Learning Objectives
- 說出麵包板內部哪些孔是連在一起的，避免接成短路或斷路
- 讀懂電池、電阻、LED、開關、接地等電路圖符號，照電路圖在麵包板上接線
- 讀出 4 環與 5 環色碼電阻的阻值與誤差
- 算出 LED 的限流電阻，並選用比它大的 E12 標準值
不用焊接就能試電路
上一課算出了 LED 要串多大的電阻。這一課要把電路真的接起來，而且是不用焊接、可以隨時改的接法：麵包板（breadboard）。
麵包板表面是一格一格的小孔，裡面藏著金屬夾片，把某些孔連在一起。零件的腳插進同一組孔，就等於用導線接起來了。
麵包板裡面怎麼連
＋ ───────────────────────── ← 電源軌：整條連通（長板子可能在中間斷開）
－ ─────────────────────────
1 2 3 4 5 …
a ● ● ● ● ● 每一「排」的 a～e 五個孔連在一起
b ● ● ● ● ● （例如第 3 排的 a、b、c、d、e）
c ● ● ● ● ●
d ● ● ● ● ●
e ● ● ● ● ●
══════ 中央凹槽 ══════ 凹槽兩邊不相通
f ● ● ● ● ● f～j 五個孔另外連成一組
…
- 五孔一組：同一排的 a～e 是同一個節點，f～j 是另一個節點。
- 中央凹槽：把兩半隔開，IC 晶片跨在凹槽上，每一支腳才會落在各自獨立的一組孔。
- 電源軌：兩側長條通常標紅色 ＋ 與藍色 －，整條連通，用來分送電源與接地。有些長麵包板的電源軌在中間是斷開的，不確定時用三用電錶量通路（第 05 課）。
最常見的錯誤是把零件的兩支腳插在同一組孔裡：兩支腳被夾片連在一起，零件等於被短路，電流直接繞過它。
接線用杜邦線（jumper wire）。習慣上紅色接電源、黑色或藍色接地，顏色不影響電路，但能讓你和別人一眼看懂。
讀懂電路圖
麵包板上的線彎來彎去，很難一眼看出電路；電路圖（schematic）只畫「誰和誰連在一起」，不管實際位置。常見符號：
| 符號（文字示意） | 零件 | 說明 |
|---|---|---|
─┤│─ 長短兩條線 |
電池、電源 | 長線是正極（＋），短線是負極（－） |
─/\/\/─ 鋸齒線 |
電阻 | 也有畫成長方形的畫法 |
─▷|─ 三角形加一條線 |
二極體、LED | 三角形指向的方向是電流可以通過的方向，直線那端是負極；LED 再加兩個向外的小箭頭 |
─o/ o─ |
開關 | 斷開時畫成翹起來的線 |
⏚ |
接地（GND） | 所有接地符號都是同一個點，電壓 0 V |
讀電路圖的方法：從電源正極出發，沿著線走，經過每一個零件，回到負極。上一課練習裡的電路圖就是這樣讀的。 照圖接麵包板時，電路圖上的每一個「節點」（線交會的地方）就對應麵包板上的一組孔。
在本平台的電路模擬器裡，藍色的電壓標在節點上，綠色的箭頭是電流方向；接實體電路時，這兩個數字要用三用電錶量（第 05 課）。
在麵包板上接出 LED 電路
照電路圖「3.3V → 220 Ω → LED → GND」在麵包板上接線。開發板先不要接 USB，接好、檢查完再通電。
-
1
接電源軌
用紅色杜邦線把開發板的 3V3 腳接到麵包板的紅色 ＋ 軌，黑色杜邦線把 GND 接到藍色 － 軌。之後所有要接電源、接地的零件都從這兩條軌取用。
-
2
插電阻
220 Ω 電阻（紅、紅、棕、金）一隻腳插在 ＋ 軌，另一隻腳插在第 10 排的 a 孔。電阻沒有方向，哪一隻腳都可以。
-
3
插 LED
LED 的長腳（正極）插在第 10 排的 e 孔，和電阻在同一組，所以連在一起；短腳（負極）插在第 12 排的 e 孔。注意兩隻腳不要插在同一排，否則 LED 被短路。
-
4
接回接地
用一條杜邦線把第 12 排（a～d 任一孔）接到藍色 － 軌。現在從 ＋ 軌出發：電阻 → 第 10 排 → LED → 第 12 排 → － 軌，形成一個封閉迴路。
-
5
檢查後通電
對照電路圖逐條檢查：LED 方向、有沒有兩隻腳插在同一組、電源軌有沒有接反。確認後接上 USB，LED 應該亮起。
