Tensão negativa do Arduino?

Recentemente, recebi um INA101HP, veja a imagem abaixo. Eu estava tentando usá-lo em uma tábua de pão. Para alimentar o amplificador operacional, conectei 5V ao pino + vcc, mas então percebi que realmente não conseguia fornecer -5V para o pino -vcc .... como isso é possível se estiver usando um Arduino Uno como fonte de tensão ??

EDIT: Com base nas respostas recebidas até o momento

seria mais fácil / MAIS BARATO se eu tivesse uma bateria de 9V separada com uma tampa de bateria de 9V e conectasse a extremidade da posição ao terra e a extremidade negativa à -vcc? as magnitudes + vcc e -vcc precisam ser equivalentes para um amplificador operacional? Parece que vou ter que obter algum componente extra de qualquer maneira ...

Se você precisar apenas de alguns mA, a solução mais simples é usar uma bomba de carga como a ICL7660 para criar -5V a partir de + 5V:

Como você pode ver, precisa apenas de alguns componentes. Essa simplicidade tem seu preço, e é isso que a tensão de saída começa a cair se você a carregar com mais do que alguns mA.

Como alternativa, você pode usar um SMPS invertido (fonte de alimentação comutada ), como este

o que permitirá mais atual. A relação R1 / R2 define a tensão de saída. Esta é a aplicação mais simples de switcher que conheço. Um SMPS, no entanto, requer seleção cuidadosa de componentes e layout da placa de circuito impresso para obter uma boa eficiência e baixo EMI.

• As tensões de alimentação Opamp + ve e -ve não precisam ser iguais. O que é necessário é que as tensões usadas f = forneçam 'headroom' adequado para quaisquer sinais que serão manipulados.

O amplificador de instrumentação INA101HP (folha de dados) diz que a alimentação mínima permitida é de +/- 5 Volts e a máxima é de +/- 20. A folha de dados não indica com que precisão a Vout se aproximará dos trilhos de alimentação nas fontes +/- 5V, mas com +/- Suprimentos de 15V O Vout normalmente pode ser de +/- 12,5V, então você provavelmente obtém 2 a 3 volts a menos na parte superior e inferior da faixa de Vout.

Existem várias maneiras de produzir fontes de tensão negativa de baixa corrente.

• Você pode usar uma "bomba de diodo" acionada por um sinal de onda quadrada de um pino do processador.

• O mesmo que acima, mas com seu próprio oscilador interno. Os CIs de multiplicador de tensão capacitiva fazem isso, por exemplo, o conhecido ICL7660 (datasheet ->), mas a taxa de aumento (Vout / Vin) pode não atender às necessidades.

• Versões de bricolage da funcionalidade 7660 - permitem o maior número possível de etapas, com sensatez proporções Vin / Vout mais altas. .

Conversor de tensão negativa ICL7660 - extremamente fácil de implementar.

Além disso, ICs como o driver MAX232 RS232 possuem bombas de diodo de capacitor embutidas e podem ser usadas como fontes para fornecer amplificadores operacionais. Folha de dados do MAx232

Se você tiver + 5V disponível, um 7660 lhe dará um pouco menos que -5V - abaixo da especificação oficial - PODE funcionar, mas marginal. Usar uma versão mais moderna do MAX232 ou similar, daria a você> +/- 8V - mais do que suficiente.

Se você tiver apenas 3V3 disponível, suas opções serão mais limitadas. (Eu pensei que o Arduino usava fonte 3V3, mas você diz que possui 5V disponíveis de uma maneira ou de outra, portanto não há problema). O inversor de dois transistores que eu descrevo fará o trabalho (você precisaria de dois). Ou você pode construir uma bomba de diodo de vários estágios e obter> +/- 5V a partir de 3V3 ou qualquer outra coisa.

Você também pode usar o MC34063 barato, disponível e muito flexível (e muito antigo) (datasheet -> . Estes são cerca de 60c em 1 no Digikey e podem ser usados ​​em quase todas as topologias de smps conhecidas. Não são muito eficientes pelos padrões modernos. em 3V - 40V.

Aqui está um exemplo de um MC34063 em uma fonte invertida - positiva para negativa. +4,5 - 6V de entrada / -12V de saída, mas qualquer proporção desejada pode ser fornecida. Além das tampas dos filtros de entrada e saída, são necessários 3 x R, 1 x D, 1 xc e o IC. Semelhante para outros modos, como stepup.

