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附錄 F 中英名詞對照表

全書出現過的名詞都在這裡,依主題分成六組。每一條有中文、英文和一句話說明。說明是「幫你想起來」用的,不是完整定義;完整的解釋請回對應章節看。

查的方法:先想這個詞是「講電的基本性質」「某個零件」「訊號或儀器」「數位或 Arduino」「通訊或 Wi-Fi」還是「程式裡的東西」,再到那一組找。


F.1 電學基礎

中文英文簡短說明
電荷Charge電的「最小單位」,正負兩種,同性相斥、異性相吸。
電流Current (I)電荷流動的量,單位安培(A)。像水管裡每秒流過多少水。
電壓Voltage (V)推動電流的「壓力」,單位伏特(V)。像水塔的高度。
電阻Resistance (R)阻擋電流的程度,單位歐姆(Ω)。像水管變細。
安培Ampere (A)電流的單位。本書常用毫安培(mA)。
伏特Volt (V)電壓的單位。
歐姆Ohm (Ω)電阻的單位。
瓦特Watt (W)功率的單位。1/4 W 電阻最多只能散 0.25 W 的熱。
歐姆定律Ohm’s LawV = I × R。電壓、電流、電阻三者的關係。
功率Power (P)每秒消耗的能量,P = V × I。
導體Conductor電流容易通過的材料:銅、鋁、鐵。
絕緣體Insulator電流幾乎不通過的材料:塑膠、橡膠、空氣。
閉合迴路Closed Circuit電流從電源正極出發、繞一圈回到負極的完整路徑。斷一處就不通。
開路Open Circuit迴路斷掉,沒有電流。
短路Short Circuit電源正負極被幾乎沒電阻的東西直接接通,電流超大、會發熱甚至起火。
接地/地Ground (GND)電路裡約定的「0 V 基準點」。所有電壓都是相對它量的。
直流Direct Current (DC)電流方向固定不變。電池、USB 都是直流。
交流Alternating Current (AC)電流方向來回交替。家用插座是交流,本書不碰。
串聯Series元件一個接一個排成一條線,電流處處相同。
並聯Parallel元件並排接在同兩點之間,電壓處處相同。
分壓器Voltage Divider兩顆串聯電阻,從中間取出比較低的電壓。
分流Current Division並聯時電流依電阻大小分配,電阻小的分到多。
克希荷夫電流定律Kirchhoff’s Current Law (KCL)流進一個接點的電流 = 流出的電流。
克希荷夫電壓定律Kirchhoff’s Voltage Law (KVL)繞迴路一圈,所有電壓升和電壓降加起來是 0。
內阻Internal Resistance電池內部自己的電阻,電流越大、輸出電壓掉越多。
空載電壓Open-Circuit Voltage電池沒接負載時量到的電壓。
負載Load吃電的東西:LED、馬達、Arduino。
電池容量Battery Capacity (mAh)毫安培小時。1000 mAh 可以供 100 mA 十小時(理想值)。
穩壓器Voltage Regulator把輸入電壓變成固定輸出電壓的晶片,Arduino 板上就有一顆 5 V 的。
磁場Magnetic Field磁鐵或通電導線周圍的「力的範圍」。
電磁感應Electromagnetic Induction磁場變化讓線圈產生電壓。發電機的原理。
反電動勢Back EMF線圈的電流突然被切斷時,它自己產生的反向高電壓尖波。
時間常數Time Constant (τ)RC 電路充放電的「快慢指標」,τ = R × C,5τ 當作充飽。

