Conmutación de voltaje negativo

Estoy tratando de conectar varios de estos sensores a una entrada analógica en mi Arduino, y me gustaría encenderlos y apagarlos controlando la entrada de señal de -5V (-1V en la imagen) usando un mecanismo de interruptor.

• Para obtener una buena calidad de señal, probablemente sea una buena idea usar el amplificador operacional para controlar el ADC del micro.
• El circuito que se muestra se puede convertir en un amplificador sumador , con cada uno de los sensores conectados a la entrada inversora del amplificador operacional.
• Para hacer este circuito sin necesidad de un suministro negativo, conecte la parte inferior del sensor a tierra en lugar de -1 V y conecte la entrada no inversora del amplificador operacional a un voltaje medio, como 2,5 V de un divisor de resistencia. Su punto 0 se cambiará, lo que restará en el software.
• Para desconectarlos del circuito, puede conectar a tierra cada sensor a través de su propio transistor y habilitar solo un transistor a la vez. También podría usar el 74HC4066 en las líneas que van al amplificador sumador, pero ese es un circuito más complicado.

Primero, ¿puede simplificar la configuración de su fuente de alimentación utilizando un amplificador no inversor como se muestra a continuación?

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}

Segundo: esto no permite la configuración de suma de tierra virtual, pero como iba a necesitar un interruptor pin por V, y no son necesarios en esta configuración, ahora puede conectar cada amplificador a su propia entrada analógica. La desventaja es que necesita un opamp para cada sensor.

Tercera opción: use pines de tres estados para alimentar cada sensor. Esta vez el ejemplo muestra el sensor en la línea V+.

^{simular este circuito}

Cada una de las salidas 'BUF' de su micro / Arduino / lo que sea se cambia secuencialmente a alto mientras que todas las demás tienen sus salidas flotantes. De esta manera, solo se alimenta un sensor a la vez y no necesita voltajes negativos.

Ese es solo un circuito, que produce un voltaje inversamente proporcional a la resistencia. Hay muchas otras posibilidades, algunas de las cuales no requieren un voltaje fuera del rango de voltaje de salida.

Si esto va a un microcontrolador, y en casi cualquier aplicación hoy en día, la salida no tiene que ser proporcional a nada en particular. En un micro, puede hacer fácilmente los cálculos o hacer la búsqueda para convertir cualquier lectura A/D que obtenga en presión lineal.

La opción más simple es simplemente un divisor de resistencia, con la otra resistencia en el medio del rango que le interesa que salga del sensor. Una ventaja lateral de esto es que lo único que tiene que calibrar es la otra resistencia. El voltaje de suministro real se cancela. Tendrá la resolución más alta en esa resistencia, luego más baja en ambos extremos del rango. Este método en realidad mide de 0 a resistencia infinita, pero nuevamente, la resolución disminuye en los extremos del rango.

Con los A/D actuales, probablemente usaría el método del divisor y compensaría cualquier pérdida de resolución con un A/D de mayor resolución. Ahora puede obtener A/D de 12 bits de forma rutinaria en micros de bajo costo. Probablemente sea suficiente, pero si no, un A/D delta-sigma externo ciertamente podría hacerlo.