创意电子学-第01课：点亮LED

点亮 LED

LED几乎能将所有电能转化成光，而且寿命几乎无限长！
LED 的连接，一定要遵循以下规则。

LED 伸出的较长引脚必须接到电压（阳极正极），较短的引脚接到电压（阴极负极）。
施加在长引脚和短引脚之间的正电压差不得超过制造商给定的限制值（称作正向电压）。
从长引脚流入 LED、短引脚流出的电流不得超过制造商给定的限制值（称作正向电流）。

违反这些规则会有什么后果呢？在实验中你将会看到。
选择一个 10 kΩ 的电阻器。还需要一个 1 kΩ和一个330 Ω的电阻器，将它们准备好。
将 10 kΩ 电阻连入图 1-45 所示的电路中，

图片	说明
	LED灯的长脚接正极，电阻没有正负极
图 1-45

确保电池接入的方法正确，正极在右侧。

“+”号代表“正极”。
“—”号代表“负极”。

确保 LED 的长引脚在右侧，并注意弹簧夹之间不要相互触碰。你会发现 LED 发光很微弱。
现在，换下 10kΩ 电阻器，连入 1 kΩ 的电阻器。LED 会再亮一些。
换下 1 kΩ 的电阻器，连入 330 Ω 的电阻器，LED 会更加明亮。

这看似十分简单，却阐明了一个要点。电阻阻碍了电路中一部分电流的流动。阻值较高的电阻阻碍了更多的电流，使得流过 LED 的电流更少。

实物图

TinkerCAD图

面包板简介

面包板是一个功能强大的原型设计工具，可让您将电子技能提升到一个新的水平。有了它，您可以将许多组件连接在一起！让我们通过测试一种称为RGB LED的特殊类型的LED来学习如何使用它。

连接到试验板电源轨

让我们开始探索试验板的每个部分。

在试验板的左侧和右侧是称为电源轨的列，标有 - 和 + 标签。这些列通常用于通过连接到电源（如电池）为组件供电。

指示

将鼠标悬停在试验板上 + 符号旁边的列中的任何孔上，并注意整个列如何变为绿色。这意味着此列中的所有孔都彼此连接。也可以使用 - 列进行尝试。
单击“+ 组件”，然后将 9V 电池添加到电路中。将电池旋转90度并放置，使电池的正端连接到**+导轨，负极连接到-**导轨。
继续执行下一步。

添加 RGB 指示灯和一个电阻器

对于试验板的其余部分，请注意列如何用字母（a-j）标记，行如何用数字（1-30）标记。这些字母和数字的作用类似于坐标，可帮助您确定添加组件的位置。当您与他人分享您的设计时，这尤其方便。

指示

将鼠标悬停在一行上，然后查看整行如何以绿色突出显示 - 这意味着它们都彼此连接。将组件添加到试验板时，组件的每个引脚通常连接到设计的不同部分。因此，您会希望每个图钉位于不同的行中。
单击“+ 组件”以添加 RGB LED，并将其旋转 90 度。然后将其放在面包板上，顶部引脚（红色）位于 E13 中（即 E 列，第 13 行）。
将鼠标悬停在 RGB LED 的每条支腿上可查看每个引脚的标签。这揭示了RGB代表什么 - 红绿和蓝。还有另一个称为阴极的引脚，我们希望通过电阻器将其连接到地，以确保没有太多电流流过LED。
单击“ + 组件”并添加一个 480 Ω电阻器，一个支路连接到 D14 处的 LED 阴极，另一个连接到 D18。
最后，添加一根将电阻接地的导线。请记住，第18行a-e列中的所有引脚都相互连接。通过将 A18 连接到 - 导轨，将电阻器连接到地。
继续执行下一步。

添加横跨峡谷的第一个开关

在试验板的中间，您会注意到将试验板的两侧分开的间隙。这种差距被称为“沟壑”，将双方彼此隔离开来。许多组件都利用了这一点，因此组件相对侧面的引脚可以独立连接。

让我们用按钮来尝试一下，这是一种在按下时建立连接的开关。

指示

单击“+ 组件”并找到要添加到电路中的按钮。将其旋转 90 度并将其放在试验板上，使左上角的引脚位于 E1 中。
在模拟运行时按下按钮将在左引脚（E1 和 E3）和右侧引脚（F1 和 F3）之间创建连接。我们将使用它来触发 RGB LED 的每个引脚。请记住，当 LED 连接到电源和接地时，它会亮起。要创建此连接，请将按钮（A1）的左上角引脚连接到 + Rail。
现在，将 D3 处的按钮的另一侧连接到 D13，与 RGB LED 的红色引脚相同。
单击开始模拟，然后按按钮。红绿灯的指示灯变成了什么颜色？
停止模拟并更改导线颜色，以匹配按下按钮时 RGB LED 转动的颜色。
继续执行下一步。

再添加两个按钮

让我们再将两个开关连接到 RGB LED 的最后两个引脚。

复制（Ctrl + C）并粘贴（Ctrl + P）按钮以创建另一个按钮，并将其与左上角的引脚放在E5处。
使用电线将左上角的针脚连接到电源轨，将底部针脚连接到 RGB LED 的蓝色针脚（C7 至 C15）
运行模拟并检查 RGB LED 是否转换了您期望的颜色。
使用左上角引脚位于 D9 的最后一个按钮重复上述步骤。使用电线将左上角的针脚连接到电源，将左下角的针脚连接到 RGB LED 的绿色针脚（B11 至 B16）。
继续执行下一步。

混合颜色

恭喜您完成了您的第一个试验板设计并学习如何使用RGB LED！

继续完善

如果要组合红色、蓝色和绿色，该怎么办？如果启动模拟并在单击按钮时按住键盘上的 shift 键，则按钮将保持按下状态。尝试按住多个按钮，看看 RGB LED 会发生什么变化！
如果空间用完，您可以随时使用更大的面包板。此设计使用小型面包板。单击“**+ 组件”**以查看全尺寸试验板并比较其具有的引脚数。