Điện áp âm từ Arduino?


8

Gần đây tôi có một INA101HP xem hình dưới đây. Tôi đã cố gắng sử dụng nó trên một chiếc bánh mì. Để cấp nguồn cho op amp tôi đã kết nối pin 5V với + vcc nhưng sau đó tôi nhận ra rằng tôi không thực sự có được cách cung cấp -5V cho pin -vcc .... làm sao có thể nếu tôi sử dụng Arduino Uno làm nguồn điện áp ??

nhập mô tả hình ảnh ở đây

nhập mô tả hình ảnh ở đây

EDIT: Dựa trên câu trả lời nhận được cho đến nay

nó sẽ dễ dàng hơn / CHEAPER nếu tôi có một pin 9V riêng biệt với nắp pin 9V và kết nối đầu pos với mặt đất và đầu cực âm với -vcc? độ lớn của vcc và -vcc có tương đương với op amp không? Dường như tôi sẽ phải có thêm một số thành phần ...

Câu trả lời:


7

Nếu bạn chỉ cần một vài mA, giải pháp đơn giản nhất là sử dụng bơm sạc như ICL7660 để tạo -5V từ + 5V:

nhập mô tả hình ảnh ở đây

Như bạn có thể thấy nó chỉ cần một vài thành phần. Sự đơn giản này có giá của nó, và đó là điện áp đầu ra bắt đầu giảm nếu bạn tải nó với nhiều hơn chỉ một vài mA.

Ngoài ra, bạn có thể sử dụng SMPS đảo ngược (Bộ nguồn chuyển đổi chế độ), như cái này

Ứng dụng LTC3631

Điều này sẽ cho phép nhiều hơn hiện tại. Tỷ lệ R1 / R2 đặt điện áp đầu ra. Đây là ứng dụng chuyển đổi đơn giản nhất mà tôi biết. Tuy nhiên, một SMPS yêu cầu lựa chọn thành phần cẩn thận và bố trí PCB để có được hiệu quả tốt và EMI thấp.


2
Tôi nên nghiên cứu điều này, nhưng tôi nghĩ bạn có thể sử dụng arduino để tạo ra một sóng vuông (ish) và sau đó sử dụng một vài điốt và mũ cho bơm sạc. Op amp nên sử dụng dòng điện âm nhỏ nếu bạn không lái tải âm của nó.
russ_hensel

nó sẽ dễ dàng hơn nếu tôi có một pin 9V riêng biệt với nắp pin 9V và kết nối đầu pos với mặt đất và đầu cuối âm với -vcc? làm + vcc và -vcc phải tương đương với op amp? Dường như tôi sẽ phải có thêm một số thành phần nào đó ....
rrazd

@rrazd: Có, việc thêm một pin khác sẽ luôn dễ dàng hơn việc tự tạo ra điện áp. Nó có thể là xấu bởi vì nó chiếm nhiều phòng hơn, vv mặc dù.
endolith

3
  • Opamp + ve và -ve cung cấp điện áp không phải bằng nhau. Điều cần thiết là các điện áp được sử dụng f = cung cấp 'khoảng trống "đầy đủ cho bất kỳ tín hiệu nào sẽ được xử lý.

Bộ khuếch đại thiết bị INA101HP (bảng dữ liệu) nói rằng nguồn cung cấp tối thiểu được phép là +/- 5 Volts và tối đa là +/- 20. Bảng dữ liệu không cho biết Vout sẽ tiếp cận đường ray cung cấp chặt chẽ như thế nào với nguồn cung cấp +/- 5V nhưng với +/- Nguồn cung cấp 15V Vout thường có thể là +/- 12,5V, do đó bạn có thể nhận được ít hơn 2 đến 3 volt ở trên cùng và dưới cùng của phạm vi Vout.

Có một số cách để làm cho nguồn cung cấp điện áp âm hiện tại thấp.

  • Bạn có thể sử dụng "bơm diode" được điều khiển bởi tín hiệu sóng vuông từ chân bộ xử lý.

  • Tương tự như trên nhưng với bộ dao động nội bộ của riêng mình. IC biến đổi điện áp điện dung làm điều này, ví dụ ICL7660 (bảng dữ liệu ->) nổi tiếng nhưng tỷ lệ tăng (Vout / Vin) có thể không đáp ứng nhu cầu.