F.2 元件

中文英文簡短說明
電阻(元件)Resistor固定阻值的零件,用色環標示阻值。
色碼Color Code電阻身上的色環,用顏色表示數字。
可變電阻/電位器Potentiometer轉旋鈕可以改阻值的三腳元件,常當分壓器用。
光敏電阻Light-Dependent Resistor (LDR)越亮阻值越低的電阻,做夜燈用。
電容(元件)Capacitor儲存電荷的零件,像小水桶,單位法拉(F)。
法拉Farad (F)電容的單位。本書用微法(µF)和奈法(nF)。
電解電容Electrolytic Capacitor容量大的圓柱形電容,有極性,接反會爆。
陶瓷電容Ceramic Capacitor小容量、沒極性的扁平電容,常用 100 nF(104)。
極性Polarity元件有分正負腳。LED、電解電容、二極體都有。
去耦電容Decoupling Capacitor並在晶片電源腳旁邊的電容,吸收電壓的小抖動。
電感(元件)Inductor線圈,抗拒電流變化,單位亨利(H)。
亨利Henry (H)電感的單位。本書用微亨(µH)和毫亨(mH)。
線圈Coil把導線繞成圈,通電生磁、磁變生電。
電磁鐵Electromagnet線圈裡放鐵釘,通電就變磁鐵。
二極體Diode只讓電流往一個方向走的零件。
陽極Anode二極體/LED 的正極腳,電流從這裡進。
陰極Cathode二極體/LED 的負極腳,電流從這裡出。色環那一端。
順向偏壓Forward Bias二極體接「對」方向,會導通。
逆向偏壓Reverse Bias二極體接「反」方向,不導通。
順向電壓Forward Voltage (Vf)二極體導通時固定吃掉的電壓,1N4007 約 0.7 V、LED 1.8–3.4 V。
整流Rectification用二極體把交流變成只有一個方向的直流。
飛輪二極體Flyback Diode並在線圈兩端、吸收反電動勢尖波的二極體。
發光二極體Light-Emitting Diode (LED)會發光的二極體,一定要串限流電阻。
限流電阻Current-Limiting Resistor串在 LED 前面、防止電流過大的電阻。
七段顯示器Seven-Segment Display七個 LED 排成「8」字,顯示數字。
電晶體Transistor用小電流控制大電流的三腳元件,當開關用。
NPN 電晶體NPN Transistor本書用的 2N2222,基極給正電流就導通。
基極Base (B)電晶體的控制腳。
集極Collector (C)電晶體接負載的腳。
射極Emitter (E)電晶體接 GND 的腳。
放大倍數Current Gain (β / hFE)集極電流可以是基極電流的幾倍,2N2222 約 100。
飽和Saturation電晶體完全導通的狀態,像水閥全開。
截止Cut-off電晶體完全不導通的狀態,像水閥全關。
金氧半場效電晶體MOSFET用電壓控制的開關,本書用 IRLZ44N,幾乎不吃控制電流。
閘極Gate (G)MOSFET 的控制腳。
汲極Drain (D)MOSFET 接負載的腳。
源極Source (S)MOSFET 接 GND 的腳。
邏輯準位 MOSFETLogic-Level MOSFET5 V 或 3.3 V 就能推到全開的 MOSFET,型號裡有 L。
達靈頓Darlington兩顆電晶體串起來,放大倍數相乘。
繼電器Relay用線圈吸動金屬片的機械開關,可以用小電壓切換另一個電路。
直流馬達DC Motor通電就轉的馬達,調電壓或 PWM 調速。
伺服馬達Servo Motor可以指定角度的馬達,靠 1–2 ms 的脈波控制。
蜂鳴器Buzzer發聲元件。無源(Passive)要給頻率才會響,有源(Active)通電就響。
按鈕開關Push Button / Tactile Switch按下才導通的開關。
溫濕度感測器Temperature & Humidity Sensor (DHT11)一條線回傳溫度與濕度的感測器。
感測器Sensor把光、溫度、聲音等變成電壓或數位訊號的元件。
麵包板Breadboard不用焊接就能插元件的板子,每五孔一排相通。
杜邦線Jumper Wire (Dupont Wire)兩端有針(公)或孔(母)的連接線。
電池扣Battery Snap接 9 V 電池用的卡扣,附兩條線。
有機發光二極體顯示器OLED Display自己會發光的小螢幕,本書用 0.96 吋 SSD1306。

