Záporné napätie od Arduina
Nedávno som dostal INA101HP, viď obrázok nižšie. Skúšal som to použiť na palubovke. Na napájanie operačného zosilňovača som pripojil 5V na pin + vcc, ale potom som si uvedomil, že vlastne nerozumiem, ako poskytnúť -5V na -vcc pin. Ako je to možné, keď používam Arduino Uno ako zdroj napätia? ?
EDIT: Na základe doteraz prijatých odpovedí
Bolo by to jednoduchšie/LACNEJŠIE, keby som mal samostatnú 9V batériu s 9V krytkou batérie a pripojil som Pos koniec k zemi a Neg koniec na -vcc? Musia byť veľkosti + vcc a -vcc rovnaké pre operačný zosilňovač? Zdá sa, že v každom prípade musím získať ďalší komponent .
Ak potrebujete iba niekoľko mA, najjednoduchším riešením je použiť a Plniace čerpadlo Ako používať ICL7660 na generovanie -5 V z + 5 V:
Ako vidíte, vyžaduje to iba niekoľko komponentov. Táto jednoduchosť má svoju cenu a to znamená, že výstupné napätie klesne, ak nabíjate viac ako niekoľko mA.
Prípadne môžete použiť a invertovanie SMPS Použite (spínaný zdroj napájania) ako tento
čo umožní viac elektriny. Pomer R1/R2 nastavuje výstupné napätie. Toto je najjednoduchšia aplikácia prepínača, akú poznám. SMPS však vyžaduje starostlivý výber komponentov a rozloženie plošných spojov, aby sa dosiahla dobrá účinnosť a nízke EMI.
- Opamp + ve a -ve napájacie napätie musí byť Nie byť si rovný. Je nevyhnutné, aby použité napätia f = ponúkali adekvátnu „rezervu“ pre všetky spracovávané signály.
Prístrojový zosilňovač INA101HP (údajový list) uvádza, že minimálne prípustné napájanie je +/- 5 voltov a maximum +/- 20. V údajovom liste sa neuvádza, ako blízko sa Vout blíži k napájacím lištám pri napájaní +/- 5 V, ale pri napájaní +/- 15 V môže byť Vout zvyčajne +/- 12,5 V, takže ste hore a dole. Okraj oblasti Vout pravdepodobne dostal o 2 až 3 volty menej.
Existuje niekoľko spôsobov, ako vytvoriť záporné napätie s nízkym prúdom.
Môžete použiť „diódové čerpadlo“ poháňané štvorcovým signálom z kolíka procesora.
Ako vyššie, ale s vlastným vnútorným oscilátorom. Robia to integrované zosilňovače kapacitného napätia, napr. B. známa ICL7660 (údajový list ->), ale pomer zosilnenia (Vout/Vin) nemusí spĺňať požiadavky.
Verzie funkcionality 7660 pre domácich majstrov - umožňujú toľko úrovní, ako je možné primerane zvážiť, s výslednými vyššími pomermi Vin/Vout. .
Prevodník záporného napätia ICL7660 - implementácia je veľmi jednoduchá.
Integrované obvody ako ovládač MAX232 RS232 majú navyše zabudované kondenzátorové diódové čerpadlá a môžu byť použité ako zdroje na napájanie operačných zosilňovačov. Údajový list MAx232
Ak máte k dispozícii + 5 V, model 7660 vám dá o niečo menej ako -5 V - podľa oficiálnej špecifikácie - MÔŽE fungovať, ale okrajovo. Použitím MAX232 alebo podobnej modernejšej verzie by ste získali> +/- 8V - viac než dosť.
Ak máte k dispozícii iba 3V3, vaše možnosti sú obmedzenejšie. (Myslel som, že Arduino používa napájanie 3V3, ale hovoria, že máte 5V k dispozícii tak či onak, takže žiadny problém). Dva tranzistorové invertory, ktoré som popísal, pracujú dobre (budete potrebovať dva). Alebo môžete postaviť viacstupňové diódové čerpadlo a získať> +/- 5 V z 3V3 alebo z čohokoľvek iného.
Môžete tiež použiť lacný, dostupný a veľmi flexibilný (a veľmi starý) MC34063 (údajový list ->). V spoločnosti Digikey ich je okolo 60 cv1 a dajú sa použiť takmer v každej známej topológii SM. Podľa moderných štandardov nie je veľmi efektívny pri napätí 3V - 40V.
