Цветовая маркировка резисторов: как читать резисторы с 4, 5 и 6 полосами

Цветовая маркировка резисторов — это международная система цветных колец на корпусе резистора, которая показывает его номинал, допуск, а иногда и температурный коэффициент. Чтобы узнать, сколько ом у резистора, переведи первые две или три полосы слева направо в цифры, а затем умножь на множитель, который задаёт следующая полоса. Золотая или серебряная полоса справа говорит, насколько реальное значение может отклоняться. Например, резистор с полосами красный-красный-коричневый-золотой означает 22 × 10 = 220 Ω ±5%.

Напечатать цифры на крошечном резисторе сложно, к тому же их может стереть жар при пайке, а цветные полосы читаются при любом повороте корпуса. В этой статье ты пошагово научишься читать резисторы с 4, 5 и 6 полосами, поймёшь, с какого конца начинать, будешь с одного взгляда узнавать резисторы на 220 Ω, 1 kΩ и 10 kΩ из наборов Arduino, проверять прочитанное мультиметром и соберёшь простой омметр на Arduino. Для быстрой проверки можно воспользоваться и утилитой цветового кода резисторов.

Что такое цветовая маркировка резисторов и как она работает?

В системе цветовой маркировки у каждого цвета есть своя цифра: от чёрного (0) до белого (9). Меняется лишь роль полосы в зависимости от её положения. У резистора с 4 полосами первые две — это значащие цифры, третья — множитель, а четвёртая — допуск. У прецизионных резисторов с 5 и 6 полосами значащих цифр становится три; у резисторов с 6 полосами последняя полоса ещё и показывает, насколько сопротивление меняется с температурой. Полосу множителя удобно представлять как «сколько нулей дописать после цифр»: красный — два нуля, оранжевый — три нуля, жёлтый — четыре нуля. Золотой и серебряный в роли множителя делят значение на 10 или 100, так что можно записать и номиналы меньше 1 Ω. У старых резисторов всего с тремя полосами нет полосы допуска, и в этом случае допуск считается равным ±20%. Зная номинал, легко посчитать ток в схеме по закону Ома.

С какого конца читать резистор?

• Золотая или серебряная полоса справа: эти цвета почти всегда обозначают допуск и стоят крайними справа. Поверни резистор так, чтобы эта полоса оказалась справа, и начинай читать слева.
• Смотри на промежуток: полоса допуска обычно стоит чуть дальше от остальных; конец, где полосы собраны плотнее, — это начало.
• Близость к краю: у большинства производителей первая полоса ближе к краю корпуса, а последняя — ближе к середине.
• Правило первой полосы: первая полоса не может быть золотой, серебряной или чёрной. Если на одном из концов стоит один из этих цветов, читать нужно с другого конца.
• Проверка по стандартному ряду: если прочитанное значение не входит в стандартные ряды (E12, E24), скорее всего, резистор читается задом наперёд.

Как читать резистор с 4 полосами?

1. Держи резистор так, чтобы золотая или серебряная полоса была справа.
2. Запиши цифру первой полосы: коричневый означает 1.
3. Допиши рядом цифру второй полосы: чёрный — это 0, значит, число становится 10.
4. Третья полоса — множитель; допиши столько нулей, какова цифра цвета: оранжевый — это 3, значит, число становится 10 000.
5. Упрости результат (10 000 Ω = 10 kΩ) и прочитай допуск по четвёртой полосе: золотой означает ±5%.

По этим шагам резистор с полосами коричневый-чёрный-оранжевый-золотой получается 10 kΩ ±5%. Допуск говорит, что реальное значение может отклоняться на этот процент: резистор 10 kΩ ±5% может показать любое значение от 9,5 kΩ до 10,5 kΩ, и это совершенно нормально. Точно так же резистор 220 Ω ±5% должен показывать от 209 до 231 Ω. На схемах и в списках деталей номиналы часто пишут сокращённо: 4K7 — это 4,7 kΩ; 1M — 1 MΩ; 4R7 — 4,7 Ω. Буквы K, M и R показывают и единицу, и место десятичной запятой, поэтому стёршаяся крошечная запятая не искажает номинал.

Как читать резистор с 5 полосами?

