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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik +5V und -5V mit mikrocontroller erzeugen


Autor: Bernd (Gast)
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ich möchte mit einem Controller (5V) ein Rechtecksignal (oder auch 
sinus)
mit möglichst wenig Bauteilaufwand erzeugen.
Ich kann zwar mit Dioden und Kondensator -5V (ca.) erzeugen, aber wie 
schaffe ich es zwischen diesen -5V und +5V umzuschalten
Frequenz ist max 500Hz

Autor: Harald (Gast)
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Nimm doch einfach einen MAX202 (oder MAX232, MAX3232, baugleiche etc.) 
und begrenze den Augangspegel auf +/-5V (z.B. per Vorwiderstand und 
Z-Diode)

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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> ein Rechtecksignal
Das ist einfach...
> (oder auch sinus)
Das schon deutlich aufwendiger...

> ich möchte mit einem Controller ...ein Rechtecksignal... erzeugen.
Du hast also eine Rechteckwechselspannung mit 0V und 5V und möchtest 
daraus eine Wechselspannung von -5 und +5V machen.

Oder hast du +5V und -5V und möchtest eine Rechteckwechselspannung 
daraus machen?

Oder wie? Oder was?

Autor: Falk Brunner (falk)
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Nimm einen MAX232. Wenn dir dessen Ausgangsspannung zu hoch ist, belaste 
den Ausgang mit 300...1000 Ohm.

MFG
Falk

Autor: Wolfgang M. (womai)
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Du koenntest, anstatt einen uC-Ausgang und GND zum Ausgangzu fuehren, 
stattdessen zwei Ausgaenge rausfuehren und diese dann komplementaer 
schalten - also immer einer 1, der jeweils andere 0. Zusaetzlich beide 
Ausgaenge mit Serienkondensatoren DC blocken. Das gibt den gewuenschten 
Effekt ohne Dioden etc. Die beiden Serienkos C muessen gross genug sein, 
dass mit der gewuenschten Ausgangslast R die Zeitkonstante R*(C/2) 
deutlich ueber (1/500Hz) liegt.

Wolfgang

Autor: Detlev T. (detlevt)
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Hallo Bernd,

mein Vorschlag: PMOSFET (z.B. BS170) mit Source ann +5V, Drain über 
einen Widerstand an -5V, Signal vom µC an Gate.

Ganz symmetrisch wird es aber natürlich nicht sein, weil du die -5V 
wegen der Durchlassspannung der Diode nicht ganz erreichst. Zum 
Ausgleich könnte man vor den PMOSFET auch noch eine Diode schalten.

Gruß, DetlevT

Autor: Bernd (Gast)
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Harald schrieb:
> Nimm doch einfach einen MAX202 (oder MAX232, MAX3232, baugleiche etc.)
> und begrenze den Augangspegel auf +/-5V (z.B. per Vorwiderstand und
> Z-Diode)

Prinzipiell eine gute Idee, ich wollte aber mit weniger Bauteilen 
auskommen

Wolfgang M. schrieb:
> Du koenntest, anstatt einen uC-Ausgang und GND zum Ausgangzu fuehren,
> stattdessen zwei Ausgaenge rausfuehren und diese dann komplementaer
> schalten - also immer einer 1, der jeweils andere 0. Zusaetzlich beide
> Ausgaenge mit Serienkondensatoren DC blocken. Das gibt den gewuenschten
> Effekt ohne Dioden etc. Die beiden Serienkos C muessen gross genug sein,
> dass mit der gewuenschten Ausgangslast R die Zeitkonstante R*(C/2)
> deutlich ueber (1/500Hz) liegt.

das klingt von der Teilezahl sehr gut
damit ichs richtig verstehe:
ein uC Ausgang über Kondensator an den Signaleingang,
der andere Ausgang ebenfalls über Kond. an Signalmasse?

die Signalform ist nicht wichtig, Hauptsache pos. und neg. Pulse

Detlev T. schrieb:
> mein Vorschlag: PMOSFET (z.B. BS170) mit Source ann +5V, Drain über
> einen Widerstand an -5V, Signal vom µC an Gate.
verstehe ich noch nicht,
wo ist dann mein Signalausgang?
zwischen Widerstand und Drain?

