在電子系統中，我們可以有不同的元件執行不同的工作，結合在一起形成一個電路。 在一個典型的電路中，我們有一個電壓源，以及具有某種功用的裝置。 電壓源可以是電池，或者例如提供電力的Arduino板。 假設電壓是5V。我們有一個正極和一個負極。 如果我們使用一根電線將這兩個極直接連接在一起，我們將會產生一個短路。 短路是非常糟糕的情況，也是電路中問題最常見的原因之一，在實踐中，我們采取各種預防措施，因為它可能導致我們的設備和元件受到嚴重損壞，使它們無法使用。 即使在1.5V電池的情況下，正極和負極之間流經的電流也可能引發火災（我不建議嘗試，但這是一種在露營時忘記打火機時點燃火源的酷技巧）。 想像一下如果是一個更大的電池會發生什麼。某些電池（包括您手機中使用的電池）將在短路時爆炸。 總之，盡一切可能避免短路，並要注意。
介紹關於電子學的新系列 這篇文章是我想要開始關於電子學的新系列。 電子學是我非常熱衷的領域，我相信它跟程式設計非常類似。我們將輸入轉換成輸出，通過將簡單的元件結合成更複雜的結構來創建有用的系統。 這與我們在軟體程式設計中做的事情很相似，只是電子學更加實際，而且在屏幕前工作時，我們可以暫時中斷，轉而專注於讓我們能創建實際的現實世界項目的工藝中。當你加入像Arduino這樣的可編程開發板時，這就是實際的嵌入式，低層次的程式設計。 我之前有一點談論過電子學，只是不多。 特別是我在《Arduino簡介》（/arduino-introduction/）中談到了Arduino，並且我寫了一篇《Arduino程式語言簡介》（/arduino-programming-language/）的介紹。 然後，我介紹了三個熱門的開發板： Arduino Uno rev 3 Arduino Uno WiFi rev 2 Arduino MKR WiFi 1010 並且我還將Arduino與另一個非常受歡迎的設備，樹莓派進行了比較：[/arduino-vs-raspberry-pi/]。 這就是我在這個博客中關於電子學的範疇。 這些都是非常高層次的。Arduino是一個非常簡單易用的開發板，但在底層它還抽象了很多微小的細節並提供了很多內建設施。 Arduino是一個非常有趣的電子學入門點。 不過，從跟隨“點亮LED”教程到真正掌握電子學還有很長一段路要走。 這個系列的目的是，提供一個更深入的電子學探索。從一個不同角度，避免過多講解理論和數學。 抽象微小的細節，但實際應用這些概念。 為什麼要開始談論電子學？嗯，因為我喜歡談論它、閱讀它、觀看相關視頻，同時我也喜歡使用電子設備和電子元件來創造東西。 當你對電子學和電力有了基本的理解後，將會打開一個嶄新的世界。 在過去的十年裡，我們從一個將電腦安裝在桌子上的社會進化成每個人口袋中都有一台功能強大、連接到互聯網的設備。 我相信在未來，隨著5G、廉價移動網絡以及可再生能源的不斷進步，我們將完全沉浸在比今天更多的電子世界中，而理解這一切的工作原理是一種非常有價值的技能。 這是一個可以為你帶來高薪的技能，同時也是一種可以在DIY和工藝中獲得很多滿足感的技能。 自己製作設備和工具，並且看到它們在現實世界中真的工作，這讓你對自己感到非常自豪。 當然，你可能不會學會如何製作下一代iPhone，但也許你會學會如何創建一個簡化版的計算機，或者如何製作一些很酷的電路。 相比於其他更昂貴的嗜好，這是一個很廉價的選擇。 我是一個程式設計師和工程師，我在高中和大學時學過電子學，但通過這個系列，我想要重新學習電子學，從基礎知識開始，與你一同學習。 首先，我們將深入討論模擬電子學。 我們先談論一些基礎知識： 模擬與數位 電流 電壓 Vcc、接地、… 電阻 短路 你的第一個電路 使用面包板進行原型設計 使用多用表測量電壓、電流和電阻 接著，我們將深入研究電子元件： 電阻器 發光二極體（LED） 二極管 按鈕 電位計 電容器 電感器 開關 變壓器 晶體管 閘流體 七段顯示器 LED顯示器 液晶顯示器 光敏二極體 蜂鳴器和揚聲器 接下來我們將探索讓我們與外界進行接口和獲取數據的傳感器的奇妙世界，包括： 熱敏電阻 熱偶 傾斜傳感器 加速度傳感器 壓力傳感器 振動傳感器 濕度傳感器 聲音傳感器 光敏電阻 光敏閘流體 光敏晶體管 磁感應器 接近傳感器 麥克風 鍵盤 我們將學習如何使用這些傳感器以及如何使用Arduino板進行有趣的實踐：...
我們可以建立的最簡單正常運作的電路之一是點亮一個 LED 的電路。 我們將使用一個 9V 電池、一個 470歐姆的電阻和一個 LED。 關於電阻和 LED 的細節我們以後再談，現在讓我們創建我們的第一個電路。 如果你不想買任何設備或零件，這個並不是必須的，但我強烈建議你這樣做，而且從 Elegoo 購買一個名為「ELEGOO UNO R3 Project Most Complete Starter Kit」的入門套件。你可以在 Amazon 上找到它。 有很多在線工具可以用來模擬電路。在本文中，我們將使用 Tinkercad，它可以免費使用，網址是 https://tinkercad.com。 Tinkercad 是由著名的 AutoCAD 的創建者 Autodesk 開發的應用程式，它允許你創建和模擬電子電路，不僅如此，你還可以創建用於 3D 列印的設計。這是一個非常酷的網頁應用程式。 在這個網站上建立一個免費帳號，然後從儀表板選擇「Circuits」菜單： 點擊「Create new Circuit」按鈕，你將看到電路建立界面： 現在你可以從右側的側邊欄中拖動和放置電子元件到主屏幕中。 選擇一個 9V 電壓 電池，一個電阻和一個 LED： 現在將滑鼠懸停在每個元件上，你將看到可以從它們連接到的連接點。例如，電池有一個正極和一個負極： 將負極拖動到電阻器的一個極上： 現在將電阻連接到 LED 的右邊、直的極端，稱為陰極： 最後，將 LED 的另一邊、右邊的引腳連接到電池的正極： 你可以點擊線的顏色來更改它們的顏色： 你可以點擊每個元件來更改其設置。例如，點擊電阻器，了解並更改其電阻值（默認為1kΩ）： 雙擊線條可以在其中添加一個點，以便製作出更好看的電路： 整理一下，這就是最終的結果： 現在點擊「Start simulation」按鈕。你會看到LED亮起，直到你點擊「Stop simulation」： 現在試著將電阻值更改為220Ω： 再次運行模擬，你將看到警告 LED，告訴你通過它的電流太大了，而 LED 可以處理的最大電流建議是20mA： 在模擬運行時，你也可以更改電阻器的值。如果你將電阻值更改為1000Ω，你將看到 LED 的亮度會變暗。 增加10000Ω，LED 燈將不會亮。 電阻器的電阻值越大，電路中流動的電流越小，因此 LED 可以消耗的電流也越小，無法顯示出明亮的光。...