  • Các phiên bản DIY của chức năng 7660 - cho phép nhiều giai đoạn có thể cân nhắc hợp lý với tỷ lệ Vin / Vout cao hơn. .


Bộ chuyển đổi điện áp âm ICL7660 - cực kỳ dễ thực hiện.

nhập mô tả hình ảnh ở đây


Ngoài ra, các IC như trình điều khiển MAX 232 RS232 có bơm diode tụ điện sẵn có và có thể được sử dụng làm nguồn để cung cấp op amps. Bảng dữ liệu MAx 232

Nếu bạn có sẵn + 5V thì 7660 sẽ cung cấp cho bạn ít hơn -5V một chút - dưới thông số chính thức - CÓ THỂ hoạt động nhưng không đáng kể. Sử dụng MAX 232 hoặc phiên bản hiện đại hơn tương tự sẽ cung cấp cho bạn> +/- 8V - quá đủ.

Nếu bạn chỉ có sẵn 3V3, các tùy chọn của bạn sẽ bị hạn chế hơn. (Tôi nghĩ Arduino đã sử dụng nguồn cung cấp 3V3 nhưng bạn nói rằng bạn có sẵn 5V bằng cách này hay cách khác, vì vậy không phải là vấn đề). Biến tần hai bóng bán dẫn mà tôi mô tả sẽ thực hiện công việc (bạn cần hai). Hoặc bạn có thể xây dựng một máy bơm diode nhiều giai đoạn và nhận> +/- 5V từ 3V3 hoặc bất cứ điều gì.

Bạn cũng có thể sử dụng MC34063 giá rẻ, sẵn có và rất linh hoạt (và rất cũ) ( Đây là khoảng 60c trong 1 tại Digikey và có thể được sử dụng trong mọi cấu trúc liên kết của smps được biết đến. Không hiệu quả bằng các tiêu chuẩn hiện đại. trên 3V - 40V.

Dưới đây là một ví dụ về MC34063 trong nguồn cung đảo ngược - dương sang âm. +4,5 - 6V trong / -12V, nhưng có thể cung cấp bất kỳ tỷ lệ mong muốn nào. Ngoài các nắp bộ lọc đầu vào và đầu ra, nó cần 3 x R, 1 x D, 1 xc và IC. Tương tự cho các chế độ khác như stepup.

nhập mô tả hình ảnh ở đây

MAX 232 hiển thị ở đây sử dụng các tụ điện khác nhưng tạo ra điện áp âm và dương. Có nhiều biến thể trên IC này bao gồm một số sử dụng mũ 0,1 uF và một số biến thể có nắp bên trong. (Bộ chuyển đổi / trình điều khiển mức RS232 là một phần thưởng trong trường hợp này :-)).

nhập mô tả hình ảnh ở đây


- Một số dạng SMPS (cung cấp năng lượng chuyển đổi chế độ) bằng cách sử dụng một cuộn cảm.

Một smps thường không phải là một lựa chọn ưa thích do sự phức tạp. Tuy nhiên, mạch "LD Flasher" sau đây mà tôi đã phát triển cách đây vài năm (và có lẽ đã được nhiều người khác sử dụng) có thể cung cấp nguồn cung âm với rất ít thành phần và chi phí thấp.

Như được hiển thị ở đây, nó là một flasher LED nhưng nếu không sử dụng đèn LED và một diode được kết nối tại bộ thu của điện áp âm Q1 (đỉnh L1) sẽ được tạo ra. Đây có thể có khả năng là một nguồn cung cấp lập trình viên, cung cấp thiên vị LCD, cung cấp opamp, v.v.

Như được hiển thị, bộ thu Q1 được điều khiển âm dưới mặt đất khi Q1 tắt cho đến khi năng lượng trong L1 bị tiêu tán. Trao đổi mặt đất và cung cấp và các loại bóng bán dẫn cho cung cấp + ve. Thêm diode từ đầu ra để sử dụng làm nguồn cung cấp DC. L1 - cuộn cảm "điện trở như" trong chậu nhỏ hoặc nhiều loại khác - thử nghiệm. Q1 Q2 - gần như bất kỳ bóng bán dẫn pnp & npn nhỏ "thạch" nào. C1 phân cực chỉ để có điện dung cao trên mỗi kích thước. Có thể ví dụ như gốm nếu điện dung đủ cao cho nhu cầu. Chỉ sử dụng LED2 (tốt nhất) hoặc LED1 cùng một lúc.

nhập mô tả hình ảnh ở đây

Hằng số thời gian ~ = R2 x C1.

