【冷氣遙控 1/7】零件、電路、接線：從什麼都沒有開始

charles

這篇的內容（22 段）

1. 做完這篇你會有什麼
2. 步驟 1：買零件
3. 強烈建議一起買的
4. 之後才會用到、現在先不要買
5. 為什麼是 940nm
6. 為什麼一定要電晶體
7. 集極電阻（LED 那顆，33Ω）
8. 基極電阻（ESP32 那顆，220Ω）
9. 怎麼確認（這一步真的要做）
10. 步驟 3：驗收你買到的零件
11. 更快的方法：用 hFE 座
12. 3-4 接收頭：只能看外觀
13. 步驟 4：腳位為什麼選 14 和 16
14. 步驟 5：接發射端
15. 步驟 6：接接收端
16. 射程與角度
17. 外殼與散熱
18. 要準備的東西
19. 焊接的順序：由矮到高
20. 焊點應該長什麼樣
21. 焊完之後要做的事
22. 這個系列的七篇

這是七篇系列的第一篇。做完這篇，你會有一塊「會發紅外線、也收得到紅外線」的板子，並且確認它真的在動。

還不會控制冷氣 —— 那是第三、四篇的事。這篇只做硬體。

這篇是寫給「什麼都還沒買」的人看的。沒碰過麵包板、沒用過三用電表、不知道電阻上面那幾條色環在幹嘛，都沒關係，下面每一步都會告訴你該看到什麼。



做完這篇你會有什麼

• 一片接好線的 ESP32，上面有一顆紅外線發射 LED 和一顆接收頭
  
• 量過沒有短路、通電不會發燙的電路
  
• 每一顆零件都驗過是好的、而且插的方向是對的
  

這篇不做的事：還不會燒任何程式進去。所以這篇結束時，你的板子是「接好但還沒證明會發紅外線」的狀態 —— 那個證明要靠第二篇的韌體。這篇的目標是把所有看得出來的錯誤先排掉，免得第二篇燒完沒反應時，你同時有硬體和軟體兩個未知數。

步驟 1：買零件

必買的部分總共大約兩百到三百塊。括號裡是台灣賣場常見的關鍵字。

• ESP32 開發板 ×1（搜「ESP32 DevKit V1」或「ESP32-WROOM-32 開發板」。要買有 USB 座的那種，不要買光禿禿的模組）
  
• 940nm 紅外線發射 LED ×5（搜「940nm 紅外線發射二極體 5mm」。買 5 顆是因為很便宜，燒掉一顆不用再等貨）
  
• 紅外線接收頭 ×2（搜「VS1838B」或「TSOP4838」。三隻腳那種）
  
• NPN 電晶體 ×2（搜「2N2222」或「S8050」。TO-92 包裝，三隻腳，黑色半圓形那種）
  
• 33Ω 電阻 ×2（1/4W 就好）
  
• 220Ω 電阻 ×2
  
• 麵包板 + 杜邦線（搜「830 孔麵包板」＋「杜邦線 公對公」。先用麵包板，確定能動再考慮焊死）
  
• USB 資料線 ×1（看 ESP32 板子上的座子是 Micro-USB 還是 Type-C，買對應的。一定要是傳輸線不是純充電線，這點下面會再說）
  

強烈建議一起買的

• 三用電表 ×1（搜「三用電表 DT9205A」。入門款大約兩百塊上下，價格常變動，下單前用比價網站看一下）
  

為什麼建議買電表：這篇有一半的「你會看到什麼」是靠它。沒有電表的話，零件好不好、線有沒有短路、電晶體哪一腳是基極，這三件事你只能用猜的 —— 而這三件事正好是新手最常出錯、而且錯了不會有任何錯誤訊息，只會沒反應的地方。一支電表的錢大概等於一片 ESP32，但它會省掉你整個晚上。

買的時候只要確認兩件事：檔位盤上有導通蜂鳴符號（看起來像喇叭發出三條弧線，或是一個二極體的符號），以及機身上有一個 hFE 的小插座（八個小孔，標著 EBC）。DT9205A 這個型號兩樣都有。要買更好的可以看 UNI-T 的 UT33 或 UT139 系列。

之後才會用到、現在先不要買

• 洞洞板、烙鐵、焊錫 —— 等第二篇整套驗證過了再說。步驟 12 會講怎麼焊
  
• 外殼 —— 等你知道最後要擺哪裡再買，步驟 11 會講
  

為什麼是 940nm

家電遙控器用的紅外線波長幾乎都是 940nm。買到 850nm 的話冷氣會收不到 —— 外觀一模一樣，買的時候看清楚規格。

賣場常把 850nm 寫成「監控攝影機用紅外線 LED」，因為 850nm 亮度較高、拍夜視比較清楚。那是另一個用途，不要買錯。

為什麼一定要電晶體



ESP32 的腳位輸出電流建議上限是 20mA，絕對上限 40mA。

紅外線 LED 要有足夠射程，需要 100mA 以上。直接接在腳位上有兩個結果：

• 射程只有幾十公分，要把板子貼在冷氣上才有用
  
• 長期超載可能把 ESP32 的那隻腳燒掉
  

電晶體的作用是「用小電流控制大電流」：ESP32 出 11mA 去驅動電晶體的基極，電晶體就讓 100mA 從 5V 電源流過 LED。

射程可以做到三到五公尺，整個房間都涵蓋得到。

電阻值是怎麼算出來的（不要抄網路上的 1kΩ）

集極電阻（LED 那顆，33Ω）

1. R = (電源電壓 - LED 壓降 - 電晶體飽和壓降) / 想要的電流
2.   = (5V - 1.3V - 0.3V) / 0.1A
3.   = 34Ω  → 買得到的標準值取 33Ω

複製代碼

基極電阻（ESP32 那顆，220Ω）

電晶體要「完全導通」而不是半開，基極電流要給到集極電流的十分之一：

1. 基極電流 = 100mA / 10 = 10mA
2. R = (GPIO 電壓 - 基極壓降) / 基極電流
3.   = (3.3V - 0.8V) / 0.010A
4.   = 250Ω  → 取 220Ω（實際約 11mA，在 ESP32 的安全範圍內）

