Основные электронные компоненты: обозначения, единицы и назначение

Основные электронные компоненты — это строительные блоки любой схемы: детали, которые ограничивают ток, запасают энергию, пропускают ток только в одну сторону, коммутируют, усиливают сигнал или защищают схему. Резистор, конденсатор, катушка индуктивности, диод, светодиод, транзистор, MOSFET, микросхема, реле, стабилизатор напряжения, предохранитель, кнопка, потенциометр и кварцевый резонатор: от зарядки телефона до платы Arduino почти в любом электронном устройстве найдётся несколько из этих четырнадцати компонентов. У каждого есть своё условное обозначение на схеме, буквенный код (например, R, C, L, D или Q) и единица, в которой указывается его номинал. Умение их узнавать — первый шаг к чтению схем и сборке собственных проектов без ошибок.

В этом руководстве мы сначала соберём все четырнадцать компонентов в одну сводную таблицу с буквенным кодом, единицей, обозначением, внешним видом и типичной задачей. Затем разберём разницу между пассивными и активными компонентами, принцип работы каждой детали, номиналы, которые встречаются чаще всего, и самые частые ошибки; в конце каждого раздела есть ссылка на подробную статью об этом компоненте. В последней части мы соберём схему на Arduino, ESP32 и Raspberry Pi Pico, в которой вместе работают потенциометр, резистор, светодиод, кнопка, транзистор, диод, конденсатор и реле, и покажем, как проверять компоненты с помощью Arduino и мультиметра.

Что такое основные электронные компоненты? Сводная таблица

В таблице ниже кратко сравниваются четырнадцать компонентов из этой статьи. Буквенный код — это сокращение в начале обозначения детали на схеме; номера вроде R1, C3 или Q2 различают детали одного типа. Столбец единица показывает, в какой величине указывается номинал: резисторы измеряются в омах (Ω), конденсаторы в фарадах (F), катушки в генри (H), кварцы в герцах (Hz). У диодов, транзисторов и реле нет одной единицы; их выбирают по напряжению (V) и току (A), которые они выдерживают. Обозначения в таблице соответствуют чертежам IEC, принятым в Европе и большей части мира; на американских схемах (ANSI) некоторые символы выглядят иначе.

Пассивные и активные компоненты

Электронные компоненты обычно делят на две большие группы. Пассивные компоненты не добавляют в схему энергию и не могут усилить сигнал; они только рассеивают энергию (резистор), запасают её (конденсатор, катушка) или фильтруют. Активные компоненты используют энергию источника питания, чтобы управлять другим током или усиливать сигнал; к этой группе относятся транзисторы, MOSFET и микросхемы. Диоды и светодиоды стоят на границе: усиления они не дают, поэтому по строгому определению пассивны, но так как сделаны из того же полупроводника, что и транзисторы, многие учебники относят их к активным. Если вопрос встретится на экзамене, ориентируйся на определение из своего учебника. Реле, кнопки и предохранители часто выделяют в отдельную группу электромеханических или защитных компонентов.

Резистор: компонент, который ограничивает ток

Резистор — самый базовый компонент: он препятствует протекающему через него току и превращает часть энергии в тепло. Его единица — ом (Ω), а связь напряжения, тока и сопротивления описывает закон Ома: V = I × R. С Arduino резисторы чаще всего нужны для двух задач: ограничить ток детали, например светодиода, и собрать делитель напряжения. Например, чтобы зажечь красный светодиод током 15 mA от пина 5 V, нужно (5 − 2) / 0,015 = 200 Ω; берут ближайший больший стандартный номинал, 220 Ω. Номинал выводного резистора читают по цветным полосам на корпусе: красный-красный-коричневый-золотой означает 220 Ω с допуском ±5%. Резисторы выпускают в стандартных номиналах ряда E12 (10, 12, 15, 18, 22, 27, 33, 39, 47, 56, 68, 82 и их кратные десяти значения). Не менее важна допустимая мощность: в любительских схемах резисторы обычно на 1/4 W, и если мощность по формуле P = I² × R больше, резистор перегревается и сгорает. Полосы можно расшифровать в утилите цветового кода резисторов; подробности — в статьях Что такое резистор? и Закон Ома.