F.3 訊號與儀器

中文英文簡短說明
訊號Signal隨時間變化、帶有資訊的電壓。
波形Waveform訊號畫在「電壓 vs 時間」圖上的形狀。
正弦波Sine Wave最平滑的波,像海浪。
方波Square Wave只有高低兩種電壓、方方正正的波。
脈波Pulse短暫跳高又回來的一個訊號。
頻率Frequency (f)每秒幾個週期,單位赫茲(Hz)。f = 1 ÷ T。
週期Period (T)一個完整的波要多久,單位秒。
赫茲Hertz (Hz)頻率的單位,每秒一次。
振幅Amplitude波從中心到最高點的高度。
峰對峰電壓Peak-to-Peak Voltage (Vpp)波最高點到最低點的差。
平均電壓Average Voltage一段時間內電壓的平均值,PWM 濾波後就是這個。
占空比Duty Cycle一個週期內 HIGH 占的百分比。
脈寬調變Pulse-Width Modulation (PWM)用改變占空比的方波來「假裝」不同電壓。
上升緣Rising Edge訊號從低變高的瞬間。
下降緣Falling Edge訊號從高變低的瞬間。
濾波Filtering把訊號裡不要的頻率去掉。
低通濾波器Low-Pass Filter讓慢的變化通過、擋掉快的變化。RC 一顆電阻一顆電容就能做。
雜訊Noise訊號上不想要的亂七八糟小抖動。
尖波Spike很短、很高的一個突波,例如反電動勢。
彈跳Bounce按鈕按下時金屬片反覆跳動,造成好幾次高低變化。
去抖動Debounce用延遲、電容或程式把彈跳濾掉。
示波器Oscilloscope把電壓隨時間的變化畫出來的儀器。
探棒Probe示波器的測試線,有勾子和鱷魚夾。
衰減比Attenuation (1×/10×)探棒把訊號縮小的倍數,10× 比較不干擾電路。
探棒補償Probe Compensation調探棒上的小螺絲,讓方波的角變直角。
接地夾Ground Clip探棒上的黑色鱷魚夾,一定接電路 GND。
通道Channel (CH)示波器或邏輯分析儀的一個輸入。
每格電壓Volts per Division (V/div)示波器畫面垂直一格代表幾 V。
每格時間Seconds per Division (s/div)示波器畫面水平一格代表多少時間。
耦合Coupling (DC/AC)DC 看完整電壓;AC 把直流去掉只看變化。
觸發Trigger告訴示波器「從訊號的哪一點開始畫」,波形才會停住。
觸發準位Trigger Level觸發用的電壓門檻。
自動模式Auto Mode沒觸發到也一直畫。
一般模式Normal Mode沒觸發到就等。
單次觸發Single觸發一次就停住畫面,看一次性事件。
自動設定Auto Set / Autoscale示波器自己猜一組設定。
游標Cursor畫面上可以移動的量測線,量時間差或電壓差。
自動量測Measure示波器自動算 Vpp、頻率、占空比等數值。
捲動模式Roll Mode畫面像紙帶一樣慢慢捲,看很慢的訊號。
三用電表Multimeter量電壓、電流、電阻的手持儀器。
通斷檔Continuity三用電表的蜂鳴功能,兩點相通會叫。
邏輯分析儀Logic Analyzer同時記錄多條線 0/1 變化的儀器,可以解碼通訊。
取樣率Sample Rate每秒記錄幾次,至少要是訊號頻率的 4 倍。
取樣數Sample Count總共記錄幾個點,決定錄多久。
協定解碼器Protocol DecoderPulseView 裡把 0/1 翻譯成字元或位址的功能。
序列繪圖器Serial PlotterArduino IDE 裡把序列埠的數字畫成曲線的工具。

