Генератор отрицательного напряжения от ШИМ Arduino |
На страничках этого сайта уже есть преобразователь однополярного напряжения в двухполярное, которое позволяет получить, в том числе, и отрицательное напряжение. Это довольно массивное устройство, рассчитанное на большую мощность. Но иногда возникает необходимость в небольшом маломощном негативном сигнале, например, для питания операционного усилителя. На этой страничке представлено такое устройство, позволяющее с помощью ШИМ-сигнала от Arduino сгенерировать отрицательное напряжение. Оно может понадобиться, когда ОУ работает с "минусовыми" сигналами или в зоне нулевых величин. ![]() Генератор отрицательного напряжения от ШИМ Arduino Для генерации сигнала будут использованы возможности самой платы Arduino. Например, Arduino UNO имеет шесть каналов выдачи ШИМ-сигналов, которые можно задействовать для дальнейшей обработки. Установив скважность сигнала 127 (50% от полного спектра ШИМ в 256 градаций 0...255), мы сможем получить на выходе около -4,3 вольт. Идея устройства взята с сайта mypractic.ru На рисунке ниже представлена электросхема генератора отрицательного напряжения. Еще ниже приведены пояснения, которые помогут лучше понять принцип работы устройства. |
ЭЛЕКТРОСХЕМА |
Что бы устройство заработало, нам понадобится один из выходов Arduino, который может генерировать ШИМ-сигнал. У Arduino UNO это цифровые пины 3, 5, 6, 9, 10, 11. Для активации ШИМ функции этих пинов в скетче нужно прописать команду analogWrite (pwmPinNegative, pwmValue) в разделе void setup(), где pwmPinNegative - один из ШИМ-пинов, а pwmValue - скважность сигнала. Скважность устанавливаем 127, что составляет 50% (0...255). После запуска программы на выходе с контроллера мы получим сигнал прямоугольной формы с диапазоном от 0 до 5 вольт. ![]() Электросхема генератора отрицательного напряжения При наличии сигнала 5 вольт на выходе с Arduino конденсатор С1 будет заряжаться через резистор R1 и диод D1. При отсутствии сигнала (0 вольт) конденсатор С1 разряжается на конденсатор С2 по цепи : выход контроллера, резистор R1 и диод D2. Таким образом на конденсаторе С2 формируется отрицательное напряжение около -4,3 вольт. Обратите внимание, конденсаторы в схеме - электролитические - соблюдайте полярность. Землю на клеммнице ШИМ-сигнала соединяйте с землей Arduino (если используйте шилд, то с землей ШИМ-пина). А землю на клеммнице выхода отрицательного напряжения с землей устройства, на которое вы подаете это напряжение. |
СБОРКА ПЛАТЫ |
Схема пайки элементов генератора представлена на рисунке ниже. За базу взята макетная плата 35х35 мм. Конечно вы можете расположить элементы по другому и более компактно. Данное устройство выполнено в виде отдельного модуля, естественно, его можно встраивать в готовые изделия. Обратите внимание, этот генератор дает наводки характерной формы, поэтому модульная форма позволяет выносить его на некоторое расстояние от чувствительных элементов схемы. ![]() Схема пайки генератора отрицательного напряжения на макетной плате Примечания :
|
ТЕСТОВЫЙ СТЕНД |
Для проверки работы генератора вы можете собрать тестовый стенд, схема которого представлена ниже. ![]() Схема подключения генератора отрицательного напряжения В конце страницы вы найдете небольшой скетч, который запускает генерацию ШИМ-сигнала с платы Arduino. |
ЧТО НУЖНО ДЛЯ ПРОЕКТА |
Генератор отрицательного напряжения
Тестовый стенд
|
ТЕСТОВЫЙ СКЕТЧ |
Ниже представлен скетч системы управления. В этом окне он неудобочитаем, поэтому скачать его в формате ino вы можете по этой ссылке. |
|