37款傳感器與執(zhí)行器的提法，在網(wǎng)絡(luò)上廣泛流傳，其實Arduino能夠兼容的傳感器模塊肯定是不止這37種的。鑒于本人手頭積累了一些傳感器和執(zhí)行器模塊，依照實踐出真知（一定要動手做）的理念，以學習和交流為目的，這里準備逐一動手嘗試系列實驗，不管成功（程序走通）與否，都會記錄下來---小小的進步或是搞不掂的問題，希望能夠拋磚引玉。
【Arduino】168種傳感器模塊系列實驗（資料代碼+仿真編程+圖形編程）
實驗八十九： 8位 5V-3V IIC UART SPI TTL雙向電平轉(zhuǎn)換模塊
電平轉(zhuǎn)換器
是一個電壓轉(zhuǎn)換裝置，電平轉(zhuǎn)換分為單向轉(zhuǎn)換和雙向轉(zhuǎn)換，還有單電源和雙電源轉(zhuǎn)換，雙電源轉(zhuǎn)換采用雙軌方案具有滿足各方面性能的要求。在新一代電子電路設(shè)計中, 隨著低電壓邏輯的引入,系統(tǒng)內(nèi)部常常出現(xiàn)輸入/ 輸出邏輯不協(xié)調(diào)的問題, 從而提高了系統(tǒng)設(shè)計的復雜性。例如, 當1. 8V的數(shù)字電路與工作在3. 3V 的模擬電路進行通信時,需要首先解決兩種電平的轉(zhuǎn)換問題,這時就需要電平轉(zhuǎn)換器。隨著不同工作電壓的數(shù)字IC 的不斷涌現(xiàn),邏輯電平轉(zhuǎn)換的必要性更加突出, 電平轉(zhuǎn)換方式也將隨邏輯電壓、數(shù)據(jù)總線的形式(例如4 線SPI、32 位并行數(shù)據(jù)總線等) 以及數(shù)據(jù)傳輸速率的不同而改變。現(xiàn)在雖然許多邏輯芯片都能實現(xiàn)較高的邏輯電平至較低邏輯電平的轉(zhuǎn)換(如將5V 電平轉(zhuǎn)換至3V 電平) ,但極少有邏輯電路芯片能夠?qū)⑤^低的邏輯電平轉(zhuǎn)換成較高的邏輯電平(如將3V邏輯轉(zhuǎn)換至5V邏輯) 。另外,電平轉(zhuǎn)換器雖然也可以用晶體管甚至電阻———二極管的組合來實現(xiàn), 但因受寄生電容的影響,這些方法大大限制了數(shù)據(jù)的傳輸速率。盡管寬字節(jié)的電平轉(zhuǎn)換器已經(jīng)商用化, 但這些產(chǎn)品不是針對數(shù)據(jù)速率低于20Mbps 的串行總線(SPITM、I2CTM、USB 等) 優(yōu)化的, 這些器件具有較大的封裝尺寸、較多的引腳數(shù)和I/ O 方向控制引腳,因而不適合小型串行或外設(shè)接口和更高速率的總線(如以太網(wǎng)、LVDS、SCSI等) 。
邏輯電平
所謂電平，是指兩功率或電壓之比的對數(shù)，有時也可用來表示兩電流之比的對數(shù)。電平的單位分貝用dB表示。常用的電平有功率電平和電壓電平兩類，它們各自又可分為絕對電平和相對電平兩種。邏輯電平是指一種可以產(chǎn)生信號的狀態(tài)，通常由信號與地線之間的電位差來體現(xiàn)。邏輯電平的浮動范圍由邏輯家族中不同器件的特性所決定。
關(guān)于邏輯高低電平
- 5V CMOS、 HC、 AHC、 AC中， 輸入大于3.5V算高電平 | | 輸入小于1.5V算低電平；
- 5V TTL 、ABT 、AHCT、 HCT、 ACT中 ， 輸入大于2V算高電平 | | 輸入小于0.8V算低電平；
- 3.3V LVTTL 、LVT、 LVC 、ALVC、LV 、ALVT中 ，輸入大于2V算高電平 | | 輸入小于0.8V算低電平；
- 2.5V CMOS、 ALVC 、LV 、ALVT中 ， 輸入大于1.7V算高電平 | | 輸入小于0.7V算低電平。
場效應(yīng)管