У резисторов с 5 полосами логика та же, только значащих цифр становится три: первые три полосы — цифры, четвёртая — множитель, пятая — допуск. Обычно это металлоплёночные резисторы с синим или голубым корпусом, и их допуск чаще всего ±1%, что обозначается коричневой полосой; углеродистые резисторы с бежевым корпусом, как правило, имеют 4 полосы и допуск ±5%. Например, резистор с полосами жёлтый-фиолетовый-чёрный-коричневый-коричневый — это 470 × 10 = 4700 Ω, то есть 4,7 kΩ ±1%. Тот же номинал на резисторе с 4 полосами записывается как жёлтый-фиолетовый-красный-золотой: у 5-полосного множитель на ступень меньше, потому что третья цифра уже несёт один ноль. Вот почему так важно сосчитать полосы перед чтением: если принять резистор с 5 полосами за 4-полосный, первые две полосы прочитаются как 47, третья — как множитель, и результат окажется совершенно неверным. Благодаря трём значащим цифрам на резисторах с 5 полосами можно записать и более точные номиналы, например 4,99 kΩ или 1,02 kΩ.

Резисторы с 6 полосами и температурный коэффициент

Первые пять полос резистора с 6 полосами читаются точно так же, как у 5-полосного. Шестая полоса задаёт температурный коэффициент (ТКС, TCR) в ppm/K, то есть на сколько миллионных долей меняется сопротивление при каждом повышении температуры на 1 °C. Например, резистор 10 kΩ с коэффициентом 50 ppm/K (красный) меняется на 10 000 × 0,00005 = 0,5 Ω на каждый градус; если он нагреется на 30 °C, то уйдёт примерно на 15 Ω, то есть на 0,15%. В любительских проектах эта разница чаще всего несущественна, но в прецизионных измерительных приборах, опорных делителях напряжения и схемах, чувствительных к температуре, выбирают резисторы с низким коэффициентом. Резистор с полосами коричневый-зелёный-чёрный-красный-коричневый-красный читается как 150 × 100 = 15 kΩ, ±1% и 50 ppm/K.

Примеры чтения: пошаговый расчёт

Популярные резисторы в наборах Arduino

Некоторые номиналы постоянно встречаются в готовых стартовых наборах Arduino. 220 Ω — стандартный выбор для ограничения тока красного светодиода при питании 5 V: красный светодиод падает примерно 2 V, поэтому ток равен (5 − 2) / 220 ≈ 13,6 mA и с запасом остаётся ниже предела светодиода в 20 mA. С резистором 330 Ω тот же светодиод потребляет около 9 mA и светит чуть тусклее. 1 kΩ используют для управления базой транзистора и для маломощных индикаторных светодиодов. 10 kΩ — самый ходовой резистор в наборах: это подтягивающий и стягивающий резистор для кнопок и вторая половина делителей напряжения с фоторезисторами и термисторами. Подробности расчёта тока — в статье расчёт резистора для светодиода, а чтобы понять их роль в схемах с кнопками, загляни в статью подтягивающие и стягивающие резисторы.

Стандартные номиналы резисторов: ряды E12 и E24

Резисторы выпускают не любых номиналов, а по стандартным рядам, подобранным так, чтобы диапазоны допусков перекрывались. Ряд E24, который используется для резисторов с допуском ±5%, содержит 24 значения на декаду: 10, 11, 12, 13, 15, 16, 18, 20, 22, 24, 27, 30, 33, 36, 39, 43, 47, 51, 56, 62, 68, 75, 82 и 91. Ряд E12 с допуском ±10% берёт из них только 10, 12, 15, 18, 22, 27, 33, 39, 47, 56, 68 и 82; металлоплёночные резисторы с допуском ±1% относятся к ряду E96 из 96 значений. Это очень помогает проверить себя: если при чтении резистора с 4 полосами получается начало вроде 25 или 85, скорее всего, какой-то цвет определён неверно или резистор перевёрнут. Чтобы найти стандартный резистор, ближайший к рассчитанному значению, воспользуйся утилитой стандартных номиналов, а чтобы получить нужное значение из нескольких резисторов, загляни в статью расчёт последовательного и параллельного соединения резисторов.

