附錄 C　色碼表、元件規格與腳位

這一頁是「拿著元件、對著看」用的。讀色碼、查 LED 要用多少電流、確認電晶體哪一腳是哪一腳，都在這裡。腳位圖全部是 ASCII 畫的，看圖的時候請注意每一張圖旁邊寫的「從哪個方向看」，看反了腳位就會左右顛倒。

C.1　電阻色碼表（Resistor Color Code）

顏色對照

顏色	英文	數字	倍數（第 3 環／五環的第 4 環）	誤差（最後一環）
黑	Black	0	×1	—
棕	Brown	1	×10	±1%
紅	Red	2	×100	±2%
橙	Orange	3	×1,000（×1 k）	—
黃	Yellow	4	×10,000（×10 k）	—
綠	Green	5	×100,000（×100 k）	±0.5%
藍	Blue	6	×1,000,000（×1 M）	±0.25%
紫	Violet	7	×10,000,000	±0.1%
灰	Gray	8	—	±0.05%
白	White	9	—	—
金	Gold	—	×0.1	±5%
銀	Silver	—	×0.01	±10%

口訣：黑棕紅橙黃、綠藍紫灰白，0 到 9 剛好一輪。金銀只會出現在倍數環或誤差環。

四環電阻（本書電阻包大多是這種，誤差 ±5%，最後一環金色）

      第1環 第2環 第3環   第4環
        │    │    │       │
   ─────█────█────█───────█─────
        ↑    ↑    ↑       ↑
       數字  數字  倍數    誤差（金色）

   讀法：把「金色（或銀色）那一環」放右邊，從左邊讀起。

色環	讀法	阻值
紅紅棕金	2 2 ×10	220 Ω ±5%
橙橙棕金	3 3 ×10	330 Ω ±5%
棕黑紅金	1 0 ×100	1 kΩ ±5%
黃紫紅金	4 7 ×100	4.7 kΩ ±5%
棕黑橙金	1 0 ×1000	10 kΩ ±5%
棕黑黃金	1 0 ×10,000	100 kΩ ±5%
棕黑綠金	1 0 ×100,000	1 MΩ ±5%
棕黑黑金	1 0 ×1	10 Ω ±5%

五環電阻（誤差 ±1%，常見棕色最後一環，身體多半是藍色）

      第1環 第2環 第3環 第4環   第5環
        │    │    │    │       │
   ─────█────█────█────█───────█─────
        ↑    ↑    ↑    ↑       ↑
       數字  數字  數字  倍數    誤差（棕色 = ±1%）

   讀法：前三環是三位數字，第四環是倍數。誤差環通常離其他環遠一點。

色環	讀法	阻值
紅紅黑黑棕	2 2 0 ×1	220 Ω ±1%
棕黑黑棕棕	1 0 0 ×10	1 kΩ ±1%
黃紫黑棕棕	4 7 0 ×10	4.7 kΩ ±1%
棕黑黑紅棕	1 0 0 ×100	10 kΩ ±1%

分不清楚哪邊是頭？ 用三用電表 Ω 檔量一次最快。第 2 章教過。

C.2　E12 系列標準值

電阻不是什麼值都有賣。±5% 的電阻只做這 12 個「基本數字」，然後乘 10、乘 100……。這叫 E12 系列。

 1.0   1.2   1.5   1.8   2.2   2.7   3.3   3.9   4.7   5.6   6.8   8.2

所以你會看到 220、2.2 k、22 k，但不會看到 250 Ω 或 2.5 kΩ。算出來 200 Ω，就往上挑 220 Ω；算出來 430 Ω，就挑 470 Ω。

本書電阻包常見值（10 Ω–1 MΩ）

十位	百位	千位（k）	萬位（k）	十萬位（k）	百萬位（M）
10 Ω	100 Ω	1 kΩ	10 kΩ	100 kΩ	1 MΩ
12 Ω	120 Ω	1.2 kΩ	12 kΩ	120 kΩ
15 Ω	150 Ω	1.5 kΩ	15 kΩ	150 kΩ
18 Ω	180 Ω	1.8 kΩ	18 kΩ	180 kΩ
22 Ω	220 Ω	2.2 kΩ	22 kΩ	220 kΩ
27 Ω	270 Ω	2.7 kΩ	27 kΩ	270 kΩ
33 Ω	330 Ω	3.3 kΩ	33 kΩ	330 kΩ
39 Ω	390 Ω	3.9 kΩ	39 kΩ	390 kΩ
47 Ω	470 Ω	4.7 kΩ	47 kΩ	470 kΩ
56 Ω	560 Ω	5.6 kΩ	56 kΩ	560 kΩ
68 Ω	680 Ω	6.8 kΩ	68 kΩ	680 kΩ
82 Ω	820 Ω	8.2 kΩ	82 kΩ	820 kΩ