Конденсатор: маленький и быстрый накопитель энергии

Конденсатор накапливает электрический заряд на двух проводящих обкладках, разделённых слоем изолятора, и может очень быстро его отдать. Его единица — фарад (F), но фарад огромен, поэтому на практике используют пикофарады (pF), нанофарады (nF) и микрофарады (µF): 1 µF = 1 000 nF = 1 000 000 pF. Заряженный конденсатор не пропускает постоянный ток, а быстро меняющиеся сигналы и помехи проходят через него. Поэтому рядом с выводами питания каждой микросхемы стоит керамический развязывающий конденсатор на 100 nF, а на питание моторов и сервоприводов ставят электролитические конденсаторы на 100–1000 µF. Керамические конденсаторы неполярны, их номинал печатают кодом: 104 означает 10 и четыре нуля, то есть 100 000 pF = 100 nF. Электролитические полярны; светлая полоса на корпусе отмечает отрицательную ножку, а при обратном подключении они могут вздуться и лопнуть. В паре с резистором постоянная времени τ = R × C задаёт скорость заряда конденсатора; при 10 kΩ и 100 µF τ = 1 секунда. Маркировку можно расшифровать в утилите кодов конденсаторов, а о типах и расчётах читай в статье Что такое конденсатор?.

Катушка индуктивности: компонент, который противится резким изменениям тока

Катушку индуктивности делают, наматывая провод, обычно на сердечник из железного порошка или феррита; она запасает энергию в магнитном поле. Её единица — генри (H); в электронике чаще встречаются микрогенри (µH) и миллигенри (mH). В отличие от конденсатора, катушка противится резким изменениям тока: напряжение на ней равно V = L × di/dt. Поэтому постоянный ток она пропускает почти без сопротивления, а высоким частотам сопротивляется; это сопротивление считают по формуле XL = 2π × f × L. Чаще всего её можно встретить в виде большой чёрной катушки на импульсных понижающих преобразователях вроде LM2596 (обычно 33–47 µH): в каждом цикле переключения она запасает энергию и передаёт её нагрузке. Катушки есть и в реле, моторах, зуммерах и динамиках, и в момент разрыва тока они выдают высокий выброс напряжения обратной полярности; чтобы его погасить, параллельно индуктивной нагрузке включают диод в обратном направлении. Номинал маленьких выводных катушек, как у резисторов, обозначают цветными полосами, в µH; прочитать их можно в утилите кодов катушек индуктивности, а подробности — в статье Что такое катушка индуктивности?.

Диоды и светодиоды: улица с односторонним движением для тока

Диод — полупроводник, который пропускает ток только в одну сторону, от анода к катоду; в обратную сторону ток почти не течёт. При проводимости на нём падает прямое напряжение: около 0,6–1 V у кремниевых диодов и 0,15–0,6 V у диодов Шоттки. Серая или белая полоса на корпусе отмечает катод и соответствует черте на условном обозначении. Самые распространённые типы — выпрямительный 1N4007 на 1 A и 1000 V, быстрый маломощный 1N4148 и диод Шоттки с малым падением 1N5819. У диода четыре основные задачи: превращать переменный ток в постоянный (выпрямление), защищать схему от батареи, подключённой наоборот, гасить обратные выбросы напряжения от индуктивных нагрузок вроде реле и моторов (обратный диод) и, в виде стабилитрона, удерживать напряжение на постоянном уровне. Подробные сравнения и способы проверки — в статье Что такое диод?.