F.4 數位與微控制器

中文英文簡短說明
數位Digital只有 0 和 1 兩種狀態。
類比Analog連續變化的量,任何電壓都可以。
高電位/低電位HIGH / LOW數位的 1 和 0。UNO 是 5 V/0 V,ESP32 是 3.3 V/0 V。
電壓門檻Threshold高於多少算 1、低於多少算 0 的分界線。
位元Bit一個 0 或 1。
位元組Byte8 個位元,可以表示 0–255。
二進位Binary只用 0 和 1 的計數方式。
十六進位Hexadecimal用 0–9 和 A–F 計數,0x3C 這種寫法。
邏輯閘Logic Gate做 AND、OR、NOT 等判斷的基本電路。
真值表Truth Table把所有輸入組合和對應輸出列成的表。
及閘AND Gate全部輸入都是 1 才輸出 1。
或閘OR Gate任何一個輸入是 1 就輸出 1。
反閘NOT Gate把 1 變 0、0 變 1。
互斥或閘XOR Gate兩個輸入不一樣才輸出 1。
上拉電阻Pull-up Resistor把腳位平常拉到 HIGH 的電阻,按鈕按下才變 LOW。
下拉電阻Pull-down Resistor把腳位平常拉到 LOW 的電阻。
浮接Floating腳位沒接任何東西,讀值會亂跳。
微控制器Microcontroller (MCU)一顆有 CPU、記憶體、腳位的小電腦晶片。
Arduino UNOArduino UNO本書用的 5 V 開發板,晶片是 ATmega328P。
ESP32ESP32本書用的 3.3 V 開發板,內建 Wi-Fi 和藍牙。
開發板Development Board把微控制器、USB、穩壓器做在一起方便使用的板子。
腳位Pin微控制器伸出來可以接線的接點。
通用輸入輸出GPIO可以設定成輸入或輸出的腳位。
數位輸出Digital Output腳位輸出 HIGH 或 LOW。
數位輸入Digital Input腳位讀取 HIGH 或 LOW。
類比輸入Analog Input腳位讀取電壓並換成數字。
類比數位轉換器Analog-to-Digital Converter (ADC)把電壓變成數字的電路,UNO 10 位元、ESP32 12 位元。
解析度ResolutionADC 能分成幾格:10 位元 = 1024 格。
參考電壓Reference VoltageADC 把哪個電壓當成最大值:UNO 5 V、ESP32 3.3 V。
中斷Interrupt腳位一變化就立刻跳去執行某段程式。
重置Reset讓微控制器重新開機。
燒錄/上傳Upload / Flash把程式寫進微控制器。
燒錄模式Bootloader ModeESP32 等待接收程式的狀態,按 BOOT 鍵進入。
開機按鈕BOOT ButtonESP32 上進燒錄模式用的按鈕(接 GPIO 0)。
啟用腳EN (Enable)ESP32 的重置腳,按下就重開。
欠壓偵測Brownout DetectorESP32 偵測到電壓不夠就自動重開機的保護機制。
深度睡眠Deep SleepESP32 幾乎全部關掉省電,時間到再醒來。
板上 LEDOnboard LED焊在開發板上的 LED:UNO 是 D13,ESP32 是 GPIO 2。
驅動程式Driver讓電腦認得 USB 裝置的軟體,CH340、CP2102 常要另外裝。
函式庫Library別人寫好的程式包,例如 Servo、DHT、Adafruit_SSD1306。
整合開發環境IDE寫程式、編譯、上傳一站搞定的軟體,Arduino IDE。

