電子元件

＃電子元件：DHT11溫濕度傳感器 這個傳感器是你學習使用的第一個傳感器之一，因為每個人都有一個很好的應用：建立室內或室外溫度計。 在這裡，你可以看到它安裝在一個分輔板上： ！ ！ ！ 請注意，該傳感器有4個輸出引腳，但我得到的分輔板只有3個（原因是DHT11的引腳3未連接到任何地方 - 別問我為什麼）。 從左邊開始，保持底部的引腳，我們有： Vdd，正輸入（+） Vss，負輸入（-） 輸出信號 輸出是一個持續4ms的40位序列化信號。 這意味著每4ms傳感器發送一次溫度信息，為了讀取它，我們必須獲取值並將其反序列化。 在Arduino程序中，我們使用由Adafruit維護的DHT Sensor Library（這是存儲庫的鏈接），它使我們可以非常簡單地讀取溫度： ！ 你可以使用＃include <DHT.h>將其包含，然後通過傳遞傳感器信號引腳和類型（在這種情況下使用常量DHT11）初始化DHT類的對象。 該庫還可以與其他傳感器一起使用，如更精確的DHT22和`DHT21。 然後，你可以調用readHumidity()和readTemperature()方法以``float`變量的方式獲取值。 readTemperature()以攝氏度表示該值，但該庫還提供convertCtoF()方法來獲取華氏值。 該庫還提供了其他方法，例如computeHeatIndex()。我建議你查看GitHub上的DHT.h頭文件源代碼（https://github.com/adafruit/DHT-sensor-library/blob/master/DHT.h）。 這個簡單的Arduino程序從DHT11上的信號引腳連接到數字引腳#2，並將其打印到串行監視器上： #include <DHT.h> DHT dht(2, DHT11); void setup() { Serial.begin(9600); dht.begin(); } void loop() { delay(2000); float h = dht.readHumidity(); float t = dht.readTemperature(); if (isnan(h) || isnan(t)) { Serial.println("無法讀取數值"); return; } Serial.println((String)"濕度：" + h + "%，溫度：" + t + "C"); } ！ ！ 濕度：56.00%，溫度：20.20C 濕度：56....

我們之前談過發光二極體（Light-Emitting Diodes），這是一種當電流和電壓足夠時會發光的二極體。現在我們來談談一般的二極體。 二極體是一個小小的元件，只有一個功能：讓電流只能單向流動。 這是二極體的符號： 二極體有一個方向。看一下上面二極體圖片中的條紋，那是陰極（cathode）的標記。它對應到二極體符號中的「|」直線，表示電流的流動方向。 另一側稱為陽極（anode）。電流從陽極流向陰極。 如果你按照正確的方向將二極體添加到簡單的LED電路中，LED燈會亮起來，因為電路正確地連接起來了。 但是如果你反轉方向，二極體會變成絕緣體，中斷電路，所以LED不會亮起來。 在數位邏輯中，經常使用二極體，因為它能夠根據正確的電壓來開啟或關閉電路。我們可以使用二極體來建構AND和OR邏輯閘。 二極體也非常有用於限制電流流動，並實現交流到直流轉換器，保護元件免受反向電壓，保護元件免受電壓尖峰等等許多應用。 圖片中的二極體是1N4007二極體，它們能夠承受1A的正向電流和最高1000V的反向電壓。 不同種類的二極體能夠處理不同量級的電流並且能夠抵抗不同量級的反向電壓。

在我們的電路中，有一個很有用的元件就是按鈕。 當按鈕被按下時，它會連接電路的兩個部分。一旦按鈕被釋放，電路就開路，電流無法流通。 這是一個典型的按鈕： 它有兩組連接，可以同時關閉。這些連接位於彎曲的引腳上： 在麵包板上使用這個元件只有一種方法，就是將它放在中間： 而添加按鈕的方法只有一種，不會搞錯： 然後，您可以在麵包板的同一部分之間建立連接，如下所示： 在上面的電路中，只有在按下按鈕時，LED 才會亮起：