Светодиод (LED, light-emitting diode) — это диод, который светится, когда через него идёт ток, и, как другие диоды, работает только в одну сторону. Длинная ножка — анод (+), короткая — катод (−); у купола со стороны катода есть ещё и плоский срез. Золотое правило светодиодов — всегда ставить последовательный резистор: светодиод сам не ограничивает свой ток, поэтому стоит напряжению немного превысить прямое, как ток резко растёт, и портится светодиод или пин Arduino. Номинал резистора считают по формуле R = (Vпит − VLED) / I. Стандартные светодиоды 5 мм спокойно работают при 10–20 mA; у красных и жёлтых прямое напряжение около 2 V, у синих, белых и ярко-зелёных — около 3 V. Посчитать можно в калькуляторе резистора для светодиода, прямые напряжения по цветам — в утилите напряжений светодиодов, а подробнее читай в статье Что такое светодиод?.

Транзисторы и MOSFET: электронные ключи

Транзистор (биполярный, BJT) — полупроводник с тремя выводами, который малым током базы управляет гораздо большим током коллектора. Его выводы — база (B), коллектор (C) и эмиттер (E), а коэффициент усиления по току выражается как IC = hFE × IB. Есть два типа, NPN и PNP; в проектах на Arduino гораздо чаще встречается NPN с эмиттером на GND. Пин Arduino не может безопасно отдавать заметно больше примерно 20 mA, поэтому реле, моторы, зуммеры и светодиодные ленты подключают через транзистор. Между пином и базой всегда должен стоять резистор: чтобы управлять реле на 5 V (около 71 mA) через 2N2222A, для Arduino Uno подойдёт 680 Ω, а для ESP32 и Pico с логикой 3,3 V — 470 Ω. BC547 (100 mA) берут для малых нагрузок, 2N2222A (600 mA) — для средних, а транзистор Дарлингтона TIP120 (5 A) — для нагрузок до нескольких ампер. Распиновка у разных моделей отличается, поэтому проверь её в утилите распиновки транзисторов; режимы работы и расчёты — в статье Что такое транзистор?.

MOSFET — тоже транзистор, но управляется он не током, а напряжением. Его выводы — затвор (G), сток (D) и исток (S). Затвор отделён от канала тонким слоем оксида, поэтому в установившемся режиме он почти не потребляет ток; когда напряжение затвор-исток заметно выше порогового (VGS(th)), сопротивление сток-исток (RDS(on)) падает до нескольких миллиом. Поэтому на больших токах MOSFET греется гораздо меньше, чем BJT. Главное при работе с Arduino — выбрать деталь с логическим уровнем управления: IRLZ44N полностью открывается при 5 V на затворе, а популярному IRF540N для полного открытия нужно 10 V, и при 5 V он греется. Для пинов 3,3 V у ESP32 и Pico выбирают детали с более низким порогом, например IRLB8721 или AO3400. Поставь последовательно с затвором резистор 100–220 Ω, а между затвором и GND — стягивающий резистор 10 kΩ. Схемы подключения — в статье Как использовать MOSFET с Arduino.

Микросхема (IC): тысячи компонентов на одном кристалле

Микросхема (интегральная схема, IC, чип) — готовая схема, в которой тысячи и даже миллиарды компонентов вроде транзисторов, резисторов и конденсаторов собраны на одном кусочке кремния. На схеме её обычно рисуют прямоугольником с пронумерованными выводами и обозначают U или IC. Версии для макетной платы выпускают в корпусе DIP (DIP-8, DIP-14, DIP-16), а на готовых платах стоят гораздо меньшие SMD-корпуса (SOIC, TSSOP). Чтобы правильно подключить выводы, сначала найди вывод 1: ищи полукруглую выемку на одном торце корпуса или маленькую точку в углу. Если смотреть на микросхему сверху выемкой влево, левый нижний вывод — это вывод 1, а номера растут против часовой стрелки. В любительских проектах чаще всего встречаются таймер NE555, 74HC595 для добавления выходов, операционный усилитель LM358, микросхемы логических элементов и 28-выводной ATmega328P — мозг Arduino Uno. Возьми за привычку ставить конденсатор 100 nF между выводами VCC и GND каждой микросхемы, как можно ближе к ним.

