¿Tensión negativa de Arduino?

Si solo necesita unos pocos mA, la solución más simple es usar una bomba de carga como la ICL7660 para crear -5V a partir de +5V:

Como puede ver, solo necesita algunos componentes. Esta simplicidad tiene su precio, y es que el voltaje de salida comienza a caer si lo carga con más de unos pocos mA.

Alternativamente, puede usar un SMPS inversor (Fuente de alimentación de modo conmutado), como este

lo que permitirá más corriente. La relación R1/R2 establece el voltaje de salida. Esta es la aplicación de conmutador más simple que conozco. Sin embargo, un SMPS requiere una cuidadosa selección de componentes y un diseño de PCB para obtener una buena eficiencia y un bajo EMI.

• Los voltajes de suministro Opamp +ve y -ve no tienen que ser iguales. Lo que se requiere es que los voltajes utilizados proporcionen un "margen libre" adecuado para cualquier señal que se maneje.

El amplificador de instrumentación INA101HP (hoja de datos) dice que el suministro mínimo permitido es de +/- 5 voltios y el máximo es de +/- 20. La hoja de datos no dice qué tan cerca se acercará Vout a los rieles de suministro con suministros de +/- 5 V, pero con +/- Los suministros de 15 V, Vout, generalmente pueden ser de +/- 12,5 V, por lo que probablemente obtenga de 2 a 3 voltios menos en la parte superior e inferior del rango de Vout.

Hay varias formas de hacer suministros de voltaje negativo de baja corriente.

• Puede usar una "bomba de diodo" impulsada por una señal de onda cuadrada desde un pin del procesador.

• Igual que el anterior pero con su propio oscilador interno. Los circuitos integrados multiplicadores de voltaje capacitivos hacen esto, por ejemplo, el conocido ICL7660 (hoja de datos ->), pero es posible que la relación de refuerzo (Vout/Vin) no satisfaga las necesidades.

• Versiones de bricolaje de la funcionalidad 7660: permiten tantas etapas como se pueda considerar sensatamente con las consiguientes relaciones Vin/Vout más altas. .

Convertidor de voltaje negativo ICL7660: extremadamente fácil de implementar.

Además, los circuitos integrados como el controlador MAX232 RS232 tienen bombas de diodo de condensador incorporadas y se pueden usar como fuentes para suministrar amplificadores operacionales. Hoja de datos MAX232

Si tiene +5V disponibles, entonces un 7660 le dará un poco menos de -5V de salida, por debajo de las especificaciones oficiales, PUEDE funcionar pero marginalmente. El uso de un MAX232 o una versión más moderna similar le daría> +/- 8V, más que suficiente.

Si solo tiene 3V3 disponible, sus opciones son más limitadas. (Pensé que Arduino usaba un suministro de 3V3 pero dices que tienes 5V disponibles de una forma u otra, así que no hay problema). El inversor de dos transistores que describo hará el trabajo (necesitaría dos). O puede construir una bomba de diodo de etapas múltiples y obtener> +/- 5V de 3V3 o lo que sea.

También puede usar el MC34063 (hoja de datos -> .) económico, disponible y muy flexible (y muy antiguo). Estos son aproximadamente 60c en 1 en Digikey y se pueden usar en casi todas las topologías de smps conocidas. No son muy eficientes según los estándares modernos. Operar en 3V - 40V.

Aquí hay un ejemplo de un MC34063 en un suministro inversor: positivo a negativo. +4,5 - 6 V de entrada / -12 V de salida, pero se puede proporcionar cualquier relación deseada. Además de las tapas de filtro de entrada y salida, se necesitan 3 x R, 1 x D, 1 xc y el IC. Similar para otros modos como stepup.

El MAX232 que se muestra aquí usa más capacitores pero genera voltajes negativos y positivos. Hay muchas variantes en este IC, incluidas algunas que usan tapas de 0,1 uF y otras que tienen las tapas internas. (Los convertidores/controladores de nivel RS232 son una ventaja en este caso :-)).

- Algún tipo de SMPS (fuente de alimentación conmutada) que utiliza un inductor.

