 初始化蜂鳴器的 PWM 引腳，使用 GPIO 4
beeper = PWM(Pin(4, Pin.OUT))

# 初始化光敏電阻 (A0) 和 RGB LED (GPIO 15, 12, 13)
light_sensor = ADC(0)
red = PWM(Pin(15), freq=500)
green = PWM(Pin(12), freq=500)
blue = PWM(Pin(13), freq=500)

# 設置初始 RGB LED 亮度
red.duty(0)
green.duty(0)
blue.duty(0)

# 光線強度閾值，低於此值視為光線暗
LIGHT_THRESHOLD = 500

# 定義 LED 閃爍的函數
def flash_led(timer):
    global led_status
    led.value(led_status)
    led_status = 1 - led_status

# 定義 PWM 控制 RGB 顏色
def set_color(r, g, b):
    red.duty(r)
    green.duty(g)
    blue.duty(b)

# 顏色變化函數
def color_cycle():
    set_color(1023, 0, 0)    # 紅色
    time.sleep(0.5)
    set_color(0, 1023, 0)    # 綠色
    time.sleep(0.5)
    set_color(0, 0, 1023)    # 藍色
    time.sleep(0.5)
    set_color(1023, 1023, 0) # 黃色
    time.sleep(0.5)
    set_color(0, 1023, 1023) # 青色
    time.sleep(0.5)
    set_color(1023, 0, 1023) # 紫色
    time.sleep(0.5)
    set_color(1023, 1023, 1023) # 白色
    time.sleep(0.5)

# 音樂音符和頻率
notes = [
    392, 330, 330, 0, 
    349, 294, 294, 0, 
    262, 294, 330, 349, 392, 392, 392, 0
]

# 音樂播放函數
def play_melody():
    for note in notes:
        if note == 0:
            beeper.duty(0)  # 休止符
        else:
            beeper.duty(512)  # 設置音量
            beeper.freq(note) # 設置頻率
        time.sleep(0.2)  # 音符持續 0.2 秒
        beeper.duty(0)
        time.sleep(0.1)  # 休止 0.1 秒

# 設置一個定時器，每 500 毫秒切換 LED 狀態
tim_led = Timer(-1)
tim_led.init(period=500, mode=Timer.PERIODIC, callback=flash_led)

# 主迴圈
while True:
    # 讀取光敏電阻的數值
    light_value = light_sensor.read()
    print("Light Value:", light_value)

    if light_value < LIGHT_THRESHOLD:  # 如果光線低於閾值，顯示 RGB 顏色變化
        color_cycle()
    else:
        set_color(0, 0, 0)  # 光線充足時，關閉 RGB LED

    play_melody()  # 播放音樂
    time.sleep(2)  # 每隔 2 秒播放一次音樂並檢查光線狀況


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2024年10月13日 星期日

[8051 and ESP32 CAM] 實作雙晶片的連線

參考教材1：單晶片微處理機實習，黃嘉輝，台科大出版

參考教材2：使用ESP32開發版與Arduino C程式語言，尤濬哲 ，台科大出版

前一篇文章：[8051] 實作檢查碼，若有錯則顯示錯誤

前幾篇文章都是設定在通訊鮑率為9600bps，但在這一篇我們選擇1200bps，其原因是因為實驗室的實習板是採用12M Hz石英振盪器，您可以參考：8051 Baud Rate Calculator。

8051程式碼(新增恢復連線的功能)：

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#include <regx51.h>

#define STX 0x02
#define ETX 0x03
unsigned char SendBuf[]="51015100peanut10";
unsigned char ReceiveBuf[16];
int receive_cnt=0;
unsigned char buf;
int count=1000;									//1秒=1000*1ms
int on_line_sec=0;							//連線秒數
int on_line_status=0;						//onlne or offline
int is_receive=0;								//是否有接收
int is_check=0; 								//檢查碼
unsigned char calculateLRC(unsigned char *d, int length);

// 使用函數的設定區
extern void LCD_Init(void);
extern void LCD_Out(unsigned char x, unsigned char y, unsigned char *text);
extern void LCD_Out_Cp(unsigned char *text);
extern void LCD_Chr(unsigned char x, unsigned char y, unsigned char c);
extern void LCD_Chr_Cp(unsigned char c);
extern void LCD_Cmd(unsigned char cmd);
extern void LCD_GotoXY(unsigned char x, unsigned char y);