Реле: коммутация большой нагрузки слабым сигналом

Реле — электромеханический переключатель: когда через его катушку течёт ток, возникающее магнитное поле притягивает металлический контакт. Контактная часть электрически изолирована от катушки, поэтому сигналом 5 V можно включать сетевую лампу или насос на 12 V. Контакты называются COM (общий), NO (нормально разомкнутый) и NC (нормально замкнутый): без питания катушки COM соединён с NC; когда катушка срабатывает, COM переключается на NO. У реле SRD-05VDC-SL-C из наборов Arduino катушка около 70 Ω, и при 5 V она потребляет около 71 mA — намного больше, чем может дать пин. Поэтому реле всегда управляют через транзистор, а параллельно катушке включают обратный диод. На готовых модулях реле транзистор, диод и светодиод состояния уже стоят на плате. Маленькие переключатели, у которых два тонких контакта внутри стеклянной трубки замыкаются при приближении магнита, называются герконами; их используют в датчиках дверей и окон.

Стабилизатор напряжения: ровное и безопасное питание

Стабилизатор напряжения держит на выходе постоянное напряжение, даже когда входное колеблется. Самый известный пример — 7805: он выдаёт 5 V при входном напряжении от 7 до 35 V и с радиатором может отдавать до 1,5 A. Если повернуть его маркировкой к себе, выводы слева направо — вход (IN), GND и выход (OUT). 7805 — линейный стабилизатор; разницу напряжений он превращает в тепло. Потерянная мощность равна P = (Vin − Vout) × I: при токе 0,5 A на 5 V от 12 V выделяется 3,5 W тепла, а корпус TO-220 без радиатора с этим не справится. Для выхода 3,3 V используют AMS1117-3.3, который стоит и на многих платах ESP32; это стабилизатор с малым падением напряжения (LDO), так что вход должен быть выше выхода всего на 1,1–1,3 V. Если нужны большой ток и высокий КПД, импульсный понижающий преобразователь вроде LM2596 даёт до 3 A с КПД около 80–90%. Не забудь конденсаторы на входе и выходе стабилизатора; подробности — в статьях Стабилизатор напряжения 7805 и Питание Arduino.

Предохранитель: ремень безопасности для схемы

Предохранитель — защитный компонент, который разрывает цепь, расплавляясь или резко увеличивая сопротивление, когда ток через него превышает заданное значение. Его настоящая задача — защищать не электронные детали, а проводку, аккумуляторы и источник питания от нагрева и пожара, которые может вызвать короткое замыкание. На нём указывают номинальный ток (например, 1 A) и максимальное выдерживаемое напряжение (например, 250 V). Важна и буква перед значением: предохранитель F (быстродействующий) сгорает сразу при резком превышении тока, а T (инерционный, с задержкой) выдерживает короткий пусковой ток моторов и больших конденсаторов при включении. Выбирай предохранитель примерно в 1,25–1,5 раза больше обычного рабочего тока и ставь его в плюсовую линию питания как можно ближе к источнику. Стеклянные (5×20 мм) и автомобильные плоские предохранители после срабатывания нужно менять; PTC-предохранители (самовосстанавливающиеся) при нагреве ограничивают ток и возвращаются в норму, когда остынут. У Arduino Uno такой PTC-предохранитель стоит на входе USB и защищает USB-порт компьютера при токе больше 500 mA. Как понять, действительно ли плата повреждена, читай в статье Сгорела ли моя Arduino?.