粗體是全書最常用的六個值：220 Ω、330 Ω、1 kΩ、4.7 kΩ、10 kΩ、100 kΩ。

C.3　LED 順向電壓與建議電流

顏色	順向電壓 Vf（典型）	建議電流	最大電流（5 mm 一般 LED）	5 V 用的限流電阻	3.3 V 用的限流電阻
紅	1.8–2.2 V	10–15 mA	20 mA	220 Ω	100 Ω
黃	2.0–2.2 V	10–15 mA	20 mA	220 Ω	100 Ω
綠（一般黃綠色）	2.0–2.4 V	10–15 mA	20 mA	220 Ω	100 Ω
綠（翠綠、高亮）	3.0–3.4 V	10–15 mA	20 mA	150–220 Ω	33–68 Ω
藍	3.0–3.4 V	10–15 mA	20 mA	150–220 Ω	33–68 Ω
白	3.0–3.4 V	10–15 mA	20 mA	150–220 Ω	33–68 Ω

為什麼表裡的電阻都比算出來的大？ 因為 220 Ω 一顆就能搞定四種顏色，亮度差一點沒關係，但絕對不會燒。本書的接線一律用 220 Ω，想更亮才換 150 Ω。
3.3 V 配藍／白 LED 要小心：3.3 − 3.2 只剩 0.1 V 可以分給電阻，LED 的 Vf 稍微高一點就不亮了。這不是壞掉，是電壓不夠（第 8 章）。
腳位：長腳是正極（陽極 Anode，接電阻那邊），短腳是負極（陰極 Cathode，接 GND）。塑膠邊緣有一個小平面的那邊也是負極。

        長腳 (+)  短腳 (−)
           │        │
           │        │        ← 側邊有個小平面的是 (−)
         ┌─┴────────┴─┐
         │   LED      │
         └────────────┘

C.4　常用元件腳位圖

2N2222 NPN 電晶體（TO-92 包裝）

        ┌─────────┐
        │  2N2222 │      ← 平的那一面朝自己，腳朝下
        │         │
        └─┬──┬──┬─┘
          │  │  │
          E  B  C
        射極 基極 集極
     (Emitter)(Base)(Collector)

E 接 GND，B 經基極電阻接 Arduino 腳位，C 接負載（馬達、蜂鳴器）的負端。
市面上 2N2222 有好幾種版本（P2N2222A、PN2222A），絕大多數 TO-92 包裝都是 E-B-C，但也有少數是 C-B-E。不確定就用三用電表二極體檔查：紅棒接 B、黑棒接 E 或 C 都會顯示約 0.6–0.7 V，那就是 B 腳沒錯。

IRLZ44N N 通道 MOSFET（TO-220 包裝）

          ┌─────────────┐
          │   ○  金屬片  │   ← 金屬散熱片在背面，有字的那一面朝自己
          │             │
          │  IRLZ44N    │
          └──┬────┬────┬┘
             │    │    │
             G    D    S
           閘極  汲極  源極
          (Gate)(Drain)(Source)

G 經 100 Ω–220 Ω 接 Arduino 腳位，另外加一顆 10 kΩ 從 G 接到 GND（不開機時保持關閉）；D 接負載負端；S 接 GND。
背面的金屬片和 D 腳是連在一起的，不要讓金屬片碰到其他東西。
IRLZ44N 的「L」代表邏輯準位（Logic Level），5 V 就能推到全開，3.3 V 也可以開大半。IRFZ44N 不行。

1N4007 整流二極體／ 1N4148 小訊號二極體

   陽極 (Anode, +)                 陰極 (Cathode, −)
        ──────┤████████████▓▓│──────
                            ↑
                        色環這一端是陰極
   電流只能從左流到右（從 + 流到色環那邊）。

   電路符號：   ──►|──    箭頭指的方向就是色環那一端

1N4007：黑色身體、銀灰色環，可以承受 1 A，當飛輪二極體和整流用。
1N4148：橘紅色小玻璃管、黑色環，只能承受 0.2 A，但反應快，當訊號用。
飛輪二極體接法：和馬達／繼電器線圈並聯，色環（陰極）接電源正極那一側，陽極接電晶體集極那一側。接反會直接短路電源。

   +V ──┬──────────┬──
        │          │
       ┌┴┐        ─┴─  色環朝上（接 +V）
       │馬│        ▲
       │達│       ─┬─
       └┬┘        │
        └──────────┴── 到 2N2222 的 C

SG90 伺服馬達

     ┌──────────────┐
     │     SG90     │
     │   ┌──────┐   │
     │   │ 搖臂 │   │
     └───┴──────┴───┘
            ║║║  三條線：
            ║║╚── 橘（或黃）：訊號 → Arduino D9
            ║╚─── 紅：5 V（電源）
            ╚──── 棕（或黑）：GND

