Отрицательное напряжение от Arduino?

Я недавно получил INA101HP, см. Рисунок ниже. Я пытался использовать это на макете. Для питания операционного усилителя я подключил 5V к выводу + vcc, но потом понял, что действительно не понимаю, как обеспечить -5V для вывода -vcc .... как это возможно, если я использую Arduino Uno в качестве источника напряжения ??

РЕДАКТИРОВАТЬ: на основе ответов, полученных до сих пор

было бы проще / ДЕШЕВЛЕ, если бы я приобрел отдельную батарею на 9 В с крышкой батареи на 9 В и подключил контактный конец к земле, а негативный конец к -vcc? величины + vcc и -vcc должны быть эквивалентны для операционного усилителя? Кажется, мне придется получить какой-то дополнительный компонент в любом случае ...

Если вам требуется всего несколько мА, самое простое решение - использовать зарядный насос, такой как ICL7660, для создания -5 В от + 5 В:

Как видите, для этого нужно всего несколько компонентов. Эта простота имеет свою цену, и это означает, что выходное напряжение начинает падать, если вы нагружаете его более чем несколькими мА.

В качестве альтернативы вы можете использовать инвертирующий SMPS (импульсный источник питания), как этот

что позволит больше тока. Отношение R1 / R2 устанавливает выходное напряжение. Это самое простое приложение переключения, которое я знаю. SMPS, однако, требует тщательного выбора компонентов и компоновки печатной платы, чтобы получить хорошую эффективность и низкий уровень EMI.

• Напряжения питания opamp + ve и -ve не должны быть одинаковыми. Требуется, чтобы используемые напряжения f = обеспечивали достаточный запас для любых сигналов, которые будут обрабатываться.

INA101HP измерительного усилитель (техническое описание) говорит , что минимальная подача разрешено составляет +/- 5 вольт , а максимум +/- 20. технического описания не говорит , насколько близко Vout будет подходить шины питания на +/- 5V поставок , но с +/- Напряжение 15 В для Vout обычно может составлять +/- 12,5 В, поэтому вы, вероятно, получите на 2-3 вольт меньше в верхней и нижней части диапазона Vout.

Существует несколько способов изготовления слаботочных источников отрицательного напряжения.

• Вы можете использовать «диодный насос», управляемый прямоугольным сигналом с вывода процессора.

• То же, что и выше, но с собственным внутренним генератором. Микросхемы емкостного ограничителя напряжения делают это, например, хорошо известный ICL7660 (таблица данных ->), но коэффициент усиления (Vout / Vin) может не соответствовать потребностям.

• Сделай сам версии 7660 с функциональностью - допускают столько этапов, сколько может разумно рассмотреть с последующим более высоким соотношением Vin / Vout. ,

Преобразователь отрицательного напряжения ICL7660 - чрезвычайно прост в реализации.

Кроме того, ИС, такие как драйвер MAX232 RS232, имеют встроенные конденсаторные диодные насосы и могут использоваться в качестве источников для питания операционных усилителей. MAx232 данные

Если у вас есть + 5 В, то 7660 даст вам немного меньше, чем -5 В - ниже официальной спецификации - МОЖЕТ работать, но незначительно. Использование MAX232 или аналогичной более современной версии даст вам> +/- 8 В - более чем достаточно.

Если у вас есть только 3V3, ваши возможности более ограничены. (Я думал, что Arduino использовал питание 3V3, но вы говорите, что у вас есть 5V, так или иначе, так что не проблема). Два транзисторных инвертора, которые я опишу, будут работать (вам понадобятся два). Или вы можете построить многоступенчатый диодный насос и получить напряжение +/- 5В от 3В3 или что-то еще.

Вы также можете использовать дешевый, доступный и очень гибкий (и очень старый) MC34063 (таблица данных -> . Это около 60c в 1 в Digikey и может использоваться практически во всех известных топологиях smps. Не очень эффективный по современным стандартам. на 3В - 40В.

Вот пример MC34063 в инвертирующем источнике питания - от положительного к отрицательному. +4,5 - 6 В на входе / -12 В на выходе, но можно обеспечить любое требуемое соотношение. Помимо колпачков входного и выходного фильтров требуется 3 x R, 1 x D, 1 xc и IC. Аналогично для других режимов, таких как stepup.

MAX232, показанный здесь, использует больше конденсаторов, но создает отрицательные и положительные напряжения. Существует множество вариантов этой микросхемы, в том числе некоторые с крышками по 0,1 мкФ и некоторые с внутренними крышками. (Преобразователи / драйверы уровня RS232 в этом случае являются бонусом :-)).