Кнопки и переключатели: ручное замыкание и размыкание цепи

Кнопка — переключатель без фиксации: контакт замкнут, только пока её держат нажатой, и размыкается, когда её отпускают. Переключатель (ползунковый, тумблер или клавишный) остаётся в том положении, в котором его оставили. Схемы контактов описывают сокращениями: SPST — простой выключатель вкл/выкл, SPDT — переключатель, соединяющий общий вывод с одним из двух выходов, а DPDT переключает одновременно две отдельные цепи. У кнопки 6×6 мм из наборов для макетной платы четыре ножки, но только два отдельных контакта: пары ножек соединены внутри, поэтому надёжнее всего подключать кнопку по диагональным ножкам. При подключении к Arduino нужен подтягивающий (pull-up) или стягивающий резистор, чтобы пин никогда не «висел»; проще всего включить в коде встроенный резистор ATmega328P на 20–50 kΩ через INPUT_PULLUP. Тогда при нажатой кнопке пин читает LOW. Механические контакты при нажатии несколько миллисекунд дребезжат (дребезг контактов); мы отфильтровываем это программно, выжидая 20–50 мс. Подробности — в статье Как подключить кнопку к Arduino.

Потенциометр: регулируемый резистор

Потенциометр — регулируемый резистор с тремя выводами: при вращении вала средний вывод (ползунок) скользит по резистивной дорожке. Сопротивление между крайними выводами постоянно (например, 10 kΩ), а между средним и любым крайним меняется от 0 до 10 kΩ. Подключи крайние выводы к 5V и GND, а средний — к аналоговому входу, и потенциометр станет регулируемым делителем напряжения; функция analogRead() на Arduino Uno будет читать значения от 0 до 1023. Буква на корпусе показывает характеристику: у большинства деталей B означает линейную, а A — логарифмическую (для громкости звука); B10K — линейный потенциометр на 10 kΩ. Маленькие версии, которые впаивают в плату и один раз настраивают отвёрткой, называются подстроечными резисторами (trimpot); ими регулируют контрастность LCD и порог срабатывания датчиков. Подробности и примеры проектов — в статье Что такое потенциометр?.

Кварцевый резонатор: сердцебиение схемы

Кварцевый резонатор (кварц) — тонкая пластинка кварца, которая при подаче напряжения колеблется с очень стабильной частотой; это называется пьезоэлектрическим эффектом. Его единица — герц (Hz), а номинал печатают на корпусе в MHz или kHz (например, 16.000 = 16 MHz). Микроконтроллеры выполняют команды по тактовому сигналу, который задают эти колебания, и от него зависит точность функций времени вроде delay() и millis(). Платы Arduino на ATmega328P работают на 16 MHz (в оригинальной Uno R3 для этого вместо кварца стоит более дешёвый керамический резонатор, а на многих клонах — кварц в металлическом корпусе); между ножками кварца и GND обычно ставят два маленьких конденсатора по 22 pF. Под металлическим экраном модулей ESP32 спрятан кварц на 40 MHz, а у Raspberry Pi Pico — на 12 MHz. В модулях часов используют кварц на 32,768 kHz, потому что это 2 в 15-й степени: если 15 раз поделить на два, получится ровно 1 Hz, один импульс в секунду. Так модули часов RTC точно отсчитывают время, даже когда Arduino выключена.

Как читать компоненты и номиналы на схеме

На схеме у каждого компонента два элемента информации: обозначение из буквенного кода и номера (R1, C2, Q1, U3) и номинал (220, 100n, BC547). Те же обозначения напечатаны на печатной плате, поэтому легко найти, где на плате стоит R7 со схемы. В номиналах часто вместо десятичной запятой пишут букву единицы; так запятая не потеряется в мелком шрифте и номинал не прочитают в десять раз неверно. Как читать схемы шаг за шагом, мы объяснили в статье Как читать электрическую схему; вот обозначения, которые встречаются чаще всего:

