Негативна напруга від Arduino

Нещодавно я отримав INA101HP, див. Малюнок нижче. Я спробував використовувати його на макетній дошці. Для живлення операційного підсилювача я підключив 5 В до виводу + vcc, але потім зрозумів, що насправді не розумію, як забезпечити -5 В до виводу-vcc. Як це можливо, коли я використовую Arduino Uno як джерело напруги? ?

негативна

РЕДАГУВАТИ: На основі отриманих відповідей на сьогодні

Чи було б простіше/ДЕШЕВШЕ, якби я мав окрему 9В батарею з 9В кришкою акумулятора і підключав кінець Pos до землі, а кінець Neg до -vcc? Чи повинні розміри + vcc та -vcc бути однаковими для операційного підсилювача? Здається, мені потрібно отримати додатковий компонент в будь-якому випадку .

Якщо вам потрібно лише кілька мА, найпростішим рішенням є використання а Зарядний насос Як використовувати ICL7660 для генерації -5В від + 5В:

Як бачите, для цього потрібно лише кілька компонентів. Ця простота має ціну, і це означає, що вихідна напруга впаде, якщо ви зарядите її більше ніж на кілька мА.

Крім того, ви можете використовувати a інвертування SMPS Використовуйте (джерело живлення в режимі перемикання), як цей

що дозволить отримати більше електроенергії. Співвідношення R1/R2 встановлює вихідну напругу. Це найпростіша програма перемикачів, яку я знаю. Однак SMPS вимагає ретельного вибору компонентів та компонування друкованих плат, щоб досягти хорошої ефективності та низької EMI.

  • Необхідні напруги живлення Opamp + ve та -ve Ні бути рівним. Необхідно, щоб напруги f = використовували забезпечували достатній "запас" для всіх сигналів, які обробляються.

Приладовий підсилювач INA101HP (технічний паспорт) вказує, що мінімально допустиме живлення становить +/- 5 вольт, а максимальне - +/- 20. У таблиці не вказано, наскільки близько Vout підходить до напрямних живлення при напрузі +/- 5 В, але при подачі напруги +/- 15 В Vout зазвичай може бути +/- 12,5 В. Таким чином, ви знаходитесь зверху і знизу Край області Vout, ймовірно, отримав на 2-3 вольт менше.

Існує ряд способів зробити негативні джерела напруги низьким струмом.

Ви можете використовувати "діодний насос", керований прямокутним хвильовим сигналом від процесорного штифта.

Як і вище, але з власним внутрішнім генератором. Це роблять ІМС підсилювача ємнісної напруги, напр. B. добре відомий ICL7660 (технічний паспорт ->), але коефіцієнт наддуву (Vout/Vin) може не відповідати вимогам.

DIY-версії функціоналу 7660 - дозволяють стільки рівнів, скільки можна обгрунтовано врахувати, отримуючи вищі співвідношення Vin/Vout. .

Перетворювач негативної напруги ICL7660 - надзвичайно простий у реалізації.

Крім того, такі мікросхеми, як драйвер MAX232 RS232, мають вбудовані конденсаторні діодні насоси і можуть використовуватися як джерела живлення операційних підсилювачів. Лист даних MAx232

Якщо у вас є + 5 В, 7660 дасть вам трохи менше -5 В - за офіційною специфікацією - МОЖЕ працювати, але незначно. Використання MAX232 або подібної більш сучасної версії дасть вам> +/- 8 В - більш ніж достатньо.

Якщо у вас є лише 3V3, ваші можливості обмежені. (Я думав, що Arduino використовує джерело живлення 3В3, але вони кажуть, що у вас є так чи інакше 5В, тому немає проблем). Два транзисторні інвертори, які я описав, виконують цю роботу (вам знадобляться два). Або ви можете побудувати багатоступеневий діодний насос і отримати> +/- 5 В від 3V3 або чого завгодно.

Ви також можете використовувати дешевий, доступний і дуже гнучкий (і дуже старий) MC34063 (таблиця ->). У Digikey вони складають близько 60 с в 1 і можуть бути використані майже у всіх відомих топологіях SM. Не дуже ефективний за сучасними стандартами при 3В - 40В.

