新电子仪器第2部分：元件和接线
好了，现在我已经介绍了系列主题，让我们开始研究这个项目。 在这篇文章中。 我要介绍此构建的电子方面。 关于组件，这是一个相当简单的项目。 魔术主要在编程中。 在下面，您可以看到其中一个多维数据集的内部外观的图片。
- Cinco Gravadoras Para As（OS）Apaixonadas（OS）Por Pesquisa音乐剧
- 我们现在爱的5种键盘
- warpcore周末指南1.0
- 海伦娜·霍夫（Helena Hauff）-女妖
- 驯鹿：如果有混蛋可以飞，这个地方就是机场！
如您所见，它内部并不太忙。 没有LED的情况下，有5个组件。 我从SparkFun和Adafruit购买的大多数组件。 LED来自Adafruit以及电池调节器。
所有组件（四个立方体和基站）：
立方体：
SparkFun组件：
连接线–分类（多股，22 AWG）– PRT-11375 – SparkFun Electronics
各种各样的彩色电线：您知道这是一件美丽的事情。 纸板中的六种不同颜色的绞线… www.sparkfun.com Teensy 3.2 – DEV-13736 – SparkFun电子公司
Teensy是一款适用于面包板的开发板，具有很好的Teensy封装，其中包含许多功能。 每个Teensy… www.sparkfun.com SparkFun 9DoF传感器棒– SEN-13944 – SparkFun Electronics
SparkFun 9DoF传感器棒是一种易于使用的9自由度IMU。 传感器棒巧妙地利用了LSM9DS1… www.sparkfun.com SparkFun XBee Explorer受到监管– WRL-11373 – SparkFun Electronics
SparkFun XBee Explorer稳压器负责3.3V稳压，信号调理和基本活动…… www.sparkfun.com 锂离子电池– 2000mAh – PRT-08483 – SparkFun Electronics
这些是基于新的聚合物锂离子化学原理的超薄超轻电池。 这是…… www.sparkfun.com
Adafruit组件：
PowerBoost 1000充电器–可充电5V Lipo USB Boost @ 1A
Adafruit Industries，Unique＆amp; 有趣的DIY电子产品和套件PowerBoost 1000充电器–可充电5V Lipo USB Boost… www.adafruit.com XBee模块– ZB系列S2C – 2mW，带线状天线
Adafruit Industries，Unique＆amp; 有趣的DIY电子产品和套件XBee模块– ZB系列S2C – 2mW，带有线状天线… www.adafruit.com Adafruit NeoPixel数字RGBW LED灯带–白色PCB 60 LED / m
Adafruit Industries，Unique＆amp; 有趣的DIY电子产品和套件Adafruit NeoPixel数字RGBW LED灯带–白色PCB 60… www.adafruit.com
基站：
SparkFun组件：
面包板–经典– PRT-00112 – SparkFun Electronics
您第一次接触电气工程–面包板。 谁知道它将带来如此多的挫败感？ 这是…… www.sparkfun.com Teensy 3.5 – DEV-14055 – SparkFun电子公司
Teensy是一款适用于面包板的开发板，具有很好的Teensy封装，其中包含许多功能。 每个Teensy… www.sparkfun.com Teensy 3.2 – DEV-13736 – SparkFun电子公司
Teensy是一款适用于面包板的开发板，具有很好的Teensy封装，其中包含许多功能。 每个Teensy… www.sparkfun.com 受管制的SparkFun XBee Explorer — WRL-11373 — SparkFun Electronics
SparkFun XBee Explorer稳压器负责3.3V稳压，信号调理和基本活动…… www.sparkfun.com
Adafruit组件：
XBee模块— ZB系列S2C — 2mW，带天线
Adafruit Industries，Unique＆amp; 有趣的DIY电子产品和套件XBee模块— ZB系列S2C — 2mW，带有线状天线… www.adafruit.com
如您所见，总体上，构建该项目的组件并不多。 不要让那欺骗你！ 它仍然是一个复杂的构建。
在开始将组件连接在一起之前，让我们看一下所有组件所需的电压。
XBee工作电压：3.3v
Teensy 3.2工作电压：3.3v。 （5v容忍）
Teensy 3.5工作电压：3.3v（可承受5v）
9DoF传感器棒工作电压：3.3v
XBee Explorer的工作电压：5v
Neopixel LED工作电压：5v
锂电输出电压：3.7v
好吧，这些电源要求存在一些问题。 有些需要5v，有些需要3.3v。
我的解决方案采用Adafruit PowerBoost 1000和SparkFun XBee Explorer Regulated的形式。
让我们看一下从PowerBoost 1000开始的两个组件。
