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麵包板：搭建你的第一個電路

把你學會閱讀的電路圖，變成一個摸得到的真實電路。我們會接出一顆真的會亮的 LED，並弄懂免焊麵包板暗地裡是怎麼把孔連起來的。

從電路圖到實體電路板

上一篇你學會了看懂電路圖——它是電路的抽象地圖，畫著各種符號、電源，還有接地。電路圖告訴你什麼接到什麼，但它終究只是一張圖。麵包板就是讓這張圖變成你伸手能戳、十秒就能改、還能親眼看著它活起來的東西。

麵包板是一塊塞滿小孔的塑膠板，每個孔後面都有一片有彈性的金屬夾。把元件的接腳插進孔裡，夾子就會夾住它——不用焊接、不用膠、不用加熱。拔出來，這個孔又能再用。它的魔法就在這裡：它讓你能以思考的速度搭電路、拆電路、再重搭，而這正是初學者最需要的。

麵包板內部是怎麼接的

每個初學者都必須把這件事刻進腦子裡：那些孔既不是全部各自獨立，也不是全部連在一起——它們是以隱藏的群組相連。在中央主區裡，每一小段五個孔（同一標號的一排，欄位 a-b-c-d-e）是一個相連的節點。它對面的五個孔（f-g-h-i-j）則是另一個獨立的節點。板子中央有一道凹槽把這兩半隔開，所以一顆晶片可以橫跨這道縫，左邊的腳插在一群、右邊的腳插在另一群。

         power rails run the LONG way (down the sides)
      +  + + + + + + + + + + + + + +     <- all joined together
      -  - - - - - - - - - - - - - -     <- all joined together

         col: a b c d e   f g h i j
      row 1   o-o-o-o-o | o-o-o-o-o
      row 2   o-o-o-o-o | o-o-o-o-o      a..e = ONE node
      row 3   o-o-o-o-o | o-o-o-o-o      f..j = a DIFFERENT node
                        ^ center notch splits the two halves
麵包板內部：每半排的五個孔是一個節點；中央凹槽把左右兩半隔開；邊緣的電源軌則是沿著長邊整條相連。

沿著長邊跑的是電源軌——通常是一條紅色（+）、一條藍色（-）的線——它們是沿著長邊整條相連的。你只要在電源軌上接一次電源，之後用一條短短的跳線就能把電引到任何一排。經典的第一個錯誤，就是以為某一標號的整排會橫跨凹槽連到對面；它並不會。當兩個群組需要相連時，要用跳線把它們橋接起來。

你的第一個電路：讓 LED 亮起來

傳統上的第一個電路，就是一顆會發光的 LED，而它暗中教了你一堂很深的課。LED 是一種把電流變成光的二極體，但它自己幾乎沒有辦法限制流過它的電流有多大。把它直接接到電源上，電流就會一路飆升，直到 LED 在一瞬間把自己燒掉。解法是串聯一顆限流電阻，它就像一段變窄的水管，把水流節制到安全的大小。

電阻要多大？只對電阻本身用歐姆定律。假設我們用 5 V 的電源，LED 的順向壓降約 2 V，而我們想讓溫和的 10 mA（0.01 A）流過它。電阻必須在這個電流下分掉剩下的 5 - 2 = 3 V，所以 R =（5 - 2）/ 0.01 = 300 歐姆。最接近的標準值是 330 歐姆，得到 3 / 330 = 9.1 mA——剛剛好。這顆電阻只消耗 P = 3 times 0.01 = 0.03 W，遠低於一般四分之一瓦的零件。

  1. 用跳線把電源的 + 接到紅色軌、把它的 -（接地端）接到藍色軌，這樣兩條電源軌就都通電了。
  2. 插上 330 歐姆電阻，讓它一隻腳插在紅色軌、另一隻腳落在某個空排，例如第 5 排的 a 欄。
  3. 把 LED 的長腳（陽極，+）插進第 5 排的 b 欄——它現在透過第 5 排這一群和電阻相連了——再把短腳插進另一個新的排，例如第 6 排。
  4. 再用一條跳線從第 6 排接回藍色（-）軌，把這個迴路封閉起來。LED 就亮了。如果它還是不亮，最常見的兇手是 LED 插反了——把它拔起來反過來插。

誠實面對模型——以及一句安全提醒

那個漂亮的「2 V」是模型，不是定律。LED 終究是一顆二極體，而就像矽二極體著名的 0.7 V 壓降只是個方便的虛構、而非固定常數一樣，LED 的順向壓降也會隨顏色、電流與溫度遊走——紅色的也許落在 1.8 V 附近，藍色或白色的卻可能需要超過 3 V。所以我們絕不把電流設計在刀口上；我們挑一顆即使壓降漂移、也能把電流維持在安全範圍內的電阻。正是這種對「不精準」的容忍，說明了串聯電阻為什麼重要：是它、而不是脆弱的 LED，在決定電流。

麵包板做不到的事

麵包板對慢速直流電與輕鬆的學習來說很棒，但它並不是一個中立、完美的連接器——它本身就是一個又小又雜亂的電路。那些摩擦夾有真實的接觸電阻，會隨時間鬆動，而那一條條平行的長金屬片，行為就像一個個微小的電容。對這裡的 LED 來說這些完全無所謂，但同一塊板子的雜散寄生電容與不穩的接點，會悄悄毀掉高速的數位訊號或精密的低噪聲量測。誠實的準則是：慢速、寬容的電路可以信任麵包板，一旦講究速度或精度，就升級到焊接的電路板。

那如果你的 LED 就是死活不亮呢？別用猜的。下一篇會把那個終結一切猜測的工具交到你手上——三用電表——讓你能量電壓、電流與電阻，精準找出迴路到底斷在哪裡。