- Некоторая форма SMPS (импульсный источник питания) с использованием индуктора.

Smps обычно не является предпочтительным вариантом из-за сложности. Однако следующая схема "LD Flasher", которую я разработал несколько лет назад (и которая, вероятно, была изобретена многими и многими другими людьми), может обеспечить отрицательный запас очень небольшого количества компонентов и при низких затратах.

Как показано здесь, это светодиодная вспышка, но если ни один из светодиодов не используется, а диод подключен к коллектору Q1 (верх L1), будет получено отрицательное напряжение. Это может быть блок питания для программатора, блок питания смещения на ЖК-дисплее, источник питания -ve и т.д.

Как показано, коллектор Q1 движется в отрицательном направлении под землей, когда Q1 выключается до тех пор, пока энергия в L1 не рассеется. Поменяйте местами заземление и тип питания и транзистор для + ve питания. Добавьте диод с выхода для использования в качестве источника постоянного тока. L1 - маленький герметичный «резистороподобный» индуктор или многие другие - эксперимент. Q1 Q2 - практически любые «желейные» маленькие транзисторы pnp и npn. С1 поляризован только для получения высокой емкости на размер. Может быть, например, керамическим, если емкость достаточно высока для нужд. Используйте только LED2 (лучший) или LED1 одновременно.

Постоянная времени ~ = R2 x C1.

Долгая постоянная времени приводит к дискретным импульсам. Короткая постоянная времени производит более высокую выходную частоту. Используйте резистор между Q1b-Q2c для более высоких напряжений питания. Резистор последовательно с C1 продлит длительность импульса.

Эта схема обычно представлена ​​нагрузкой некоторого вида вместо L1 - это может быть светодиод (в зависимости от напряжения или транзисторной базы (часть следующей ступени) или лампочка и т. Д.) Моё «новшество» было очень очевидным одно из использования индуктивности (L1) в качестве нагрузки.Это обеспечивает импульс тока в L1, когда Q1 включен и когда Q1 выключается, L1 "отлетает назад" и подает любое напряжение, необходимое для сброса энергии из L1 в нагрузку.

Что вы могли бы сделать, это получить инвертор напряжения. Даже Микрочип делает эти вещи, что-то вроде TC1044S. Ищите преобразователи постоянного тока в зарядный насос. Эти чипы «инвертируют» источник питания от Vout к-Vout. (5 В до -5 В) Тогда вы можете подключить это к вашему чипу. Приятно то, что вам нужно всего несколько конденсаторов, и они доступны в DIP-упаковках. Обратите внимание, что эти источники питания не могут подавать гораздо больше, чем несколько десятков мА (этот может сделать 20 мА).

Кроме того, эти чипы генерируют много шума переключения. Поскольку вы подаете это в аналоговую часть, вы должны остерегаться этого. Если вас это не волнует, и вы просто хотите -5В, сделайте это.

Если вам нужно более чистое решение, вы не можете питать его только от Arduino. Вам нужно было бы получить отдельный изолированный штекер и подключить его + к текущему GND, и у вас - будет -5 В (или любой другой, который выбрасывает штекер). С серией 79xx (вместо 78xx) вы можете регулировать подачу при необходимости. Блок штепсельной вилки должен быть изолирован, иначе вы просто перебиваете расходные материалы.

Я могу ошибаться, но я не вижу линии GND на этой картинке. Если это так, то -VCC скорее означает GND, а не «отрицательное напряжение». Ссылка: http://www.edaboard.com/thread174695.html

Я надеюсь, что это помогает. Конечно, это ограниченное использование в Arduino для платы, обеспечивающей только до + 5В. Но в случае, если у вас есть другой источник питания (который я считаю вполне обычным), это решение может быть очень экономичным.

РЕДАКТИРОВАТЬ: Извините, моя ошибка. Кажется, вы хотите использовать UNO в качестве источника, что делает мой ответ устаревшим. Не удалит его, хотя, если вы найдете это полезным, тем не менее.

Если вам достаточно +/- 4,5 В, подключите 6 1,5 В (или используйте другие типы батарей) последовательно. Но отрицательный конец -Vcc и положительный конец + Vcc. Подключите точку между 3-й и 4-й батареей к системе GND. Используйте конденсаторы, например, 1 мкФ между + VCC и gnd, и -VCC и GND. Не забудьте проверить полярность.

^{смоделировать эту схему - схема, созданная с использованием CircuitLab}