Измерение и проверка резистора мультиметром

1. Вынь резистор из схемы или выпаяй хотя бы одну ножку: другие компоненты схемы создают параллельные пути и дают неверное значение.
2. Вставь чёрный щуп в гнездо COM, красный — в гнездо VΩ и поставь поворотный переключатель на диапазон Ω.
3. На мультиметре с ручным выбором диапазона выбери диапазон чуть выше ожидаемого значения: для 220 Ω подойдёт диапазон 2k, для 10 kΩ — диапазон 20k.
4. Коснись щупами двух ножек резистора; у резистора нет полярности, поэтому, если поменять щупы местами, результат не изменится.
5. Если на дисплее видно «1» или «OL», значение больше выбранного диапазона; перейди на диапазон выше.
6. Проверь, укладывается ли показание в диапазон допуска: резистор 220 Ω ±5% должен показывать от 209 до 231 Ω. Для значений меньше 10 Ω вычти собственное сопротивление щупов (примерно 0,2–0,5 Ω), которое можно измерить, соединив щупы друг с другом.

Простой омметр на Arduino

Если мультиметра нет или хочется попрактиковаться с Arduino, неизвестный резистор можно измерить делителем напряжения из двух резисторов. Подключи известный резистор 10 kΩ между питанием и аналоговым пином, а измеряемый резистор (Rx) — между аналоговым пином и GND. Лабораторной точности этот способ не даёт, но отлично подходит, чтобы отличить резистор на 1 kΩ от резистора на 10 kΩ и разобраться в логике аналого-цифрового преобразования.

1// Basit ohmmetre / Simple ohmmeter
2// 5V -> R_BILINEN (10 kOhm) -> A0 -> Rx -> GND
3const int OLCUM_PIN = A0;          // ölçüm noktası / measurement node
4const float R_BILINEN = 10000.0;   // bilinen direnç (ohm), multimetreyle ölçülen değer / known resistor (ohm), measured value
5
6void setup() {
7  Serial.begin(9600);
8}
9
10void loop() {
11  long toplam = 0;
12  for (int i = 0; i < 16; i++) {   // 16 ölçümün ortalaması / average of 16 readings
13    toplam += analogRead(OLCUM_PIN);
14    delay(2);
15  }
16  float ortalama = toplam / 16.0;
17
18  if (ortalama > 1015.0) {         // A0 neredeyse 5V: direnç yok / A0 almost 5V: no resistor
19    Serial.println(F("Direnc takili degil / No resistor"));
20  } else {
21    float rx = R_BILINEN * ortalama / (1023.0 - ortalama);   // gerilim bölücü formülü / voltage divider formula
22    Serial.print(F("Rx = "));
23    if (rx >= 1000.0) {
24      Serial.print(rx / 1000.0, 2);
25      Serial.println(F(" kohm"));
26    } else {
27      Serial.print(rx, 1);
28      Serial.println(F(" ohm"));
29    }
30  }
31  delay(1000);
32}

Эта схема — делитель напряжения: напряжение на A0 равно Vcc × Rx / (R_BILINEN + Rx). Поскольку analogRead использует те же 5 V в качестве опорного напряжения, напряжение питания из формулы сокращается, и остаётся Rx = R_BILINEN × показание / (1023 − показание). Например, при Rx = 10 kΩ показание получается около 511. Усреднение 16 измерений снижает шум. Точнее всего результат, когда Rx близок к известному резистору: с опорным резистором 10 kΩ диапазон 1 kΩ–100 kΩ измеряется с погрешностью в несколько процентов, но на крайних значениях вроде 100 Ω или 1 MΩ даже один шаг АЦП даёт большую ошибку. Собственный допуск известного резистора тоже напрямую влияет на результат, поэтому в R_BILINEN впиши не номинал с маркировки, а реальное значение, измеренное мультиметром. Результат можно увидеть, открыв монитор порта на скорости 9600 бод.