場效應(yīng)晶體管（Field Effect Transistor縮寫（FET））簡稱場效應(yīng)管。主要有兩種類型（juncTIon FET—JFET）和金屬 - 氧化物半導體場效應(yīng)管（metal-oxide semiconductor FET，簡稱MOS-FET）。由多數(shù)載流子參與導電，也稱為單極型晶體管。它屬于電壓控制型半導體器件。具有輸入電阻高（107～1015Ω）、噪聲小、功耗低、動態(tài)范圍大、易于集成、沒有二次擊穿現(xiàn)象、安全工作區(qū)域?qū)挼葍?yōu)點，現(xiàn)已成為雙極型晶體管和功率晶體管的強大競爭者。場效應(yīng)管（FET）是利用控制輸入回路的電場效應(yīng)來控制輸出回路電流的一種半導體器件，并以此命名。由于它僅靠半導體中的多數(shù)載流子導電，又稱單極型晶體管。
場效應(yīng)管干什么用的
工作原理：場效應(yīng)管工作原理用一句話說，就是“漏極-源極間流經(jīng)溝道的ID，用以柵極與溝道間的pn結(jié)形成的反偏的柵極電壓控制ID”。更正確地說，ID流經(jīng)通路的寬度，即溝道截面積，它是由pn結(jié)反偏的變化，產(chǎn)生耗盡層擴展變化控制的緣故。在VGS=0的非飽和區(qū)域，表示的過渡層的擴展因為不很大，根據(jù)漏極-源極間所加VDS的電場，源極區(qū)域的某些電子被漏極拉去，即從漏極向源極有電流ID流動。從門極向漏極擴展的過度層將溝道的一部分構(gòu)成堵塞型，ID飽和。將這種狀態(tài)稱為夾斷。這意味著過渡層將溝道的一部分阻擋，并不是電流被切斷。在過渡層由于沒有電子、空穴的自由移動，在理想狀態(tài)下幾乎具有絕緣特性，通常電流也難流動。但是此時漏極-源極間的電場，實際上是兩個過渡層接觸漏極與門極下部附近，由于漂移電場拉去的高速電子通過過渡層。因漂移電場的強度幾乎不變產(chǎn)生ID的飽和現(xiàn)象。其次，VGS向負的方向變化，讓VGS=VGS（off），此時過渡層大致成為覆蓋全區(qū)域的狀態(tài)。而且VDS的電場大部分加到過渡層上，將電子拉向漂移方向的電場，只有靠近源極的很短部分，這更使電流不能流通。
作用：
1.場效應(yīng)管可應(yīng)用于放大。
2.場效應(yīng)管很高的輸入阻抗非常適合作阻抗變換。
3.場效應(yīng)管可以用作可變電阻。
4.場效應(yīng)管可以方便地用作恒流源。
5.場效應(yīng)管可以用作電子開關(guān)。
八MOS管電平 實現(xiàn)八路3V和5V電平的雙向轉(zhuǎn)換模塊
如果你曾經(jīng)試圖將3.3V設(shè)備連接到5V系統(tǒng)，你知道什么是一個挑戰(zhàn)。雙向邏輯電平轉(zhuǎn)換器是一種小型器件，可以將5V信號安全地降低到3.3V，同時將3.3V升壓到5V。此電平轉(zhuǎn)換器也適用于2.8V和1.8V器件。這個邏輯電平轉(zhuǎn)換器與我們之前的版本真正的區(qū)別在于，您可以成功地設(shè)置高低電壓，并在同一通道上安全地升降它們。每個電平轉(zhuǎn)換器具有將高側(cè)上的4個引腳轉(zhuǎn)換為低側(cè)上的4個引腳的能力，其中為每側(cè)提供兩個輸入和兩個輸出。
電平轉(zhuǎn)換器非常容易使用。電路板需要由系統(tǒng)使用的兩個電壓源（高電壓和低電壓）供電。高電壓（例如5V）到“HV”引腳，低電壓（例如3.3V）到“LV”，接地從系統(tǒng)到“GND”引腳
兼容5-3V系統(tǒng)
VIN連接5V系統(tǒng)電源
5A連接5V系統(tǒng)
5B連接5V系統(tǒng)
GND連接5V系統(tǒng)GND
3V3連接3V系統(tǒng)電源
3A連接3V系統(tǒng)