// 使用命令的設定區
extern unsigned char LCD_CURSOR_ON;
extern unsigned char LCD_CURSOR_OFF;
extern unsigned char LCD_CLEAR;

void init_UART(unsigned int baudrate)
{
		SCON=0x52;
		TMOD=0x20;
#	TH1=256-((11059200/384)/baudrate);
	  TH1=0xE6;
		TL1=TH1;
		TR1=1;
}

void T0_int(void) interrupt 1
{
	TL0=(8192-1000)%32;						//重設設定值
	TH0=(8192-1000)/32;
	if(count==0)					//連線已經有1秒了嗎?
	{
		if(on_line_status)
			{
				on_line_sec++;
				on_line_sec%=100;
				LCD_Chr(2,16, on_line_sec%10+0x30);    //將接收到的資料送往顯示
				LCD_Chr(2,15, on_line_sec/10+0x30);    //將接收到的資料送往顯示
			}
		if(!is_receive)
			{
				LCD_Cmd(LCD_CLEAR);
				LCD_Out(2,1,"offline  ");
				on_line_status=0;
				on_line_sec=0;
			}
		else
			LCD_Out(2,1,"online   ");
		is_receive=0;	 
		count=1000;									//1秒count
	}
	else
		count--;										//count每1ms減1
}

void UART_int(void) interrupt 4		//串列中斷函式	
{
	if(RI==1)												//是不為接收中斷?
	{
		RI=0;													//完成後清除RI
		buf=SBUF;											//將接到的資料給buf
		if(is_check){
			is_check=0;
			if(buf != calculateLRC(ReceiveBuf, 16))
				LCD_Out(2,1,"check err");
			else
				LCD_Out(2,1,"online   ");
		}
		else if(buf == STX)
			receive_cnt=0;
		else if (buf == ETX)
		{
			LCD_Out(1,1,ReceiveBuf);
			is_check=1;
		}
		else
		{			
			ReceiveBuf[receive_cnt++]=buf;
			receive_cnt%=16;
		}
		is_receive=1;
		if(!on_line_status){
			on_line_sec=0;
			on_line_status=1;
			LCD_Out(2,1,"online   ");
			count=1000;	
		}
	}
	else
		TI=0;													//如果是傳送中斷，則清除TI，下次才方再傳送
}

void Delay_ms(unsigned int count) 						//延遲count*1ms函式
{
				unsigned int i,j;
				for(i=0;i<count;i++)
								for(j=0;j<123;j++);
}

unsigned char calculateLRC(unsigned char *d, int length)
{
	  unsigned char LRC = 0;  // LRC 的初始值
		int i;
    for (i = 0; i < length; i++) {
        LRC ^= d[i];  // 進行 XOR 運算
    }
    LRC ^= ETX;  // XOR 運算 ETX
    return LRC;
}

void main(void)
{
			unsigned int i;
			init_UART(1200);						//設定串列傳輸模式-9600bps
			ES=1;												//開啟串列中斷
			ET0=1;											//啟動計時器1
			EA=1;	                      //開啟總中斷
			TR0=1; 											//啟動計時器
	
			LCD_Init();									// LCD 初始化
			LCD_Cmd(LCD_CURSOR_ON);			// 將游標打開
			LCD_Chr(1,7,'8');						// LCD 在(1,7)位置顯示8
			LCD_Chr_Cp('0');						// LCD 在(1,8)位置顯示0
			LCD_Out_Cp("51");						// LCD 在(1,9)位置顯示51
			LCD_Cmd(LCD_CURSOR_OFF);		// 將游標關閉
			LCD_Out(1,1," ");	
			LCD_Out(2,1,"offline");			// LCD 在(2,1)位置顯示offline
			LCD_Out(2,15,"00");

			while(1)
			{
				SBUF=STX;
				Delay_ms(10);
				for(i=0;i<16;i++)
				{
					SBUF=SendBuf[i];					//傳送0-9
					Delay_ms(10);
				}
				SBUF=ETX;
				Delay_ms(10);
				SBUF=calculateLRC(SendBuf, 16);
				Delay_ms(1000);
			}
}

ESP32 CAM程式(感謝小霸王科技 施經理提供)：

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/*
 *   按下IO0傳給8051
 * 
 */

// 定義引腳
const int buttonPin = 0;  // IO0 引腳
const int ledPin = 4;     // LED 引腳（通常是 GPIO 4）
#define RXD2 12
#define TXD2 13

// 定義字節常量
byte STX = 0x02;  // 開始標記
byte ETX = 0x03;  // 結束標記
byte ACK = 0x06;  // 確認標記

// 數據陣列
byte dataBytes[16] = {0x41, 0x42, 0x43, 0x44, 0x45, 0x46, 0x47, 0x48};
byte receivedData[18];  // 接收的數據
int receivedIndex = 0; // 接收數據的索引


// 定義變量

int dataIndex = 0;      // 接收數據的索引
bool receiving = false;  // 是否正在接收數據

unsigned long previousMillis = 0;  // 儲存上次更新的時間
const long interval = 1000;          // 設定間隔時間