Tu je príklad MC34063 v invertujúcom zdroji - pozitívny až negatívny. +4,5 - 6 V vstup/-12 V výstup, ale je možné uviesť akýkoľvek požadovaný pomer. Okrem krytov vstupného a výstupného filtra sú potrebné 3 x R, 1 x T, 1 x c a IC. To isté platí aj pre ďalšie režimy, napríklad pre zvýšenie výkonu.
Tu zobrazený MAX232 používa viac generovaných kondenzátorov však záporné a kladné napätie. Existuje veľa príchutí tohto IC, vrátane niektorých s uzávermi 0,1 uF a niektorých s vnútornými uzávermi. (Prevodníky/ovládače úrovne RS232 sú v tomto prípade bonusom:-)).
- Forma SMPS (spínaný zdroj napájania) s induktorom.
SMPS zvyčajne nie je uprednostňovanou možnosťou kvôli jeho zložitosti. Nasledujúci obvod „LD Flasher“, ktorý som vyvinul pred niekoľkými rokmi (a ktorý pravdepodobne vynašiel mnoho ďalších), však môže dodať záporné napájanie s veľmi malým počtom komponentov a za nízku cenu.
Ako je tu znázornené, jedná sa o smerový LED indikátor. Ak sa však nepoužije žiadna LED a dióda je pripojená k kolektoru Q1 (nad L1), vytvorí sa záporné napätie. Môže to byť napájanie programátora, napájanie skreslenia LCD, napájanie zosilňovača V atď.
Ako je znázornené, keď je Q1 vypnutý, podzemný kolektor Q1 pracuje negatívne, až kým sa nevyčerpá energia v L1. Zamieňajte typy uzemnenia, napájania a tranzistorov za kladné napájanie. Pridajte diódu z výstupu, ktorú použijete ako zdroj jednosmerného prúdu. L1 - malý zalievaný „odporový“ induktor alebo mnoho ďalších - experiment. Q1 Q2 - takmer všetky malé tranzistory „pnp & npn“ od spoločnosti „Jellybean“. C1 iba polarizuje, aby získal veľkú kapacitu na veľkosť. Môže to byť napríklad keramika, ak je kapacita dostatočne veľká pre potreby. Používajte naraz iba LED2 (najlepšie) alebo LED1.
Dlhá časová konštanta vedie k diskrétnym impulzom. Krátka časová konštanta vytvára vyššiu výstupnú frekvenciu. Pre vyššie napájacie napätia použite odpor medzi Q1b-Q2c. Rezistor v sérii s C1 zvyšuje dĺžku impulzu.
Tento obvod je zvyčajne zaťažený záťažou namiesto L1 - môže to byť LED (v závislosti na napätí alebo základni tranzistora (súčasť následného stupňa) alebo žiarovka atď. Moja „inovácia“ bola zjavne v použití jedného Induktor (L1) ako záťaž. Toto poskytuje impulz prúdu v L1, keď je Q1 zapnutá a keď je Q1 vypnutá. L1 „letí späť“ a poskytuje napätie potrebné na odvod energie z L1 do záťaže.
Čo by ste mohli urobiť, je zaobstarať si menič napätia. Aj Microchip robí tieto veci ako TC1044S. Vyhľadajte konvertory DC/DC nabíjacieho čerpadla. Tieto čipy „invertujú“ napájanie z Vout na -Vout. (5 V až -5 V) Potom to môžete pripojiť k svojmu čipu. Príjemné je, že potrebujete iba pár kondenzátorov, ktoré sú k dispozícii v balíkoch DIP. Upozorňujeme, že tieto zdroje napájania nemôžu dodať oveľa viac ako niekoľko desiatok mA (tento zdroj môže dodať 20 mA).
Tieto čipy tiež generujú veľa prepínacieho šumu. Ak to napájate do analógovej časti, nezabudnite venovať pozornosť. Ak sa nestaráte a chcete iba -5V, urobte to.
Ak chcete čistejšie riešenie, nemôžete ho spustiť iba z Arduina. Museli by ste si zaobstarať samostatný plug-pack, ktorý je izolovaný a pripojiť ho + k súčasnému GND, a vy - budete -5V (alebo čokoľvek, čo plug-pack vypľuje). So sériou 79xx (namiesto 78xx) môžete v prípade potreby regulovať napájanie. Sada zástrčiek musí byť izolovaná, inak dôjde ku skratu iba v spotrebnom materiáli.