Измерение с ESP32 и Raspberry Pi Pico

На ESP32 достаточно собрать ту же схему с питанием от 3V3, указать в коде пин 34 и использовать 4095 вместо 1023, потому что АЦП у ESP32 12-битный и возвращает значения в диапазоне 0–4095. Однако АЦП ESP32 нелинеен, особенно вблизи 0 V и 3,3 V, поэтому измерение может отклоняться ещё на несколько процентов. Измеряй на пинах ADC1 (GPIO 32–39), потому что пины ADC2 нельзя использовать при включённом Wi-Fi. На Raspberry Pi Pico с MicroPython можно объединить в одной программе и расчёт номинала по последовательности цветов, и омметр, который измеряет на GP26:

1from machine import ADC
2import time
3
4# Renk -> rakam / Color -> digit
5RAKAM = {"siyah": 0, "kahverengi": 1, "kirmizi": 2, "turuncu": 3, "sari": 4,
6         "yesil": 5, "mavi": 6, "mor": 7, "gri": 8, "beyaz": 9}
7# Carpan = 10 uzeri rakam / Multiplier = 10 to the power of digit
8CARPAN = {renk: 10 ** r for renk, r in RAKAM.items()}
9CARPAN["altin"] = 0.1
10CARPAN["gumus"] = 0.01
11# Tolerans (%) / Tolerance (%)
12TOLERANS = {"kahverengi": 1, "kirmizi": 2, "yesil": 0.5, "mavi": 0.25,
13            "mor": 0.1, "altin": 5, "gumus": 10}
14
15def renkten_deger(bantlar):
16    # 4 bant: 2 rakam, 5-6 bant: 3 rakam / 4 bands: 2 digits, 5-6 bands: 3 digits
17    if len(bantlar) == 4:
18        adet = 2
19    elif len(bantlar) in (5, 6):
20        adet = 3
21    else:
22        raise ValueError("4, 5 ya da 6 bant / 4, 5 or 6 bands")
23    sayi = 0
24    for renk in bantlar[:adet]:
25        sayi = sayi * 10 + RAKAM[renk]
26    deger = sayi * CARPAN[bantlar[adet]]
27    tolerans = TOLERANS.get(bantlar[adet + 1])
28    return deger, tolerans
29
30def bicimle(ohm):
31    ohm = float(ohm)
32    if ohm >= 1e6:
33        return "{:.2f} MOhm".format(ohm / 1e6)
34    if ohm >= 1e3:
35        return "{:.2f} kOhm".format(ohm / 1e3)
36    return "{:.1f} Ohm".format(ohm)
37
38adc = ADC(26)            # GP26 = ADC0
39R_BILINEN = 10000        # multimetreyle olculen deger / value measured with a multimeter
40
41def olc():
42    toplam = 0
43    for _ in range(16):  # 16 olcumun ortalamasi / average of 16 readings
44        toplam += adc.read_u16()
45        time.sleep_ms(2)
46    ham = toplam / 16
47    if ham > 65000:      # direnc yok / no resistor
48        return None
49    return R_BILINEN * ham / (65535 - ham)
50
51deger, tol = renkten_deger(["kahverengi", "siyah", "turuncu", "altin"])
52print("Renk kodu / Color code:", bicimle(deger), "+/-", tol, "%")
53
54while True:
55    rx = olc()
56    if rx is None:
57        print("Direnc yok / No resistor")
58    else:
59        print("Olculen / Measured:", bicimle(rx))
60    time.sleep(1)

Функция renkten_deger() сама определяет число значащих цифр по длине списка полос, объединяет цифры, умножает на множитель и возвращает допуск. olc() 16 раз считывает напряжение на GP26 и усредняет его; поскольку read_u16() отдаёт 12-битное измерение Pico, масштабированное в диапазон 0–65535, в формуле используется 65535. Так в консоли Thonny видны рядом значение, прочитанное по цветам, и измеренное значение, и можно проверить, укладывается ли разница в допуск. Если MicroPython в новинку, хорошая отправная точка — статья основы MicroPython.

Частые ошибки и как их исправить

После нескольких дней практики с цветовой маркировкой ты будешь с одного взгляда узнавать резисторы на 220 Ω, 1 kΩ и 10 kΩ, а в сомнительных случаях последнее слово всегда за мультиметром. Чтобы применить изученное на практике, загляни в приложении BlueGrays в проекты с мигающим светодиодом, светофором, управлением светодиодом кнопкой и ночником на фоторезисторе (LDR): в каждом есть схема подключения, показывающая, какой резистор куда ставить, и готовый код с пошаговым объяснением.