複製代碼

⚠ 網路上非常多教學寫 1kΩ，那是錯的。

1kΩ 只會給出約 2.5mA 的基極電流。紅外線是 38kHz 的高速切換，電流不夠的話電晶體處在「半導通」狀態：

• LED 實際亮度遠低於預期，射程變短
  
• 電晶體會發熱
  

照著抄 1kΩ 的話，你會以為是程式的問題，其實是電路。

步驟 2：先搞懂麵包板哪幾個孔是相通的

新手接錯線，最大宗不是接到別的腳，而是以為兩個孔相通、其實不通（或反過來）。所以先花三分鐘把麵包板看懂，後面會省很多時間。

拿一塊標準的 830 孔麵包板，它分成三個區域：

• 上下兩條「電源匯流排」 —— 板子最上緣和最下緣，各有兩長排孔，旁邊印著一條紅線（＋）和一條藍線或黑線（−）。同一條線上的孔，整排都相通
  
• 中間的主區 —— 密密麻麻的孔，旁邊有 A~J 的字母、1~63 的數字。每一「直行」的五個孔相通：A1-B1-C1-D1-E1 是一組，F1-G1-H1-I1-J1 是另一組
  
• 正中央那條溝 —— 左右兩邊不通。E1 和 F1 不相通
  

換句話說：橫向看是不通的（除了上下電源排），直向看五個一組是通的。

怎麼確認（這一步真的要做）

把電表轉到導通檔（蜂鳴器那一檔），兩支表棒插進兩個孔：

• A5 和 E5 —— 你會聽到嗶一聲，螢幕顯示接近 0。這代表同一直行相通
  
• E5 和 F5 —— 不會嗶，螢幕顯示 1 或 OL。這代表中央的溝把左右隔開了
  
• A5 和 A6 —— 不會嗶。隔壁那一行是獨立的
  
• 上緣紅線那排的最左邊和最右邊 —— 應該會嗶
  

最後那項不會嗶的話，你的板子是「電源排中間有斷開」的款式。 有些麵包板的電源排在中間會斷成兩段（仔細看紅藍線在中間有沒有中斷），這種要自己補一條短線把兩段接起來。這是最陰險的一種接錯 —— 你的線都插對位置，但電根本沒過去。

沒有電表的話，至少把板子翻過來，從背面的透光處看金屬夾的排列，或是照著板子上印的紅藍線中斷處判斷。但這一項真的建議用電表確認。

步驟 3：驗收你買到的零件

網購的被動零件標錯、賣場裝錯袋、LED 出廠就是壞的，都不是罕見的事。在還沒接線之前先驗過，之後出問題時你就少了一整類可能性。

3-1 電阻：先讀色環，再用電表量

四環電阻的讀法是「兩位數字 + 倍率 + 誤差」。顏色對應的數字是：

1. 黑 0   棕 1   紅 2   橙 3   黃 4
2. 綠 5   藍 6   紫 7   灰 8   白 9
3. 倍率環：黑 ×1、棕 ×10、紅 ×100
4. 誤差環：金 ±5%、棕 ±1%

複製代碼

所以：

• 33Ω 四環 = 橙 橙 黑 金（3、3、×1）
  
• 220Ω 四環 = 紅 紅 棕 金（2、2、×10）
  

買到五環的（金屬皮膜，通常是藍色本體）則是「三位數字 + 倍率 + 誤差」：

• 33Ω 五環 = 橙 橙 黑 金 棕（3、3、0、×0.1）
  
• 220Ω 五環 = 紅 紅 黑 黑 棕（2、2、0、×1）
  

色環從哪一端開始讀：誤差環（金色或棕色）那端是尾巴，從另一端開始讀。金色很好認，所以四環的幾乎不會搞錯；五環的兩端都可能是棕色，這時就只能用電表。

用電表量（這才是唯一可靠的方法）

紅表棒插「VΩmA」孔，黑表棒插「COM」孔，檔位轉到電阻區的 200：

• 先把兩支表棒互相碰在一起，你會看到 0.3 左右（這是表棒本身的電阻，記住這個數字，等一下要扣掉）
  
• 量 33Ω 那顆，你會看到 33 附近的數字（扣掉表棒電阻後落在 31~35 都正常，誤差 ±5%）
  
• 量 220Ω 那顆，你會看到 1 —— 這不是壞掉，是超過 200Ω 這一檔的量程。把檔位轉到 2k，你會看到 220 附近的數字
  

量到 0 或接近 0 → 那不是電阻，是跳線或是壞的。量到 1（在正確檔位下） → 電阻斷了。

3-2 紅外線 LED：分極性，再測好壞

940nm 的發射 LED 通常是透明或淡藍色的水滴狀外殼，和一般 LED 長得一模一樣。

分極性（哪隻腳是正極），三個方法，由可靠到不可靠：

• 看裡面 —— 把 LED 對著光，裡面有兩片金屬，比較大的那一片（杯狀的）是負極。這個方法就算腳被剪過也有效
  
• 看外殼 —— 圓形外殼有一邊是削平的，削平那邊是負極
  
• 看腳長 —— 長腳是正極。最方便，但只要有人剪過就失效
  

測好壞：電表轉到二極體檔（一個三角形加一豎的符號）：

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