By Jason Chu in ESP32 — 04 2月 2026

ESP32 網路時鐘：用 NodeMCU-32S 打造分秒不差的 NTP 原子鐘

告別手動對時！用 NodeMCU-32S 打造分秒不差的 WiFi 原子鐘。免 RTC模組、自動網路校正，搭配精美 OLED 介面。程式碼複製貼上即刻啟用，百元內享受永久精準的 IoT 工藝！

以前用 Arduino 做時鐘，總是要買一個額外的 RTC 模組 (如 DS3231) 還要裝水銀電池，時間久了還是會跑掉。

但既然我們用的是 NodeMCU-32S (ESP32)，它天生就能連上網路！我們可以直接利用 NTP (Network Time Protocol) 技術，讓它自動連上網路時間伺服器校正時間。這意味著：它永遠不需要調整時間，而且分秒不差。

這篇教學將帶你製作一個精緻的桌面網路時鐘，並深入講解它背後的運作原理。

準備材料

NodeMCU-32S 開發板
0.96 吋 OLED 顯示螢幕 (I2C 介面)
杜邦線

第一步：硬體接線

NodeMCU-32S 的 I2C 腳位是固定的，請依照下表連接：

OLED 引腳	NodeMCU-32S	說明
GND	GND	接地
VCC	3V3或5V	3.3或5V 電源
SDA	GPIO 21	I2C SDA
SCL	GPIO 22	I2C SCL

第二步：程式碼解析 (燒錄前必看)

在燒錄程式之前，有兩個關於 NTP 的運作機制，是新手最常感到困惑的，這裡特別說明一下：

1. 它是跟哪台主機對時的？

程式碼中設定的伺服器是 pool.ntp.org。

這不是「單一台」電腦，而是一個由全球志願者組成的伺服器叢集 (Pool)。當你的 ESP32 連線時，系統會自動將你導向到離你最近（例如台灣或亞洲區）且目前有空的主機。這保證了連線速度快且不會因為某台主機掛掉而失效。

2. 多久會校正一次時間？

這支程式設定每 1 秒 刷新一次螢幕，但這不代表它每秒都在連網。

ESP32 的運作邏輯是：

每 1 小時 (3600秒)：ESP32 會在背景自動連上 NTP 伺服器，修正內部的時間誤差。
每 1 秒：程式讀取 ESP32 內部計時器顯示在螢幕上。這樣設計既省電，又能保證時間準確度（一小時內的誤差通常僅有幾毫秒，肉眼無法察覺）。

第三步：燒錄程式碼

請將以下程式碼複製到 Arduino IDE。

注意： 這次我們不需要安裝額外的時間函式庫，因為 ESP32 核心已經內建強大的 time.h。

👇 請修改這兩行即可：

ssid: 你的 WiFi 名稱
password: 你的 WiFi 密碼

/*
 * NodeMCU-32S NTP 網路時鐘 (防當機 & 介面優化版)
 * 硬體：NodeMCU-32S (ESP32) + 0.96 OLED
 * 接線：SDA -> GPIO 21, SCL -> GPIO 22
 */

#include <Wire.h>
#include <Adafruit_GFX.h>
#include <Adafruit_SSD1306.h>
#include <WiFi.h>
#include "time.h" // ESP32 內建強大的時間函式庫

// ================= 使用者設定區 =================
const char* ssid     = "你的WiFi名稱";
const char* password = "你的WiFi密碼";

// NTP 伺服器設定 (使用全球叢集 pool.ntp.org)
const char* ntpServer = "pool.ntp.org";
const long  gmtOffset_sec = 28800;  // 台灣時區 UTC+8 (8 * 3600 = 28800)
const int   daylightOffset_sec = 0; // 台灣無日光節約時間
// ==============================================

// OLED 設定
#define SCREEN_WIDTH 128
#define SCREEN_HEIGHT 64
#define SDA_PIN 21 // NodeMCU 標準 SDA
#define SCL_PIN 22 // NodeMCU 標準 SCL
Adafruit_SSD1306 display(SCREEN_WIDTH, SCREEN_HEIGHT, &Wire, -1);

// 變數
unsigned long lastTime = 0;
unsigned long timerDelay = 1000; // 每秒更新螢幕

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  delay(1000); 