// 計算 LRC 的函數
byte calculateLRC(byte *data, size_t length) {
    byte LRC = 0;  // LRC 的初始值
    for (size_t i = 0; i < length; i++) {
        LRC ^= data[i];  // 進行 XOR 運算
    }
    LRC ^= ETX;  // XOR 運算 ETX
    return LRC;
}

// 發送數據的函數
void sendData(byte *data, size_t length) {
    // 計算 LRC
    byte LRC = calculateLRC(data, length);

    // 構建完整數據包
    Serial2.write(STX);  // 發送 STX
    Serial2.write(data, length);  // 發送 DATA
    Serial2.write(ETX);  // 發送 ETX
    Serial2.write(LRC);  // 發送 LRC

    // 發送 ACK
//    Serial2.write(ACK);
}
// 處理接收的數據
void handleIncomingData() {
    while (Serial2.available()) {
        byte incomingByte = Serial2.read(); // 讀取字節
//        Serial.print("incomm:");
//        Serial.println(incomingByte,HEX);

        // 檢查是否是 STX
        if (incomingByte == STX) {
            receivedIndex = 0; // 重置索引，不存儲 STX
        } else if (receivedIndex < sizeof(receivedData)) {
            // 在 STX 和 ETX 之間接收數據
            receivedData[receivedIndex++] = incomingByte;
        }

        // 檢查是否接收到完整數據包
        if (receivedIndex >= 3 && receivedData[receivedIndex - 2] == ETX) {
            byte LRC = calculateLRC(receivedData, receivedIndex - 2); // 計算 LRC，不包括 ETX 和 LRC
            byte receivedLRC = receivedData[receivedIndex - 1]; // 最後一個字節是 LRC

            // 打印接收到的數據和 LRC
            Serial.print("Received Data: ");
            for (int i = 0; i < receivedIndex; i++) {
                Serial.print(receivedData[i], HEX); // 以十六進制格式顯示
                Serial.print(" ");
            }
            Serial.print("LRC: ");
            Serial.print(LRC, HEX);
            Serial.print("    receivedLRC: ");
            Serial.println(receivedLRC, HEX);

            // 檢查 LRC 是否匹配
            if (LRC == receivedLRC) {
              processReceivedData(receivedData, receivedIndex - 2);
            }
            else{
                Serial.println("LRC check failed!");
            }
            receivedIndex = 0; // 重置索引以接收下一個數據包
        }
    }
}

// 處理接收到的數據
void processReceivedData(byte *data, int length) {
    Serial.print("Received Data: ");
    for (int i = 0; i < length; i++) {
        dataBytes[i] = data[i];
        Serial.print(data[i], HEX); // 以十六進制格式顯示
        Serial.print(" ");
    }
    Serial.println();
}
void setup() {
    Serial.begin(115200);  // 初始化串口，波特率為 115200

    Serial2.begin(1200, SERIAL_8N1, RXD2, TXD2);
    pinMode(buttonPin, INPUT_PULLUP);  // 設定 IO0 為輸入，並啟用內部上拉電阻
    pinMode(ledPin, OUTPUT);             // 設定 LED 引腳為輸出
    digitalWrite(ledPin, LOW);           // 確保 LED 初始狀態為熄滅
}
void loop() {
    // 讀取按鈕狀態
    int buttonState = digitalRead(buttonPin);
    
    // 檢查按鈕是否被按下
    if (buttonState == LOW) { // 按鈕按下時，IO0 為 LOW
        dataBytes[0] = 0x48;  // 設置數據陣列的第一個字節
        //Serial.println("Button State: Pressed"); // 傳送狀態到 SERIAL
    } else {
        dataBytes[0] = 0x4C;  // 設置數據陣列的第一個字節
        //Serial.println("Button State: Not Pressed"); // 傳送狀態到 SERIAL
    }
    
 
    handleIncomingData();  // 處理接收到的數據
    // 檢查 dataBytes[1] 是否等於 0x48
    if (dataBytes[1] == 0x48) {
        digitalWrite(ledPin, HIGH);  // 點亮 LED
    } else {
        digitalWrite(ledPin, LOW);   // 熄滅 LED
    }

    yield(); // 讓 ESP32 檢查看門狗定時器
    //delay(500); // 延遲 500 毫秒
    // 非阻塞延遲
    unsigned long currentMillis = millis();
    if (currentMillis - previousMillis >= interval) {
        previousMillis = currentMillis;
        // 在這裡執行需要延遲的代碼
        // 發送數據到 Serial2
        Serial.println("millis");
        sendData(dataBytes, sizeof(dataBytes) / sizeof(dataBytes[0]));
    } 
}


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