Thời gian dài liên tục dẫn đến các xung rời rạc. Hằng số thời gian ngắn tạo ra tần số đầu ra cao hơn. Sử dụng điện trở giữa Q1b-Q2c cho điện áp cung cấp cao hơn. Điện trở nối tiếp với C1 sẽ kéo dài độ dài xung.

Mạch này thường được trình bày với một loại tải nào đó thay cho L1 - nó có thể là một đèn LED (tùy thuộc vào điện áp hoặc cơ sở bóng bán dẫn (một phần của giai đoạn sau) hoặc bóng đèn, v.v ... Sự đổi mới của tôi là rất rõ ràng một trong việc sử dụng một cuộn cảm (L1) làm tải. Điều này cung cấp xung của dòng điện vào L1 khi Q1 bật và khi Q1 tắt L1 "bay trở lại" và cung cấp bất kỳ điện áp nào được yêu cầu để đưa năng lượng từ L1 vào tải.


1

Những gì bạn có thể làm là có được một biến tần điện áp. Ngay cả Microchip cũng tạo ra những thứ này, giống như một chiếc TC1044S. Tìm kiếm bộ chuyển đổi DC-to-DC của Pump Pump. Những con chip này 'đảo ngược' nguồn cung cấp năng lượng từ Vout sang -Vout. (5V đến -5V) Sau đó, bạn có thể kết nối nó với chip của mình. Điều tuyệt vời là bạn chỉ cần một vài tụ điện và chúng có sẵn trong các gói DIP. Lưu ý rằng những bộ nguồn này không thể cung cấp nhiều hơn vài chục mA (cái này có thể làm được 20mA).

Ngoài ra, các chip này tạo ra rất nhiều tiếng ồn chuyển đổi. Khi bạn cho nó ăn một phần tương tự, bạn nên coi chừng điều đó. Nếu bạn không quan tâm đến điều đó và chỉ muốn -5V, hãy tiếp tục và thực hiện nó.

Nếu bạn muốn một giải pháp sạch hơn, bạn không thể chỉ cung cấp năng lượng cho nó từ Arduino. Bạn sẽ phải có một gói phích cắm riêng biệt bị cô lập và móc nó + vào GND hiện tại, và bạn - sẽ là -5V (hoặc bất cứ thứ gì mà gói cắm phun ra). Với sê-ri 79xx (thay vì 78xx), bạn có thể điều chỉnh nguồn cung nếu được yêu cầu. Gói cắm cần được cách ly, nếu không, bạn chỉ cần rút ngắn nguồn cung cấp.


Khi bạn nói "gói cắm cần được cách ly", cụ thể là gì? Cảm ơn!
nick_name


0

Tôi hy vọng rằng điều này sẽ giúp. Tất nhiên, điều này được sử dụng hạn chế trong Arduino cho bo mạch chỉ cung cấp tối đa + 5V. Nhưng trong trường hợp bạn có một nguồn cung cấp năng lượng khác (mà tôi nghĩ là khá bình thường), giải pháp này có thể rất kinh tế. nhập mô tả hình ảnh ở đây nhập mô tả hình ảnh ở đây


0

EDIT: Xin lỗi, lỗi của tôi. Có vẻ như bạn muốn sử dụng UNO làm nguồn, khiến câu trả lời của tôi trở nên lỗi thời. Sẽ không xóa nó mặc dù, nếu bạn thấy nó vẫn hữu ích.

Nếu +/- 4.5V là đủ cho bạn, hãy đặt 6 1.5V (hoặc sử dụng các loại pin khác) nối tiếp. Nhưng kết thúc tiêu cực cho -Vcc và kết thúc tích cực cho + Vcc. Kết nối điểm giữa pin thứ 3 và thứ 4 với hệ thống GND. Sử dụng các tụ điện, ví dụ 1 uF giữa + VCC và gnd, và -VCC và GND. Nhớ kiểm tra cực tính.

sơ đồ

mô phỏng mạch này - Sơ đồ được tạo bằng CircuitLab

Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.