O MAX232 mostrado aqui usa mais capacitores, mas produz tensões negativas e positivas. Existem muitas variantes neste IC, incluindo algumas que usam tampas de 0,1 uF e outras que possuem tampas internas. (Os conversores / drivers de nível RS232 são um bônus neste caso :-)).

- Alguma forma de SMPS (fonte de alimentação comutada) usando um indutor.

Um smps geralmente não é uma opção preferida devido à complexidade. No entanto, o seguinte circuito de "LD Flasher" que desenvolvi alguns anos atrás (e que provavelmente foi inventado por muitas outras pessoas) pode fornecer um suprimento negativo com muito poucos componentes e com baixo custo.

Como mostrado aqui, é um pisca-pisca de LED, mas se nenhum LED for usado e um diodo estiver conectado no coletor de Q1 (parte superior de L1), será produzida tensão negativa. Pode ser um suprimento de programador, um viés de LCD, um fornecimento de opamp etc.

Como mostrado, o coletor Q1 é acionado negativo abaixo do solo quando Q1 desliga até que a energia em L1 seja dissipada. Troque os tipos de terra e suprimento e transistor pela fonte + ve. Adicione o diodo da saída para usá-lo como fonte de corrente contínua. L1 - pequeno indutor em forma de "resistor" ou muitos outros - experimente. Q1 Q2 - quase todos os transistores pnp e npn pequenos "jellybean". C1 polarizou apenas para obter alta capacitância por tamanho. Pode ser, por exemplo, cerâmica se a capacitância for alta o suficiente para as necessidades. Use apenas LED2 (melhor) ou LED1 de uma vez.

Constante de tempo ~ = R2 x C1.

A constante de longo tempo leva a pulsos discretos. Constante de tempo curto produz uma frequência de saída mais alta. Use resistor entre Q1b-Q2c para tensões de alimentação mais altas. O resistor em série com C1 aumentará o comprimento do pulso.

Esse circuito geralmente é apresentado com uma carga de algum tipo no lugar de L1 - pode ser um LED (dependendo da tensão ou de uma base de transistor (parte do estágio seguinte) ou uma lâmpada etc. Minha 'inovação' foi muito óbvia usando um indutor (L1) como a carga.Isso fornece um pulso de corrente em L1 quando Q1 está ligado e quando Q1 desliga L1 "voa para trás" e fornece a tensão necessária para descarregar a energia de L1 na carga.

O que você pode fazer é obter um inversor de tensão. Até a Microchip faz essas coisas, algo como um TC1044S. Procure conversores DC-DC da bomba de carga. Esses chips 'invertem' a fonte de alimentação de Vout para -Vout. (5V a -5V) Então você pode conectar isso ao seu chip. O bom é que você só precisa de alguns capacitores e eles estão disponíveis nos pacotes DIP. Observe que essas fontes de alimentação não podem fornecer muito mais do que algumas dezenas de mA (esta pode fazer 20mA).

Além disso, esses chips geram muito ruído de comutação. Como você está alimentando isso com uma parte analógica, você deve prestar atenção nisso. Se você não se importa com isso e só quer -5V, vá em frente e faça-o.

Se você deseja uma solução mais limpa, não pode utilizá-lo apenas com um Arduino. Você precisaria obter um plugue separado que seja isolado e conectá-lo ao GND atual, e você - será de -5V (ou o que o plugue exibir). Com uma série 79xx (em vez de 78xx), você pode regular o suprimento, se necessário. O pacote de plug-ins precisa ser isolado, caso contrário, você está apenas colocando os suprimentos em falta.

Posso estar errado, mas não vejo uma linha GND em nenhum lugar dessa foto. Nesse caso, o -VCC prefere significar GND e não uma "tensão negativa". Ref: http://www.edaboard.com/thread174695.html

Eu espero que isso ajude. Obviamente, isso é de uso limitado no Arduino, pois a placa fornece apenas + 5V. Mas, caso você tenha outra fonte de alimentação (o que eu acho bastante usual), essa solução pode ser muito econômica.

EDIT: Desculpe, meu erro. Parece que você deseja usar a ONU como fonte, tornando minha resposta obsoleta. No entanto, não será excluído, se você achar útil.

Se +/- 4.5V for suficiente para você, coloque 6 1.5V (ou use outros tipos de baterias) em série. Mas o final negativo para -Vcc e o final positivo para + Vcc. Conecte o ponto entre a 3ª e a 4ª bateria ao sistema GND. Use capacitores, por exemplo, 1 uF entre + VCC e gnd e -VCC e GND. Lembre-se de verificar a polaridade.

^{simular este circuito - esquemático criado usando o CircuitLab}