LiPo直接连接到图像顶部的端口。 PowerBoost是一个很棒的电路，它使LiPo充电和电压升高极为容易。 该芯片的核心是一个简单的升压转换器。 长话短说，它将3.7v从LiPo转换为5v。
然后，我将5v运行到受监管的SparkFun XBee Explorer中。
这块硬件对于电路的其余部分超级方便。 XBee Explorer期望输入5v VCC，这就是PowerBoost当前提供的电压。
电压通过MOSFET电平转换器，该电压转换器将电压降至3.3v，为XBee无线电供电。 5v线通过另外两个引脚，其他芯片也可以使用。 查看PCB的底面。 这显示了其他引脚可以输出功率的其他功能。
这个组件解决了我在3.3v和5v之间转换电压时遇到的大多数麻烦。 只有一种其他连接需要讨论。 我们稍后再讨论。
在下面，您可以看到我在XBee Explorer上点击的位置，以便为其他电子设备供电并接地。
打扰一下桌子！ 当时没有太多的工作空间！
下一张图片是我模拟的多维数据集内部的布线，因为Fritzing和其他应用程序无法完成我想做的事情。 我认为图片和图形有时可以告诉您更多这些单词。 我为您提供了指导，以了解数据流和功能。
这是底面。 如您所见，LiPo进入PowerBoost1000。PowerBoost使用升压转换器将LiPo功率提高到5v。 然后将电源和地线连接到下一个组件。 这将我们带到托盘的顶部。
请注意，电压线来自XBee Explorer，并传递至微处理器和LED。 有一个原因使我无法从5v而不是3.3v线路运行。 从上面记住，teensy微处理器可以承受5v的电压，因此它可以毫无问题地进行处理。
有点背景故事和一些重要信息…
最初，我是在3.3v而不是5v的电压下运行teensy。 在我将数据引脚连接到LED之前，一切似乎都工作正常。 数据线告诉LED何时更改颜色和亮度。 这是信息从微处理器上的代码传递到LED的通道。 如果您从事的项目需要数据在不同电压之间传递，那么您将知道数据线在大多数情况下都必须与所接收的电源电压范围相同。 我的意思是，LED的工作电压为5v，并且期望数据线也可以工作于5v。
当我在3.3v电压下操作Teensy时，它无法产生准确的电压供LED理解。 我一直在从LED的亮度和颜色异常。
因为我知道数据需要提高，所以我将十几岁切换到5v，所有异常消失了。 我并不是说这是最好的解决方案，也不是正确的解决方案，但是在这个项目上，它对我有用。 我愿意以这种方式做所有事情，而不是在我使用的丙烯酸托盘上的某个地方添加电平转换器电路。
让我们看一下这个简单的数据流程图，以使数据和信息流更加清晰。 知道这一点，即可轻松完成其余的接线！
9DoF将其方向数据发送到微处理器。
微处理器解释该数据，将其打包，然后将其发送到基站。 它还使用该信息将颜色映射到立方体的每一侧。 在后面的有关微处理器编程的文章中，我们将进行介绍。
然后，微处理器将从XBee接收到的颜色数据发送到LED。
再次，系统就是这么简单！ 编程是困难的部分！
让我们谈谈其余的接线。 这些组件需要能够相互通信的什么东西？
如果我们看上图。 一切都经过微处理器。 让我们从传感器的最左侧开始，然后按照原理图进行工作。
英国威廉希尔SparkFun 9DoF传感器棒是一个很好的产品！ 开发该库和硬件的人杀死了它。 它非常容易连接，而且占地面积很小。
该传感器使用I²C将其数据发送到微处理器。 这意味着所有9个数据流都通过数字线路传输。 I²C使用两条线，即数据线和时钟线。 时钟确保以适当的间隔发送数据以安全地传输。 通常，微处理器上通常有1-3个I²C端口。 让我们看一下Teensy的引脚分配指南。
我只能将9DoF连接到另一个I²C端口。 该微处理器有2个可能的端口：16/17和18/19。 时钟引脚连接到另一个时钟引脚，与数据引脚相同。 SCL是时钟引脚，SDA是数据引脚。
与LED的数字连接应该很容易说明。
最后，微处理器需要通过XBee Explorer连接到XBee。 XBee和微处理器通过串行连接进行通信。
- 串行数据用于快速传递大量数据的风险更高，因为数据很容易丢失，覆盖或不同步。
接线时串行与I²C有点不同。 可能会造成混乱。 串行具有一个Tx和一个Rx（或传输和接收），一个设备的Tx必须连接到另一设备的Rx。 将Tx恢复为Rx，将Rx恢复为Tx。 XBee Explorer对此术语有点恼人。 他们决定使用Din和Dout。 数据输入和数据输出。 注意并检查两次，焊接一次！
一旦学习了如何组装这些多维数据集之一，就可以将相同的想法应用于所有其他多维数据集。 在上一篇文章的视频中，您可以看到我制作了4种不同的尺寸。 内部唯一的区别是我使用的LED数量。 其他一切都一样。
基站组装起来容易得多。 我并没有为它做任何花哨的事情，但是我有计划对其进行将来的更新，以便为诸如连接性和电池电量百分比之类的问题提供更多反馈。
如果您能够跟随多维数据集的连接，那么这真是小菜一碟！
以下是基站的接线指南！
这两个4.7 kOhm电阻对于使连接正常工作非常重要！
这就是该项目的所有接线。 我们将在一个新的项目中深入探讨该项目的代码和其他方面！
加入我的行列，开始构建这些乐器以及如何为它们创作音乐的系列。 我们将使用一种以上的编程语言来深入研究一些高级代码，并深入探讨一些电子工程和电源管理。 如果您想在项目中添加无线通信，那么我将为您提供大量有关XBee和网状网络的信息。
如果您渴望看到更多内容，可以通过访问我的网站tomgreenwoodportfolio.com来了解即将发生的事情。