• 4k7, 1M, 2R2, 0R: соответственно 4,7 kΩ, 1 MΩ и 2,2 Ω; в номиналах в омах буква R заменяет десятичную запятую. 0R — перемычка с нулевым сопротивлением.
• 100n, 104, 0.1u: все три обозначают одно и то же — 100 nF; на клавиатуре нет символа µ, поэтому вместо него пишут u.
• 10u/16V: электролитический конденсатор на 10 µF и 16 V; номинальное напряжение должно быть хотя бы в 1,5 раза выше максимального напряжения в схеме.
• L1 4u7: катушка индуктивности на 4,7 µH; обозначение начинается с L, значит, единица — генри.
• D1 1N4007, Q1 BC547, U1 NE555: у полупроводников вместо номинала пишут маркировку; характеристики найдёшь в даташите этой детали.
• 472 или 01C: это коды на SMD-резисторах; 472 означает 47 и два нуля, то есть 4,7 kΩ. Буквенные коды смотри в статье Коды SMD-резисторов и в утилите SMD-кодов.

Практика: восемь компонентов в одной схеме

Лучший способ закрепить теорию — заставить компоненты работать вместе. В схеме, которую мы соберём, потенциометр задаёт яркость светодиода, резистор 220 Ω ограничивает ток светодиода, а кнопка каждым нажатием включает и выключает реле; реле срабатывает от транзистора 2N2222A, которым управляют через базовый резистор. Диод 1N4007, включённый в обратном направлении параллельно катушке реле, защищает транзистор, а конденсатор 100 nF между ползунком потенциометра и GND уменьшает шум в аналоговых показаниях. К контактам реле пока ничего подключать не нужно; при переключении будет слышен щелчок. Если макетная плата в новинку, сначала прочитай статью Что такое макетная плата?.

1// Elektronik devre elemanları deneyi / Electronic components experiment
2// Pot -> LED parlaklığı, buton -> transistör + röle / pot -> LED brightness, button -> transistor + relay
3#if defined(ESP32)
4const int POT_PIN = 34;       // ADC1, yalnızca giriş / ADC1, input only
5const int LED_PIN = 18;       // 220 Ω üzerinden LED / LED via 220 Ω
6const int BUTTON_PIN = 4;     // diğer bacak GND'ye / other leg to GND
7const int RELAY_PIN = 23;     // 470 Ω ile 2N2222A beyzine / to the 2N2222A base via 470 Ω
8const int ADC_MAX = 4095;     // 12 bit ADC
9const float VREF = 3.3;
10#else
11const int POT_PIN = A0;
12const int LED_PIN = 9;        // PWM pini (~) / PWM pin (~)
13const int BUTTON_PIN = 2;     // diğer bacak GND'ye / other leg to GND
14const int RELAY_PIN = 7;      // 680 Ω ile 2N2222A beyzine / to the 2N2222A base via 680 Ω
15const int ADC_MAX = 1023;     // 10 bit ADC
16const float VREF = 5.0;
17#endif
18
19bool relayOn = false;
20int lastReading = HIGH;             // son ham okuma / last raw reading
21int stableState = HIGH;             // zıplamadan arınmış durum / debounced state
22unsigned long lastChange = 0;       // son değişim anı / time of last change
23unsigned long lastPrint = 0;
24
25void setup() {
26  pinMode(LED_PIN, OUTPUT);
27  pinMode(RELAY_PIN, OUTPUT);
28  digitalWrite(RELAY_PIN, LOW);           // açılışta röle kapalı / relay off at startup
29  pinMode(BUTTON_PIN, INPUT_PULLUP);      // dahili pull-up direnci / internal pull-up resistor
30  Serial.begin(115200);
31}
32
33void loop() {
34  // 1) Potansiyometre -> LED parlaklığı (PWM) / potentiometer -> LED brightness (PWM)
35  int pot = analogRead(POT_PIN);
36  analogWrite(LED_PIN, map(pot, 0, ADC_MAX, 0, 255));
37
38  // 2) Buton -> röle, 30 ms zıplama filtresi / button -> relay, 30 ms debounce
39  int reading = digitalRead(BUTTON_PIN);
40  if (reading != lastReading) {
41    lastChange = millis();
42    lastReading = reading;
43  }
44  if (millis() - lastChange > 30 && reading != stableState) {
45    stableState = reading;
46    if (stableState == LOW) {             // basıldı / pressed
47      relayOn = !relayOn;
48      digitalWrite(RELAY_PIN, relayOn ? HIGH : LOW);
49    }
50  }
51
52  // 3) Yarım saniyede bir rapor / report every half second
53  if (millis() - lastPrint >= 500) {
54    lastPrint = millis();
55    Serial.print("Pot: ");
56    Serial.print(pot * VREF / ADC_MAX, 2);
57    Serial.print(" V | Röle / relay: ");
58    Serial.println(relayOn ? "AÇIK / ON" : "KAPALI / OFF");
59  }
60}