Ось приклад MC34063 в інвертуючому постачанні - позитивний до негативний. +4,5 - 6 В// -12 В, але можна забезпечити будь-яке бажане співвідношення. Окрім вхідного та вихідного ковпачків фільтра, потрібні 3 x R, 1 x T, 1 x c та ІС. Те саме стосується інших режимів, таких як посилення.

Показаний тут MAX232 використовує більше сформованих конденсаторів однак негативні та позитивні напруги. Існує безліч ароматів цього ІС, включаючи деякі з 0,1 мкФ та деякі з внутрішніми ковпачками. (Перетворювачі/драйвери рівня RS232 в цьому випадку є бонусом:-)).

- Форма SMPS (імпульсний блок живлення) з індуктором.

Знижка часто не є кращим варіантом через її складність. Однак наступна схема "LD Flasher", яку я розробив кілька років тому (і яку, напевно, винайшли багато інших), може забезпечити негативну подачу з дуже малою кількістю компонентів і за низькою вартістю.

Як показано тут, це світлодіодний сигнал повороту. Однак, якщо не використовується світлодіод, а діод підключений до колектора Q1 (поверх L1), створюється негативна напруга. Це, можливо, може бути програмним забезпеченням, джерелом зміщення РК-дисплея, живленням V-підсилювача тощо.

Як показано, коли Q1 вимкнено, підземний колектор Q1 працює негативно, поки енергія в L1 не вичерпається. Замініть типи заземлення, живлення та транзисторів на + ve живлення. Додайте діод з виходу для використання в якості джерела постійного струму. L1 - невеликий "подібний до резистора" дросель або багато інших - експеримент. Q1 Q2 - майже всі невеликі транзистори "pnp & npn" від "Jellybean". С1 поляризується лише для отримання високої ємності на розмір. Наприклад, може бути керамічним, якщо ємність достатньо висока для потреб. Використовуйте одночасно лише світлодіоди2 (найкращий) або світлодіод1.

Тривала постійна часу призводить до дискретних імпульсів. Коротка постійна часу створює більш високу вихідну частоту. Для вищих напруг живлення використовуйте резистор між Q1b-Q2c. Резистор послідовно з С1 збільшує тривалість імпульсу.

Зазвичай ця схема завантажується навантаженням замість L1 - це може бути світлодіод (залежно від напруги або база транзистора (частина наступного каскаду) або лампочка тощо. Моє "нововведення" було дуже очевидним шляхом використання одного Індуктор (L1) як навантаження. Це забезпечує імпульс струму в L1, коли Q1 увімкнено і коли Q1 вимкнено. L1 "відлітає", забезпечуючи напругу, необхідну для відведення енергії від L1 у навантаження.

Що б ви могли зробити, це отримати інвертор напруги. Навіть Microchip робить це, як TC1044S. Шукайте перетворювачі постійного/постійного струму зарядного насоса. Ці мікросхеми "інвертують" джерело живлення від Vout до -Vout. (Від 5 В до -5 В) Тоді ви можете підключити це до свого чіпа. Приємно те, що вам потрібно лише кілька конденсаторів, і вони доступні в DIP-пакетах. Зверніть увагу, що ці блоки живлення не можуть подавати набагато більше декількох десятків мА (цей - 20 мА).

Ці мікросхеми також генерують багато комутаційних шумів. Якщо ви подаєте це на аналогову частину, обов’язково зверніть увагу. Якщо вам все одно і ви просто хочете -5 В, просто зробіть це.

Якщо ви хочете більш чисте рішення, ви не можете просто запустити його з Arduino. Вам доведеться отримати окремий плагін, який буде ізольований, і підключити його + до поточного GND, і ви - буде -5 В (або що інше, що виплескується). За допомогою серії 79xx (замість 78xx) ви можете регулювати постачання, якщо це необхідно. Штепсельна вилка повинна бути ізольована, інакше лише витратні матеріали будуть короткозамкнені.