3B連接3V系統(tǒng)
GND連接3V系統(tǒng)GND
尺寸：28×19mm / 1.1×0.74英寸
雙向傳輸原理：
為了方便講述，定義 3.3V 為 A 端，5.0V 為 B 端。
A端輸出低電平時（0V） ，MOS管導通，B端輸出是低電平（0V）
A端輸出高電平時（3.3V），MOS管截至，B端輸出是高電平（5V）
A端輸出高阻時（OC） ，MOS管截至，B端輸出是高電平（5V）
B端輸出低電平時（0V） ，MOS管內(nèi)的二極管導通，從而使MOS管導通，A端輸出是低電平（0V）
B端輸出高電平時（5V） ，MOS管截至，A端輸出是高電平（3.3V）
B端輸出高阻時（OC） ，MOS管截至，A端輸出是高電平（3.3V）
優(yōu)點：
1、適用于低頻信號電平轉(zhuǎn)換，價格低廉。
2、導通后，壓降比三極管小。
3、正反向雙向?qū)ǎ喈斢跈C械開關(guān)。
4、電壓型驅(qū)動，當然也需要一定的驅(qū)動電流，而且有的應(yīng)用也許比三極管大。
模塊特性
1、八MOS管電平模塊實現(xiàn)八路3V和5V電平的雙向轉(zhuǎn)換
2、電源輸入帶防反接保護，集成3.3VLDO，并可對外提供不大于150mA的電流
3、帶電源指示燈，工作與否一目了然
4、可實現(xiàn)UART、IIC、1-wire，SPI等總線信號3V-5V電平的雙向轉(zhuǎn)換
5、8通道的高電壓邏輯與低電壓邏輯雙向轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)HV與LV雙向互轉(zhuǎn)。
LV接3.3V電源
HV接5V電源
GND接電源負極，兩個電源共地
LV1-4輸入3.3V TTL電平，HV1-4將輸出5V TTL電平
HV1-4輸入5V TTL 電平，LV1-4將輸出3.3V TTL電平
使用邏輯電平轉(zhuǎn)換器將Arduino連接到模塊的示意圖
在這個簡單的圖中，是把Arduino Uno連接到ESP8266 WIFI模塊。在不確定所采用的模塊輸入輸出腳所支持的電平時，采用電平轉(zhuǎn)換模塊也許是相對安全的選擇。下圖中，沒有直接將ESP8266的TX和RX線連接到Arduino的GPIO引腳上，而是將它們與邏輯電平轉(zhuǎn)換器連接起來:通過邏輯電平轉(zhuǎn)換器連接ESP8266到Arduino uno，邏輯電平轉(zhuǎn)換器是一個很小但非常有用的設(shè)備。它有助于連接使用不同電壓等級的邏輯信號的設(shè)備。
【Arduino】168種傳感器模塊系列實驗（資料代碼+仿真編程+圖形編程）
實驗八十九：1 x 8通道IIC I2C邏輯電平轉(zhuǎn)換器模塊
項目：5V電平轉(zhuǎn)換為3.3V電平，實驗失敗了，沒整明白哦
實驗開源代碼
/*
【Arduino】168種傳感器模塊系列實驗（資料代碼+仿真編程+圖形編程）
實驗八十九：1 x 8通道IIC I2C邏輯電平轉(zhuǎn)換器模塊
項目：5V電平轉(zhuǎn)換為3.3V電平，實驗失敗了，沒整明白哦
*/
void setup()
{
Serial.begin(9600);
pinMode(A0,INPUT);
pinMode(13,OUTPUT);
}
void loop()
{
digitalWrite(13, HIGH);
delay(200);
digitalWrite(13, LOW);
delay(200);
int val;
float temp;
val=analogRead(A0);
temp=val/40.92;
val=(int)temp;
Serial.println(val);
delay(200);
}
實驗串口返回情況
實驗場景圖
