Tensión negativa de Arduino?

Recientemente recibí un INA101HP, vea la imagen a continuación. Estaba tratando de usarlo en una placa de pruebas. Para alimentar el amplificador operacional, conecté 5V al pin + vcc pero luego me di cuenta de que realmente no entendía cómo proporcionar -5V para el pin -vcc ... ¿cómo es esto posible si estoy usando un Arduino Uno como fuente de voltaje? ??

EDITAR: según las respuestas recibidas hasta ahora

¿sería más fácil / MÁS BARATO si obtuviera una batería de 9V separada con una tapa de batería de 9V y conecte el extremo de la posición a tierra y el extremo negativo a -vcc? ¿Las magnitudes + vcc y -vcc tienen que ser equivalentes para un amplificador operacional? Parece que tendré que obtener algún componente adicional de cualquier manera ...

Si solo necesita unos pocos mA, la solución más simple es usar una bomba de carga como la ICL7660 para crear -5V desde + 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 una SMPS (fuente de alimentación conmutada) invertida , como esta

lo que permitirá más actual. 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 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 f = proporcionen un "margen" adecuado para cualquier señal que se maneje.

El amplificador de instrumentación INA101HP (hoja de datos) dice que el suministro mínimo permitido es +/- 5 voltios y el máximo es +/- 20. La hoja de datos no dice qué tan cerca se acercará Vout a los rieles de suministro con suministros de +/- 5V pero con +/- Los suministros de 15V Vout generalmente pueden ser +/- 12.5V, por lo que probablemente obtenga 2 a 3 voltios menos en la parte superior e inferior del rango de Vout.

Hay varias formas de hacer suministros de baja tensión negativa.

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

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

• Versiones de bricolaje de la funcionalidad 7660: permite tantas etapas como sea posible considerar con las consecuentes mayores relaciones Vin / Vout .

Convertidor de voltaje negativo ICL7660: extremadamente fácil de implementar.

Además, los circuitos integrados como el controlador MAX232 RS232 tienen bombas de diodo condensador incorporadas y se pueden utilizar como fuentes para suministrar amplificadores operacionales. Hoja de datos de MAx232

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

Si solo tiene 3V3 disponibles, sus opciones son más limitadas. (Pensé que Arduino usaba un suministro de 3V3, pero usted dice que tiene 5V disponibles de una forma u otra, así que no es un problema). Los dos inversores de transistores que describo harán el trabajo (necesitaría dos). O puede construir una bomba de diodos de etapas múltiples y obtener> +/- 5V de 3V3 o lo que sea.

También podría utilizar el MC34063 (hoja de datos -> . MC34063 , 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 es muy eficiente para los estándares modernos. Operar en 3V - 40V.

Aquí hay un ejemplo de un MC34063 en un suministro inversor, positivo a negativo. +4.5 - 6V de entrada / -12V 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 condensadores pero genera voltajes negativos y positivos. Hay muchas variantes en este IC, incluidas algunas que usan tapas de 0.1 uF y algunas que tienen las tapas internas. (Los convertidores / controladores de nivel RS232 son una ventaja en este caso :-)).

- Alguna forma de SMPS (fuente de alimentación conmutada) usando 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 ninguno de los LED y se conecta un diodo en el colector del voltaje negativo Q1 (parte superior de L1). Potencialmente podría ser un suministro de programador, suministro de polarización de LCD, suministro de -ve opamp, etc.

Como se muestra, el colector Q1 es impulsado negativamente por debajo del suelo cuando Q1 se apaga hasta que se disipa la energía en L1. Cambie los tipos de tierra y suministro y transistor por + ve suministro. Agregue diodo desde la salida para usar como suministro de CC. L1 - inductor pequeño de "resistencia similar" en maceta o muchos otros - experimente. Q1 Q2: casi cualquier transistor pnp & npn pequeño "jellybean". C1 polarizado solo para obtener alta capacitancia por tamaño. Puede ser, por ejemplo, de cerámica si la capacidad 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 prolongado conduce a pulsos discretos. La constante de tiempo corto produce una frecuencia de salida más alta. Use la resistencia entre Q1b-Q2c para voltajes de suministro más altos. La resistencia en serie con C1 extenderá la longitud del pulso.

Este circuito generalmente se presenta con una carga de algún tipo 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 muy obvia uno de usar un inductor (L1) como carga. Esto proporciona un pulso de corriente en L1 cuando Q1 está encendido y cuando Q1 se apaga L1 "vuela" y entrega cualquier voltaje necesario para descargar la energía de L1 en la carga.

Lo que podría hacer es obtener un inversor de voltaje. Incluso Microchip hace estas cosas, algo así como un TC1044S. Busque los convertidores 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. A medida que alimente 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 desde un Arduino. Tendría que obtener un paquete de enchufe separado que esté aislado y conectarlo + al GND actual, y usted - será -5V (o lo que sea que arroje el paquete de enchufe). 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 acortando los suministros.

Podría estar equivocado, pero no veo una línea GND en ninguna parte de esa imagen. Si es así, entonces -VCC significaría GND y no un "voltaje negativo". Ref: http://www.edaboard.com/thread174695.html

Espero que esto ayude. Por supuesto, esto es de uso limitado en Arduino para que la placa solo proporcione hasta + 5V. Pero en caso de que tenga otra fuente de alimentación (que creo que es bastante habitual), esta solución puede ser muy económica.

EDITAR: Lo siento, mi error. Parece que desea utilizar UNO como fuente, por lo que mi respuesta es obsoleta. Sin embargo, no lo eliminará si lo encuentra útil.

Si +/- 4.5V es suficiente para usted, ponga 6 1.5V (o use otros tipos de baterías) en serie. Pero el final negativo para el -Vcc y el final positivo para el + Vcc. Conecte el punto entre la 3ra y 4ta batería al sistema GND. Utilice condensadores, por ejemplo, 1 uF entre + VCC y gnd, y -VCC y GND. Recuerde verificar la polaridad.

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}