Un smps no suele ser una opción preferida debido a la complejidad. Sin embargo, el siguiente circuito "LD Flasher" que desarrollé hace algunos años (y que probablemente ha sido inventado por muchas otras personas) puede proporcionar un suministro negativo con muy pocos componentes y a bajo costo.

Como se muestra aquí, es un LED intermitente, pero si no se usa ningún LED y se conecta un diodo en el colector de Q1 (parte superior de L1), se producirá un voltaje negativo. Esto podría ser potencialmente un suministro de programador, suministro de polarización de LCD, suministro de opamp -ve, etc.

Como se muestra, el colector Q1 se vuelve negativo bajo tierra cuando Q1 se apaga hasta que se disipa la energía en L1. Intercambie los tipos de tierra, suministro y transistor por suministro +ve. Agregue diodo de salida para usar como suministro de CC. L1 - pequeño inductor "similar a una resistencia" encapsulado o muchos otros - experimente. Q1 Q2: casi todos los transistores pnp y npn pequeños "jellybean". C1 polarizado solo para obtener alta capacitancia por tamaño. Puede ser, por ejemplo, de cerámica si la capacitancia es lo suficientemente alta para las necesidades. Use solo LED2 (mejor) o LED1 a la vez.

Constante de tiempo ~= R2 x C1.

La constante de tiempo largo conduce a pulsos discretos. La constante de tiempo corto produce una frecuencia de salida más alta. Use una resistencia entre Q1b-Q2c para voltajes de suministro más altos. La resistencia en serie con C1 extenderá la duración del pulso.

Este circuito generalmente se presenta con algún tipo de carga en lugar de L1: puede ser un LED (dependiendo del voltaje o una base de transistor (parte de una etapa siguiente) o una bombilla, etc. Mi 'innovación' fue la muy obvia uno de usar un inductor (L1) como la carga Esto proporciona un pulso de corriente en L1 cuando Q1 está encendido y cuando Q1 apaga L1 "vuela hacia atrás" y entrega el voltaje necesario para descargar la energía de L1 a la carga.

Lo que podrías hacer es conseguir un inversor de voltaje. Incluso Microchip fabrica estas cosas, algo así como un TC1044S. Busque los convertidores de CC a CC de la bomba de carga. Estos chips 'invierten' la fuente de alimentación de Vout a -Vout. (5V a -5V) Entonces podría conectar esto a su chip. Lo bueno es que solo necesita unos pocos condensadores y están disponibles en paquetes DIP. Tenga en cuenta que estas fuentes de alimentación no pueden suministrar mucho más que unas pocas decenas de mA (esta puede hacer 20 mA).

Además, estos chips generan mucho ruido de conmutación. Como está alimentando esto a una parte analógica, debe tener cuidado con eso. Si no te importa eso y solo quieres -5V, adelante y hazlo.

Si desea una solución más limpia, no puede alimentarla solo con un Arduino. Tendría que obtener un paquete de enchufes separado que esté aislado y conectarlo + a la GND actual, y usted tendrá -5V (o lo que sea que arroje el paquete de enchufes). Con una serie 79xx (en lugar de 78xx) puede regular el suministro si es necesario. El paquete de enchufes debe aislarse, de lo contrario, solo está cortando los suministros.

Puede que me equivoque, pero no veo una línea GND en ninguna parte de esa imagen. Si es así, entonces el -VCC preferiría significar GND y no un "voltaje negativo". Referencia: http://www.edaboard.com/thread174695.html

Espero que esto ayude. Por supuesto, esto tiene un uso limitado en Arduino porque la placa solo proporciona hasta +5V. Pero en el caso de que tengas otra fuente de alimentación (que creo que es bastante habitual), esta solución puede resultar muy económica.

EDITAR: Lo siento, mi error. Parece que quieres usar UNO como fuente, lo que hace que mi respuesta quede obsoleta. Sin embargo, no lo eliminará si lo encuentra útil.

Si +/- 4.5V es suficiente para usted, coloque 6 1.5V (o use otro tipo de baterías) en serie. Pero el extremo negativo del -Vcc y el extremo positivo del +Vcc. Conecte el punto entre la 3.ª y la 4.ª batería al GND del sistema. Use condensadores, por ejemplo, 1 uF entre +VCC y gnd, y -VCC y GND. Recuerde comprobar la polaridad.

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}