不亮時先拔電，再檢查：LED 是否接反、電源軌是否在中間斷開、杜邦線有沒有插緊。第 05 課會用三用電錶找問題。
色碼電阻：從顏色讀出阻值
小顆的電阻上沒有地方印數字，所以用色環表示阻值（國際標準 IEC 60062）：
| 顏色 | 黑 | 棕 | 紅 | 橙 | 黃 | 綠 | 藍 | 紫 | 灰 | 白 | 金 | 銀 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 數字 | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | ||
| 倍率 | ×1 | ×10 | ×100 | ×1k | ×10k | ×100k | ×1M | ×0.1 | ×0.01 | |||
| 誤差 | ±1% | ±2% | ±0.5% | ±0.25% | ±0.1% | ±0.05% | ±5% | ±10% |
- 4 環：第 1、2 環是數字，第 3 環是倍率，第 4 環是誤差。例：紅、紅、棕、金 ＝ 22 × 10 ＝ 220 Ω，±5%。
- 5 環：前三環是數字，第 4 環是倍率，第 5 環是誤差（常見 ±1%）。例：棕、黑、黑、紅、棕 ＝ 100 × 100 ＝ 10 kΩ，±1%。
- 從哪一端讀：把誤差環（常見金色、銀色，通常和其他環隔得比較開）放在右邊，從左邊讀起。讀反了數值會差很多。
標準值：買得到的電阻
電阻不是每一個數值都有賣。廠商依誤差等級做「標準值」系列，誤差 ±10% 的 E12 系列在每個 10 倍之間只有 12 個值：
10 12 15 18 22 27 33 39 47 56 68 82 （再乘上 1、10、100、1k…）
誤差 ±5% 的 E24 有 24 個值，±1% 的 E96 更多。算出 LED 需要 300 Ω 時，E12 裡沒有 300，選比它大的 330 Ω： 電流會略小一點（LED 稍暗），但不會超過你設定的上限，比選較小的 270 Ω 安全。
逐步看：用字典讀色碼
把色碼表寫成三個字典（dict），讀色環就變成查表。注意第 8 行先把兩位數字組起來，再乘上倍率。
逐步看：算出限流電阻並選標準值
5V 電源、想要 10 mA，分別替紅色與藍色 LED 選電阻。next_e12 由小到大找第一個「不小於 r」的標準值；
注意第 10 行：這一級的 12 個值都太小時，倍率乘 10 再找一次。步數比較多，可以拖曳進度條跳著看。
小測驗：麵包板與電路圖
LED 的長腳插在第 7 排 a 孔，短腳插在第 7 排 c 孔，接上電之後會怎樣？
一顆 IC 晶片要插在麵包板上，為什麼要跨在中央凹槽上？
電路圖上二極體（LED）的三角形箭頭指向右邊，代表什麼？
小測驗：色碼與限流電阻
4 環電阻的顏色是 橙、橙、紅、金，阻值是多少？
下面的程式會印出什麼？
DIGIT = {"棕": 1, "黑": 0, "紅": 2}
MULT = {"棕": 10, "紅": 100, "橙": 1000}
bands = ["棕", "黑", "橙"]
value = (DIGIT[bands[0]] * 10 + DIGIT[bands[1]]) * MULT[bands[2]]
print(value)
5 V 電源、綠色 LED（順向電壓約 2.2 V）、想要 10 mA，算出的電阻是多少？要選哪一個 E12 標準值？
重點整理
- 麵包板同一排的 a～e（或 f～j）五個孔連在一起；中央凹槽兩側不相通；電源軌整條連通，長板子可能在中間斷開。
- 零件的兩隻腳不能插在同一組孔，否則被短路。
- 讀電路圖：從電源正極出發，沿線經過每個零件回到負極；每個節點對應麵包板上的一組孔。
- 色碼：4 環＝兩位數字＋倍率＋誤差，5 環＝三位數字＋倍率＋誤差；誤差環放右邊再讀。
- 限流電阻 R =（電源 − Vf）÷ 電流，選比它大的 E12 標準值，電流只會略小、不會超過。
下一課把多顆電阻、多顆 LED 串起來或並起來，看電壓與電流怎麼分配，並學會用兩顆電阻分出想要的電壓。