F.5 通訊與無線

中文英文簡短說明
通訊協定Communication Protocol兩顆晶片講話的「規則」,誰先講、多快講、怎麼算一個字。
序列通訊Serial Communication一次送一個位元,排隊送。
並列通訊Parallel Communication多條線同時送很多位元。
通用非同步收發器UART兩條線(TX、RX)的序列通訊,Serial.println 用的就是它。
傳送/接收TX / RX送出資料的腳/接收資料的腳。A 的 TX 接 B 的 RX。
鮑率Baud Rate每秒幾個位元,兩邊要一樣,本書用 9600 或 115200。
起始位元Start BitUART 每個字元前面的一個 LOW,告訴對方「要開始了」。
停止位元Stop BitUART 每個字元後面的一個 HIGH,告訴對方「講完了」。
8N18N18 個資料位元、無同位元、1 個停止位元,UART 最常見設定。
序列埠Serial Port (COM Port)電腦和 Arduino 講話的那條通道。
序列埠監控視窗Serial MonitorArduino IDE 裡顯示 Serial.println 內容的視窗。
積體電路匯流排I2C (Inter-Integrated Circuit)兩條線(SDA、SCL)可以接很多裝置的通訊,靠位址認人。
資料線SDA (Serial Data)I2C 的資料線。UNO 是 A4,ESP32 是 GPIO 21。
時脈線SCL (Serial Clock)I2C 的時脈線。UNO 是 A5,ESP32 是 GPIO 22。
位址AddressI2C 裝置的「門牌號碼」,OLED 是 0x3C。
主機/從機Master / Slave (Controller / Peripheral)I2C 裡發號施令的那顆/聽命的那顆。
應答ACK (Acknowledge)I2C 從機收到資料後回的一個「收到」位元。
序列周邊介面SPI四條線的高速通訊,本書只簡介。
時脈Clock用來同步「現在讀第幾個位元」的規律方波。
無線網路Wi-FiESP32 內建的無線網路,只支援 2.4 GHz。
網路名稱SSIDWi-Fi 的名字。
網際網路協定位址IP Address裝置在網路上的號碼,例如 192.168.1.50。
網頁伺服器Web Server等別人用瀏覽器來敲門、然後回傳網頁的程式。
超文字傳輸協定HTTP瀏覽器和伺服器講話的規則。
超文字標記語言HTML寫網頁內容的語言。
用戶端Client主動發出請求的一方,例如手機瀏覽器。
存取點Access Point (AP)讓別人連上的 Wi-Fi 熱點,ESP32 自己也能當。
訊息佇列遙測傳輸MQTT物聯網常用的「發布/訂閱」通訊方式,本書只簡介。
藍牙BluetoothESP32 內建的短距離無線通訊,本書只提到。
物聯網Internet of Things (IoT)讓感測器、燈、風扇都連上網路的概念。

F.6 程式

中文英文簡短說明
程式碼Code / SketchArduino 把一個程式叫做 sketch。
初始設定setup()開機只執行一次的區塊。
主迴圈loop()setup() 結束後一直重複執行的區塊。
函式Function一段取了名字、可以重複呼叫的程式。
變數Variable存數值的「盒子」,要先宣告型別。
常數Constant (const)宣告後不能改的變數,腳位編號常用。
整數int整數型別,UNO 上範圍 −32768 到 32767。
浮點數float有小數的數字,例如 3.14。
布林bool只有 true/false 兩種值。
字串String一串文字。
註解Comment用 // 或 /* */ 寫給人看的說明,程式不執行。
條件判斷if / else「如果……就……否則……」。
迴圈for / while重複執行某段程式。
比較運算子Comparison Operator==、!=、<、>、<=、>=。注意 == 和 = 不一樣。
邏輯運算子Logical Operator&&(且)、||(或)、!(非)。
設定腳位模式pinMode()把腳位設成 INPUT、OUTPUT 或 INPUT_PULLUP。
數位寫入digitalWrite()讓腳位輸出 HIGH 或 LOW。
數位讀取digitalRead()讀腳位是 HIGH 還是 LOW。
類比讀取analogRead()讀 ADC 數值,UNO 0–1023、ESP32 0–4095。
類比寫入analogWrite()UNO 輸出 PWM,0–255。
延遲delay()暫停幾毫秒。
毫秒計時millis()回傳開機到現在過了幾毫秒,不卡住程式的計時方法。
對應map()把一個範圍的數字換算成另一個範圍。
音調tone()UNO 讓腳位輸出指定頻率的方波。
LED 控制ledcWrite() / ledcAttach()ESP32 輸出 PWM 的函式。
序列埠初始化Serial.begin()設定鮑率、打開序列埠。
序列埠輸出Serial.println()把文字或數字送到電腦。
引入#include把函式庫加進程式。
定義#define幫一個數字或文字取名字。
伺服函式庫Servo.h控制伺服馬達的函式庫,attach()、write()。
編譯Compile把人看的程式翻譯成晶片看的機器碼。
編譯錯誤Compile Error程式語法有問題,IDE 會指出哪一行。
無效數值nan (Not a Number)浮點數「算不出來」的標記,DHT11 讀失敗會回傳它。
除錯Debug找出並修正程式或電路的錯誤。