Код выполняет три независимые задачи в одном loop(), не заставляя ни одну из них ждать. analogRead() читает напряжение на ползунке потенциометра, а map() переводит его в диапазон 0–255; благодаря ШИМ яркость светодиода следует за этим значением. Кнопку читают через millis() вместо delay(): если показание не меняется 30 мс, это считается настоящим нажатием, и состояние реле переключается. Когда на пине HIGH, 2N2222A входит в насыщение, ток идёт через катушку реле, и контакт со щелчком переключается на NO; когда на пине LOW, энергия катушки безопасно гасится через 1N4007. Благодаря строке #if defined(ESP32) тот же код компилируется на ESP32 со своими пинами и 12-битным разрешением АЦП. Открой монитор порта на скорости 115200 бод, чтобы в реальном времени следить за напряжением потенциометра и состоянием реле.

Та же схема на Raspberry Pi Pico и MicroPython

Чтобы запустить ту же схему на Raspberry Pi Pico с MicroPython, собери её по столбцу Pico из таблицы и запитай катушку реле от пина VBUS, на котором есть 5 V от USB. Функция read_u16() у Pico возвращает показания в диапазоне 0–65535, поэтому значение можно передать прямо в функцию ШИМ duty_u16() без дополнительного пересчёта. Если сохранить код на Pico в Thonny под именем main.py, он будет запускаться автоматически при каждом включении платы. Если MicroPython в новинку, начни со статьи Что такое Raspberry Pi Pico?.

1# Pico: pot -> LED parlaklığı, buton -> transistör + röle / pot -> LED brightness, button -> transistor + relay
2from machine import Pin, ADC, PWM
3import time
4
5pot = ADC(26)                            # GP26 = ADC0, pot orta ucu / pot wiper
6led = PWM(Pin(15))                       # GP15, 220 Ω üzerinden LED / LED via 220 Ω
7led.freq(1000)                           # 1 kHz PWM
8button = Pin(14, Pin.IN, Pin.PULL_UP)    # diğer bacak GND'ye / other leg to GND
9relay = Pin(16, Pin.OUT, value=0)        # 470 Ω ile 2N2222A beyzine / to the 2N2222A base via 470 Ω
10
11relay_on = False
12last = 1
13last_print = time.ticks_ms()
14
15while True:
16    raw = pot.read_u16()                 # 0-65535
17    led.duty_u16(raw)                    # parlaklık / brightness
18
19    now = button.value()
20    if now == 0 and last == 1:           # basıldı / pressed
21        time.sleep_ms(30)                # zıplamayı bekle / wait out the bounce
22        if button.value() == 0:
23            relay_on = not relay_on
24            relay.value(1 if relay_on else 0)
25    last = now
26
27    if time.ticks_diff(time.ticks_ms(), last_print) >= 500:
28        last_print = time.ticks_ms()
29        state = "AÇIK / ON" if relay_on else "KAPALI / OFF"
30        print("Pot: {:.2f} V | Röle / relay: {}".format(raw * 3.3 / 65535, state))
31    time.sleep_ms(5)