訊號線接 PWM 腳，但 Servo 函式庫其實不用 PWM 腳也行。
一顆 SG90 轉動時可能瞬間吃到 500 mA 以上，電源建議用 4 顆 3 號電池盒（6 V）或 USB 5 V 另外供電，GND 要和 Arduino 共接。只接 Arduino 的 5 V 腳常常會讓 Arduino 重開機。

DHT11 溫濕度感測器

4 腳裸件（藍色格子殼）：

        ┌─────────────┐
        │ ▦▦▦▦▦▦▦▦▦▦▦ │   ← 有格子的那一面朝自己
        │ ▦▦▦▦▦▦▦▦▦▦▦ │
        │ ▦▦▦▦▦▦▦▦▦▦▦ │
        └─┬───┬───┬───┬┘
          │   │   │   │
         VCC DATA NC GND
         (+) 訊號 不接 (−)

   DATA 和 VCC 之間要接一顆 4.7 kΩ–10 kΩ 上拉電阻。

3 腳模組版（焊在小 PCB 上，已內建上拉電阻）：

        ┌─────────┐
        │  DHT11  │
        └──┬──┬──┬┘
           │  │  │
           +  out −       ← 順序各家不同！一定要看板子上的印字
          VCC DATA GND

VCC 接 3.3 V 或 5 V 都可以（ESP32 用 3.3 V）。
DATA 接任何數位腳（本書用 D2 或 ESP32 GPIO 4）。
上電後要等 1–2 秒才能讀第一筆，讀太頻繁會回傳 nan（附錄 E）。

SSD1306 0.96 吋 OLED（I2C，4 腳）

        ┌───────────────────┐
        │ ● ● ● ●           │
        │GND VCC SCL SDA    │   ← 大部分模組是這個順序
        │                   │
        │  ┌─────────────┐  │
        │  │             │  │
        │  │   128×64    │  │
        │  │             │  │
        │  └─────────────┘  │
        └───────────────────┘

OLED 腳位	Arduino UNO	ESP32 DevKit V1
GND	GND	GND
VCC	5 V（或 3.3 V）	3V3
SCL	A5	GPIO 22
SDA	A4	GPIO 21

有些模組的前兩腳是 VCC、GND 顛倒，接之前先看印字，接反會燒掉。
I2C 位址幾乎都是 0x3C，少數是 0x3D。程式裡位址寫錯畫面會全黑（附錄 E）。

C.5　Arduino UNO 腳位總覽

                  ┌──────────────────────────────────────────────────────────┐
                  │ 數位腳位（上排，從右到左編號）                               │
                  │ ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● │ ● ● ● ● ● ● ● ●              │
   USB-B ┌──┐     │SCL SDA AREF GND 13 12 ~11 ~10 ~9 8 │ 7 ~6 ~5 4 ~3 2 TX1 RX0   │
   (方頭) │  │     │                                                          │
         └──┘     │                        ARDUINO UNO R3                   │
                  │                                                          │
  電源孔 ┌──┐     │               [RESET]              L(板上LED=D13)         │
  7–12V  │  │     │                                                          │
         └──┘     │ ● ● ● ● ● ● ● ●           ● ● ● ● ● ●                   │
                  │ × IOREF RST 3V3 5V GND GND VIN      A0 A1 A2 A3 A4 A5    │
                  │   電源區                             類比輸入 (SDA)(SCL)  │
                  └──────────────────────────────────────────────────────────┘

分區	腳位	說明
數位 I/O	D0–D13	都可以 digitalWrite / digitalRead。HIGH = 5 V，LOW = 0 V。每腳最多 20 mA 安全（絕對上限 40 mA）。
PWM（有 ~ 符號）	3、5、6、9、10、11	analogWrite() 只有這六腳有效。D5、D6 約 980 Hz，其他約 490 Hz。
序列埠	D0（RX）、D1（TX）	和 USB 共用。上傳和 Serial 用的時候不要接東西在 D0/D1。
外部中斷	D2、D3	按鈕要用中斷時接這兩腳。
類比輸入	A0–A5	analogRead() 回傳 0–1023。也可以當數位腳用（寫成 A0 即可）。
I2C	A4 = SDA、A5 = SCL	板子上方另外兩個 SDA/SCL 腳是同一條線拉出來的。OLED 接這裡。
板上 LED	D13	板上標 L 的 LED，Blink 範例用。
電源區	5V	板子穩壓後的 5 V 輸出，USB 供電時總共約 400–500 mA 可用。
電源區	3.3V	最多 50 mA，只夠給感測器，不要拿來推馬達。
電源區	VIN	從這裡輸入 7–12 V 也能供電（和電源孔同一條線）。
電源區	GND（×3）	三個 GND 都是連在一起的。
電源區	RESET	接 GND 一下 = 按重置鈕。
電源區	IOREF	告訴擴充板工作電壓是 5 V，本書用不到。