電阻器是一種具有一定電阻的導體元件。 我們有很多不同的電阻器，使用各種材料製成，並具有不同的電阻值。例如，在我的集合中，我目前擁有： 10Ω 220Ω 330Ω 1kΩ 2kΩ 5kΩ 10kΩ 100kΩ 1MΩ 每個數值都具有不同的顏色組合，以便讓我們識別電阻值。 閱讀顏色是一種獨立的技能，有一些在線計算器可以幫助您進行計算，比如這個。 上述是具有固定電阻值的固定電阻器。 其他一些電阻器（稍後我們將看到）可以讓用戶更改它們的電阻（電位器），有些則根據溫度（熱敏電阻器）、光線（光敏電阻器）等變化其電阻。 在帶有LED和電池電路的文章中，我們已經看到了電阻器如何限制電路中的電流。

發光二極體（Light Emitting Diode，縮寫為LED）是你在實驗中使用的第一個電子元件之一，因為它使用簡單且由於其特性，非常適合探索我們所學概念。 有各種不同種類的LED，用於不同的應用與用途。有些非常小，適用於網格。有些是高功率的，例如用於汽車照明。 在這裡我們將討論常用於原型製作的5mm LED。 這種LED有2個引腳，一個是陽極，另一個是負極。 通常陽極比負極長： 我們將陽極連接到+正極，將負極連接到-。重要的是不要顛倒這個順序，否則LED將無法工作。 注意，負極的引腳較短，但如果引腳被剪斷，可能難以確定哪個連接是負極——對於5mm LED來說，負極的形狀會有一個小切口，不像陽極那邊的形狀是一個完美的圓形。 它的工作原理與二極體完全相同，只是它能發出光。以下是它的引腳與二極體連接的對比圖： LED就像是一個微小的燈泡，有多種顏色選擇： 當一定的電壓和電流通過引腳時，LED將發光。我不會解釋原因，只需知道這是材料在電流通過時的反應。 你已經看到如何使用電池和電阻點亮LED。 我們使用電阻限制通過LED的電流，否則LED可能會燒毀，因為LED具有極小的電阻量，因此電路中流經的電流過大。 警告：過高的電壓/電流也可能導致LED爆炸。 通過使用電阻，一切都正常工作。 根據電阻的值，LED上的電壓跌落值將不同。 這裡是一個3kΩ的電阻示例。LED的電壓跌落為1.87V（實際值會根據LED型號而有所不同）。電阻將限制電流並造成7.12V的電壓降。 如果我們使用了300Ω的電阻，LED的電壓降為2.10V，電流為22.9mA。 多大的電流算過大呢？這由LED制造商在產品規格表上確定。Elegoo電子元件套裝中的5mm LED提供了這份數據表https://www.superbrightleds.com/moreinfo/through-hole/5mm-red-led-15-degree-viewing-angle-5000-mcd/282/1209/，其中指出連續正向電流為50mA，峰值為100mA。 如果我們將2個LED串聯起來，將第二個的陽極連接到第一個的負極，我們會發現它們都會引起1.85V的電壓降（和之前的1.87V差不多），而電阻引起的電壓降比之前小，只有5.29V： 不同的LED具有不同的電壓降，這還取決於顏色，稱為額定正向電壓，可以通過直接測量獲得。它的範圍從1.7V到4V。 LED需要一定的電流才能正確發光，通常從5mA到30mA。 這裡有3個串聯的LED： 如果我們將9V應用到電路上，我們會看到它們發出相當亮的光，因為電流為13.3mA： 但如果我們添加第四個LED： 應用相同的9V將導致光亮度大大降低，因為現在電路中的電流只有5.72mA，不足以發出明亮的光：

如果你將電池的正極和負極連接在一起，流過的電流將會過大，並會對電池造成損壞。電流過大，需要受到限制。 我們需要引入電阻的概念，它是對電流流動的一種限制。 電阻限制了電路中的電流流動。電路中的每個元件都有一些電阻，即使是電線的電阻也很低。 電阻的單位是歐姆(Ω)。 1歐姆被定義為1伏特除以1安培： 1 Ω = 1 V / 1 A 這就是我們所說的歐姆定律：R = V / I，其中R是電阻的符號，V是電壓的符號，I是電流的符號。 由此可得： V = R * I I = V / R 電阻器是一種專門提供一定電阻的元件。 我們有不同數值的電阻器。在電路中常見的有220Ω、1kΩ、4.7kΩ、10kΩ等。 根據歐姆定律，在你知道電池提供的電壓和電路元件提供的電阻時，可以計算電路中的電流。 例如，如果電池提供5V，電路提供1kΩ的電阻，則流過的電流將為5mA。