37款感測器與執行器的提法，在網路上廣泛流傳，其實Arduino能夠相容的感測器模組肯定是不止這37種的。鑑於本人手頭積累了一些感測器和執行器模組，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，這裡準備逐一動手嘗試系列實驗，不管成功（程式走通）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種感測器模組系列實驗（資料程式碼+模擬程式設計+圖形程式設計）

實驗八十九：8位 5V-3V IIC UART SPI TTL雙向電平轉換模組

電平轉換器

是一個電壓轉換裝置，電平轉換分為單向轉換和雙向轉換，還有單電源和雙電源轉換，雙電源轉換採用雙軌方案具有滿足各方面效能的要求。在新一代電子電路設計中, 隨著低電壓邏輯的引入,系統內部常常出現輸入/ 輸出邏輯不協調的問題, 從而提高了系統設計的複雜性。例如, 當1. 8V的數位電路與工作在3. 3V 的類比電路進行通訊時,需要首先解決兩種電平的轉換問題,這時就需要電平轉換器。隨著不同工作電壓的數字IC 的不斷湧現,邏輯電平轉換的必要性更加突出, 電平轉換方式也將隨邏輯電壓、資料匯流排的形式(例如4 線SPI、32 位並行資料匯流排等) 以及資料傳輸速率的不同而改變。現在雖然許多邏輯晶片都能實現較高的邏輯電平至較低邏輯電平的轉換(如將5V 電平轉換至3V 電平) ,但極少有邏輯電路晶片能夠將較低的邏輯電平轉換成較高的邏輯電平(如將3V邏輯轉換至5V邏輯) 。另外,電平轉換器雖然也可以用電晶體甚至電阻———二極體的組合來實現, 但因受寄生電容的影響,這些方法大大限制了資料的傳輸速率。儘管寬位元組的電平轉換器已經商用化, 但這些產品不是針對資料速率低於20Mbps 的序列匯流排(SPITM、I2CTM、USB 等) 優化的, 這些器件具有較大的封裝尺寸、較多的引腳數和I/ O 方向控制引腳,因而不適合小型序列或外設介面和更高速率的匯流排(如乙太網、LVDS、SCSI等) 。

邏輯電平

所謂電平，是指兩功率或電壓之比的對數，有時也可用來表示兩電流之比的對數。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生訊號的狀態，通常由訊號與地線之間的電位差來體現。邏輯電平的浮動範圍由邏輯家族中不同器件的特性所決定。

關於邏輯高低電平

1) 5V CMOS、 HC、 AHC、 AC中， 輸入大於3.5V算高電平 | | 輸入小於1.5V算低電平；

2) 5V TTL 、ABT 、AHCT、 HCT、 ACT中 ， 輸入大於2V算高電平 | | 輸入小於0.8V算低電平；

3) 3.3V LVTTL 、LVT、 LVC 、ALVC、LV 、ALVT中 ，輸入大於2V算高電平　| | 輸入小於0.8V算低電平；

4) 2.5V CMOS、 ALVC 、LV 、ALVT中 ， 輸入大於1.7V算高電平 | |　輸入小於0.7V算低電平。

場效電晶體

場效應電晶體（Field Effect Transistor縮寫（FET））簡稱場效電晶體。主要有兩種型別（juncTIon FET—JFET）和金屬 - 氧化物半導體場效電晶體（metal-oxide semiconductor FET，簡稱MOS-FET）。由多數載流子參與導電，也稱為單極型電晶體。它屬於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、動態範圍大、易於整合、沒有二次擊穿現象、安全工作區域寬等優點，現已成為雙極型電晶體和功率電晶體的強大競爭者。場效電晶體（FET）是利用控制輸入迴路的電場效應來控制輸出迴路電流的一種半導體器件，並以此命名。由於它僅靠半導體中的多數載流子導電，又稱單極型電晶體。

場效應管幹什麼用的

工作原理：場效電晶體工作原理用一句話說，就是“漏極-源極間流經溝道的ID，用以柵極與溝道間的pn結形成的反偏的柵極電壓控制ID”。更正確地說，ID流經通路的寬度，即溝道截面積，它是由pn結反偏的變化，產生耗盡層擴充套件變化控制的緣故。在VGS=0的非飽和區域，表示的過渡層的擴充套件因為不很大，根據漏極-源極間所加VDS的電場，源極區域的某些電子被漏極拉去，即從漏極向源極有電流ID流動。從門極向漏極擴充套件的過度層將溝道的一部分構成堵塞型，ID飽和。將這種狀態稱為夾斷。這意味著過渡層將溝道的一部分阻擋，並不是電流被切斷。在過渡層由於沒有電子、空穴的自由移動，在理想狀態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，由於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生ID的飽和現象。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域的狀態。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.場效電晶體可應用於放大。

2.場效電晶體很高的輸入阻抗非常適合作阻抗變換。

3.場效電晶體可以用作可變電阻。

4.場效電晶體可以方便地用作恆流源。

5.場效電晶體可以用作電子開關。

八MOS管電平 實現八路3V和5V電平的雙向轉換模組

如果你曾經試圖將3.3V裝置連線到5V系統，你知道什麼是一個挑戰。雙向邏輯電平轉換器是一種小型器件，可以將5V訊號安全地降低到3.3V，同時將3.3V升壓到5V。此電平轉換器也適用於2.8V和1.8V器件。這個邏輯電平轉換器與我們之前的版本真正的區別在於，您可以成功地設定高低電壓，並在同一通道上安全地升降它們。每個電平轉換器具有將高側上的4個引腳轉換為低側上的4個引腳的能力，其中為每側提供兩個輸入和兩個輸出。

電平轉換器非常容易使用。電路板需要由系統使用的兩個電壓源（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”，接地從系統到“GND”引腳

相容5-3V系統

VIN連線5V系統電源

5A連線5V系統

5B連線5V系統

GND連線5V系統GND

3V3連線3V系統電源

3A連線3V系統

3B連線3V系統

GND連線3V系統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管內的二極體導通，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）

優點：
1、適用於低頻訊號電平轉換，價格低廉。
2、導通後，壓降比三極體小。
3、正反向雙向導通，相當於機械開關。
4、電壓型驅動，當然也需要一定的驅動電流，而且有的應用也許比三極體大。

使用邏輯電平轉換器將Arduino連線到模組的示意圖
在這個簡單的圖中，是把Arduino Uno連線到ESP8266 WIFI模組。在不確定所採用的模組輸入輸出腳所支援的電平時，採用電平轉換模組也許是相對安全的選擇。下圖中，沒有直接將ESP8266的TX和RX線連線到Arduino的GPIO引腳上，而是將它們與邏輯電平轉換器連線起來:通過邏輯電平轉換器連線ESP8266到Arduino uno，邏輯電平轉換器是一個很小但非常有用的裝置。它有助於連線使用不同電壓等級的邏輯訊號的裝置。

【Arduino】168種感測器模組系列實驗（資料程式碼+模擬程式設計+圖形程式設計）
實驗八十九：1 x 8通道IIC I2C邏輯電平轉換器模組
專案：5V電平轉換為3.3V電平，實驗失敗了，沒整明白哦
實驗開原始碼

/*

【Arduino】168種感測器模組系列實驗（資料程式碼+模擬程式設計+圖形程式設計）

  實驗八十九：1 x 8通道IIC I2C邏輯電平轉換器模組

 專案：5V電平轉換為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);

}

　　實驗串列埠返回情況

實驗場景圖