Learning Objectives
- 把 LED 經過限流電阻接到 GPIO17，說明每個元件的作用
- 用 gpiozero 的 LED 類別控制亮暗：on()、off()、toggle()、value
- 分辨「自己寫迴圈加 sleep」與「blink() 在背景閃爍」兩種寫法
- 依序控制多顆 LED，做出紅綠燈的時序
讓程式控制真實世界的第一步
前面幾課把樹莓派裝好、連上線，也在終端機執行過 Python。這一課開始用 Python 控制接在 GPIO 腳位上的零件。 第一個零件是 LED：它只有亮和暗兩種狀態，最適合用來確認「程式真的控制了硬體」。
這一課要回答：
- LED 要怎麼接到樹莓派，才不會燒壞 LED 或樹莓派？
- gpiozero 怎麼用幾行程式讓 LED 亮、暗、閃爍？
- 「程式一行一行等」和「交給函式庫在背景做」有什麼不同？
gpiozero：用物件描述零件
gpiozero 是樹莓派上的 Python 函式庫，Raspberry Pi OS（桌面版與 Lite 版）都已經內建。 它的想法是：接了什麼零件，就建立一個對應的物件。接了一顆 LED，就寫
from gpiozero import LED
led = LED(17)
17 是 BCM 編號（GPIO17，實體第 11 腳）；gpiozero 預設用 BCM 編號（第 02 課的腳位圖可以查）。
建立物件時，gpiozero 會把這支腳位設成輸出。之後呼叫 led.on()，腳位輸出 3.3V；led.off() 輸出 0V。
LED 與限流電阻怎麼接
LED（發光二極體）有方向性：電流只能從長腳（正極、陽極）流向短腳（負極、陰極）。接法：
GPIO17（實體第 11 腳）──[ 330Ω ]──▶|── GND（實體第 9 腳）
長腳 短腳
LED 一定要串聯一顆限流電阻。樹莓派官方文件寫明：單一 GPIO 腳位最多提供約 16 mA，所有 GPIO 合計約 50 mA； LED 直接接在 3.3V 上，電流可能超過這個上限，傷到 LED 或樹莓派的晶片。
電阻值的估算方式（「自造者入門」軌第 03 課會詳細練習）：
電流 =（電源電壓 - LED 的順向電壓）÷ 電阻
=（3.3V - 2.0V）÷ 330Ω
≈ 0.0039A ＝ 3.9 mA → 遠低於單腳 16 mA 的上限
紅色 LED 的順向電壓大約 2V，藍色、白色大約 3V，以你手上 LED 的規格為準。電阻大一點只是比較暗，比太小安全； 220Ω 到 1kΩ 都很常見。
接線前先關機、拔掉電源；接好、檢查過再通電。這個習慣可以避免大部分的意外。
逐步看：on、off、toggle 與 value
上方的電路畫面會跟著每一步更新：執行完 led.on() 之後 LED 才亮起來。
sleep(1) 讓「虛擬時間」一口氣前進 1 秒（看左上角的時間）。注意 is_lit 讀到的是 True／False，value 讀到的是 1／0。
自己等，還是交給 gpiozero 在背景做
上面的程式一行一行執行，sleep() 的時候程式停在那裡等。要讓 LED 一直閃，可以寫成無窮迴圈：
while True:
led.on()
sleep(0.5)
led.off()
sleep(0.5)
gpiozero 另外提供 led.blink(on_time, off_time)：呼叫之後立刻回來，閃爍由函式庫在背景處理，
你的程式可以繼續做別的事（例如讀感測器）。但 Python 程式跑到最後一行就會結束，結束時 gpiozero 會把腳位關掉，
所以背景閃爍的程式最後常加一行 pause()（來自標準函式庫的 signal 模組），讓程式停在那裡，直到按 Ctrl+C 中斷。
在模擬器裡，
pause()會等到模擬時間結束，畫面顯示「模擬時間到」，不是程式出錯。
逐步看：blink() 在背景閃爍
這個範例只有幾步：第 5 行一執行完就到第 6 行印出訊息，LED 還在閃。拖到最後一步看時間：程式停在 pause()，LED 在這段時間裡自己閃了好幾次。
逐步看：紅綠燈
三顆 LED 各接一支腳位（GPIO17、27、22）。light() 函式一次設定三顆燈，再等一段時間；這樣寫比較好讀，也不容易漏掉某一顆。
小測驗：接線與電流
執行 led = LED(17) 再執行 led.on()，樹莓派實體第 11 腳的電壓大約是多少？
紅色 LED 順向電壓約 2V，串一顆 330Ω 電阻接在 GPIO 上，電流大約多少？
下面哪一種接法最不安全？
小測驗：gpiozero 程式
下面的程式會印出什麼？
from gpiozero import LED
led = LED(17)
led.on()
led.toggle()
led.toggle()
print(led.is_lit, led.value)
led.blink(on_time=0.1, off_time=0.4) 會讓 LED 怎麼閃？
重點整理
- LED 長腳經過限流電阻接 GPIO、短腳接 GND；樹莓派單一 GPIO 約 16 mA、全部合計約 50 mA，電阻常用 220Ω～1kΩ。
LED(17)建立 LED 物件（BCM 編號）；on()、off()、toggle()控制亮暗，is_lit與value讀狀態。- 自己寫
while True加sleep()：程式一行一行等；blink()：交給 gpiozero 在背景閃，最後用pause()讓程式不要結束。 - 多顆 LED 用函式一次設定好再等待，時序比較清楚。
下一課讀取按鈕：腳位設成輸入，讓程式知道外面發生了什麼事。