C.6　ESP32 DevKit V1 腳位總覽（30 腳版）

                          ┌─────────────────┐
                          │   ┌─────────┐   │
                          │   │  天線區  │   │   ← 天線這一端朝上
                          │   └─────────┘   │
          EN（重置）  ●───┤EN            D23├───●  GPIO23
  只能輸入 GPIO36    ●───┤VP            D22├───●  GPIO22 ＝ SCL
  只能輸入 GPIO39    ●───┤VN            TX0├───●  GPIO1 ＝ USB 序列埠 TX（不要用）
  只能輸入 GPIO34    ●───┤D34           RX0├───●  GPIO3 ＝ USB 序列埠 RX（不要用）
  只能輸入 GPIO35    ●───┤D35           D21├───●  GPIO21 ＝ SDA
           GPIO32    ●───┤D32           D19├───●  GPIO19
           GPIO33    ●───┤D33           D18├───●  GPIO18（本書 LED 備用腳）
           GPIO25    ●───┤D25            D5├───●  GPIO5
           GPIO26    ●───┤D26           TX2├───●  GPIO17
           GPIO27    ●───┤D27           RX2├───●  GPIO16
           GPIO14    ●───┤D14            D4├───●  GPIO4（本書 DHT11 用）
           GPIO12    ●───┤D12            D2├───●  GPIO2 ＝ 板上藍色 LED
           GPIO13    ●───┤D13           D15├───●  GPIO15
              GND    ●───┤GND           GND├───●  GND
              VIN    ●───┤VIN           3V3├───●  3.3 V 輸出
                          └───┬───────┬───┘
                           [EN]  USB  [BOOT]
                                Micro-USB

分區	腳位	說明
工作電壓	全部	3.3 V！ HIGH = 3.3 V。任何腳位輸入不可以超過 3.3 V，接 5 V 感測器輸出要先分壓。
板上 LED	GPIO 2	藍色小燈，Blink 用。
本書常用輸出	GPIO 18、GPIO 2	LED、蜂鳴器、電晶體。
類比輸入（Wi-Fi 開著也能用）	GPIO 32、33、34、35、36（VP）、37、38、39（VN）	這組叫 ADC1。本書類比輸入用 GPIO 34。
只能輸入	GPIO 34、35、36、39	沒有輸出功能、沒有內建上拉電阻。接按鈕要自己加外部上拉。
類比輸入（Wi-Fi 開著不能用）	GPIO 0、2、4、12–15、25–27	這組叫 ADC2，Wi-Fi 一開 analogRead 就會回傳 0。第 16 章要注意。
I2C	GPIO 21 = SDA、GPIO 22 = SCL	OLED 接這裡。
序列埠	TX0 = GPIO 1、RX0 = GPIO 3	和 USB 共用，上傳程式和 Serial Monitor 都走這裡。不要接東西。
第二序列埠	TX2 = GPIO 17、RX2 = GPIO 16	想接別的 UART 裝置用這組（Serial2）。
開機時要小心的腳	GPIO 0（BOOT 按鈕）、GPIO 2、GPIO 12、GPIO 15	開機瞬間這幾腳的電壓會決定 ESP32 要進燒錄模式還是正常開機。GPIO 12 開機時不要被拉 HIGH，否則開不了機。
PWM	幾乎所有輸出腳	用 ledcAttach / ledcWrite（第 14 章），不是 analogWrite。
電源	VIN	USB 供電時這裡會有 5 V 可以拿出來（例如給伺服馬達）。也可以從這裡輸入 5–12 V 供電。
電源	3V3	板上穩壓器輸出，最多約 500 mA（連 Wi-Fi 時 ESP32 自己就吃掉一半）。
按鈕	EN	重置（重新開機）。
按鈕	BOOT	上傳卡在 Connecting… 時，按住它再放開（附錄 E）。

ESP32 和 UNO 腳位對照速查：

功能	Arduino UNO	ESP32 DevKit V1
LED	D9	GPIO 2（板上）或 GPIO 18
按鈕	D2	GPIO 4 或 GPIO 15（內建上拉可用）
類比輸入	A0	GPIO 34
SDA / SCL	A4 / A5	GPIO 21 / GPIO 22
HIGH 電壓	5 V	3.3 V
ADC 範圍	0–1023	0–4095
PWM 函式	analogWrite()	ledcWrite()

Keyboard shortcuts

動手玩電：給國中生的電學、電子學與電路學實作課