  // 1. 初始化 OLED
  Wire.begin(SDA_PIN, SCL_PIN);
  if(!display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3C)) {
    Serial.println(F("OLED 啟動失敗"));
    for(;;);
  }
  
  display.clearDisplay();
  display.setTextColor(SSD1306_WHITE);
  display.setTextSize(1);
  display.setCursor(0, 10);
  display.println(F("System Booting..."));
  display.display();

  // 2. WiFi 設定 (加入防當機參數)
  WiFi.mode(WIFI_STA);
  
  // [優化] 降低發射功率，避免 NodeMCU 因電流突波重啟
  WiFi.setTxPower(WIFI_POWER_8_5dBm); 
  // [優化] 關閉省電模式，確保 NTP 校時順暢
  WiFi.setSleep(false); 

  Serial.print("連線 WiFi 中");
  WiFi.begin(ssid, password);
  
  int limit = 0;
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    delay(500);
    Serial.print(".");
    limit++;
    if (limit > 60) ESP.restart(); // 超時重啟
  }
  Serial.println("\nWiFi 已連線!");

  // 3. 啟動 NTP 校時 (關鍵步驟)
  // 只要執行這行，ESP32 就會自動在背景每小時校正一次時間
  configTime(gmtOffset_sec, daylightOffset_sec, ntpServer);
  
  // 等待第一次時間同步
  struct tm timeinfo;
  Serial.print("等待 NTP 同步");
  while(!getLocalTime(&timeinfo)){
    Serial.print(".");
    delay(100);
  }
  Serial.println("\n時間同步完成!");
  
  updateDisplay();
}

void loop() {
  // 每秒更新一次畫面
  if ((millis() - lastTime) > timerDelay) {
    updateDisplay();
    lastTime = millis();
  }
}

// 介面繪圖函式
void updateDisplay() {
  struct tm timeinfo;
  // 再次確認時間是否有效
  if(!getLocalTime(&timeinfo)){
    return;
  }

  // 準備字串 (年-月-日, 時:分, :秒)
  char dateStr[20];
  char timeStr[10];
  char secStr[5];

  // 使用 strftime 格式化時間
  strftime(dateStr, 20, "%Y-%m-%d", &timeinfo);
  strftime(timeStr, 10, "%H:%M", &timeinfo);
  strftime(secStr, 5, ":%S", &timeinfo);

  display.clearDisplay();

  // --- 區塊 1: 頂部日期列 (白底黑字) ---
  display.fillRect(0, 0, 128, 16, SSD1306_WHITE);
  display.setTextColor(SSD1306_BLACK, SSD1306_WHITE);
  display.setTextSize(1);
  
  // 自動置中演算法: (螢幕寬 - 文字寬) / 2
  int dateLen = strlen(dateStr) * 6; 
  int dateX = (128 - dateLen) / 2;
  display.setCursor(dateX, 4); 
  display.print(dateStr); 

  // --- 區塊 2: 主時間 (黑底白字) ---
  display.setTextColor(SSD1306_WHITE); 
  
  // 顯示時:分 (大字體)
  // 設定在最左邊 (x=0)，為秒數騰出空間
  display.setTextSize(3); 
  display.setCursor(0, 30); 
  display.print(timeStr);

  // 顯示 :秒 (中字體)
  // 緊接在時間後面 (x=90)，避免換行爆版
  display.setTextSize(2);
  display.setCursor(90, 37); 
  display.print(secStr);

  // --- 區塊 3: 底部星期 ---
  char weekStr[10];
  strftime(weekStr, 10, "%A", &timeinfo); // 取得星期全名
  
  display.setTextSize(1);
  int weekLen = strlen(weekStr) * 6;
  int weekX = (128 - weekLen) / 2; // 一樣自動置中
  display.setCursor(weekX, 56); 
  display.print(weekStr);

  display.display();
}

成果展示與介面設計

為了在小小的 0.96 吋螢幕上塞入所有資訊且不顯得擁擠，我們在程式碼中做了精確的版面計算：

日期欄 (上方)：採用「反白」設計（白底黑字），模仿手機的狀態列，視覺上有區隔感。
時間欄 (中間)：
- 時與分：使用 Size 3 的超大字體，一目了然。
- 秒數：使用 Size 2 字體，並將座標精確設定在 (90, 37)。這是為了解決「爆版」問題，如果依照預設排列，秒數的個位數會被擠到下一行。
星期欄 (下方)：自動置中顯示英文星期（如 Sunday），讓畫面平衡。

現在，只要把 NodeMCU-32S 接上 USB 電源，你就有一個永遠不需要對時、精準無比的桌面時鐘了！