Измеряем резистор и прямое напряжение светодиода с помощью Arduino

Arduino может стать и простым измерительным прибором, чтобы опознать детали из запасов. Поставь резистор неизвестного номинала между A1 и GND, а известный резистор 10 kΩ — между 5V и A1; вместе они образуют делитель напряжения, и неизвестное сопротивление считается по формуле Rx = 10 kΩ × показание / (1023 − показание). Точнее всего измерение, когда неизвестный резистор близок к опорному (примерно 1–100 kΩ). Для второго измерения подключи 5V через резистор 220 Ω к аноду светодиода, катод — к GND, а анод ещё и к A2: напряжение, которое читает A2, — это прямое напряжение светодиода при токе около 8–14 mA. Открой монитор порта на скорости 9600 бод, по очереди вставляй светодиоды разных цветов и сравнивай с таблицей выше.

1// Arduino ile direnç ve LED ileri gerilimi ölçme / Measuring a resistor and an LED's forward voltage with Arduino
2const float VCC = 5.0;          // Uno besleme gerilimi / Uno supply voltage
3const float R_REF = 10000.0;    // 5V ile A1 arası bilinen direnç / known resistor between 5V and A1
4
5void setup() {
6  Serial.begin(9600);
7}
8
9void loop() {
10  int raw = analogRead(A1);     // bilinmeyen direnç A1 ile GND arasında / unknown resistor between A1 and GND
11  if (raw >= 1023) {
12    Serial.println("Direnç takılı değil / no resistor connected");
13  } else {
14    float rx = R_REF * raw / (1023.0 - raw);   // gerilim bölücü formülü / voltage divider formula
15    Serial.print("R = ");
16    Serial.print(rx, 0);
17    Serial.println(" ohm");
18  }
19
20  float vf = analogRead(A2) * VCC / 1023.0;    // 5V - 220 Ω - A2 - LED - GND
21  Serial.print("LED Vf = ");
22  Serial.print(vf, 2);
23  Serial.println(" V");
24  Serial.println();
25  delay(1000);
26}

Проверка компонентов мультиметром

Когда схема не работает, виновником часто оказывается компонент с неверным номиналом или неисправный. Мультиметр позволяет проверить каждую деталь за несколько секунд; всегда измеряй при выключенном питании и, если можно, выпаяв компонент из схемы, потому что другие детали в схеме искажают показания. Как пользоваться каждым режимом, мы подробно объяснили в статье Как пользоваться мультиметром.

Идеи проектов с этими компонентами

• Светофор: первый проект с последовательными выходами на трёх светодиодах и трёх резисторах 220 Ω; шаги — в статье Светофор на Arduino.
• Автоматический ночник: делитель напряжения из фоторезистора (LDR) и резистора 10 kΩ определяет темноту, а транзистор включает светодиодную ленту на 12 V.
• Мигалка без Arduino: светодиод, который мигает раз в секунду, на NE555, двух резисторах и конденсаторе; меняй R и C, чтобы настроить частоту.
• Огни Knight Rider: управляй восемью светодиодами всего с трёх пинов через 74HC595 (Огни Knight Rider на Arduino).
• Цифровой вольтметр: измеряй напряжения выше предела Arduino в 5 V с помощью делителя напряжения из двух резисторов (Вольтметр на Arduino).
• Умная розетка: включай лампу с телефона через реле и ESP32; правила безопасности — в статье Что такое модуль реле?.

Частые ошибки

Изучить основные электронные компоненты — всё равно что выучить алфавит языка: когда понятно, что делают резисторы, конденсаторы, диоды, транзисторы и остальные, любую новую схему и модуль понять гораздо проще. Дальше можно по очереди прочитать подробные статьи о каждом компоненте, перейти к расчётам схем по законам Кирхгофа и заглянуть в руководство Стартовый набор Arduino, чтобы решить, какие детали купить. В приложении BlueGrays можно пошагово, со схемами подключения и кодом, изучить проекты с этими компонентами: мигание светодиодом, управление светодиодом кнопкой, ночник на фоторезисторе, сервопривод с управлением потенциометром и включение сетевой лампы через реле.