Autor: Detlev T. (detlevt)
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Bernd schrieb:
> verstehe ich noch nicht,
> wo ist dann mein Signalausgang?
> zwischen Widerstand und Drain?

Yupp! Bei +5V am Gate (UGS=0V) sperrt der Transistor, Ausgang="-5V", bei 
0V (UGS=-5V) steuert er durch, Ausgang="+5V".

Autor: Wolfgang M. (womai)
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Bernd schrieb:
> damit ichs richtig verstehe:
> ein uC Ausgang über Kondensator an den Signaleingang,
> der andere Ausgang ebenfalls über Kond. an Signalmasse?

genau so

Autor: Bernd (Gast)
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Wolfgang M. schrieb:
> Bernd schrieb:
>> damit ichs richtig verstehe:
>> ein uC Ausgang über Kondensator an den Signaleingang,
>> der andere Ausgang ebenfalls über Kond. an Signalmasse?
>
> genau so

Hallo Wolfgang,
eigentlich wäre deine Lösung super, aber jetzt entdecke ich das Problem 
dass ich meinen uC und die Schaltung die das Signal empfangen soll mit 
der selben Spannungsquelle versorge, d.h. gemeinsame Masse.
Und damit funktioniert das doch nicht mehr?

Autor: \0 (Gast)
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Wenn eine negative Spannungsquelle bereits vorhanden ist, warum nicht 
einen Pin 0V-5V toggeln lassen? Das ganze einem Opamp anbieten, der so 
beschaltet ist, dass er 2fach verstärkt und einen Offset von 
(eingangsseitig)-2,5V draufgibt?

Autor: Wolfgang M. (womai)
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> Hallo Wolfgang,
> eigentlich wäre deine Lösung super, aber jetzt entdecke ich das Problem
> dass ich meinen uC und die Schaltung die das Signal empfangen soll mit
> der selben Spannungsquelle versorge, d.h. gemeinsame Masse.
> Und damit funktioniert das doch nicht mehr?

Tja das ist dann ein  Problem. In dem Fall empfehle ich eine saubere 
Loesung - die MAX232-Variante ist durchaus brauchbar (ich wuerde die 
Spannungmittels Spannungsteiler auf von ca. +/-10V auf +/-5V reduzieren 
- Achtung, MAX232 hat relativ grossen Innenwiderstand. Das sind 1 
DIP-Chip und 4 1uF-Kondensatoren (und ein 0.1uF-Keremik-Kondensator fuer 
die Spannungsversorgung); ist also nicht die Welt, und ein MAX232 kostet 
fast nix heutzutage.

Oder - wie vom vorigen Poster erwaehnt - wenn Du schon eine negative 
Versorgung hast, eine einfach Op-Amp-Schaltung, die den Spannungshub 
verdoppelt und mit entsprechendem Offset versieht. Sollte natuerlich ein 
Rail-to-Rail-Opamp sein, wenn Deine Versorgung +/-5V ist, dann kommst Du 
wenigstens knapp an +/-5V ran.

Letzte Variante, die mir einfaellt - einen kleinen Uebertrager-Trafo mit 
Mittenanzapfung nehmen. Wickelverhaeltnis 1:2. Primaerspule an den 
Mikrocontroller. Sekundaerspule an den Empfaenger.

Wolfgang

Autor: ... (Gast)
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>Sekundaerspule an den Empfaenger

Genau! Und Umstellung auf Manchester Code nicht vergessen!

Autor: Detlev T. (detlevt)
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Hallo Bernd,

ich gebe Wolfgang M. recht. Wenn du die negative Spannung ohnehin noch 
erzeugen musst, wäre ein MAX232 eine saubere Lösung. Eine Ladungspumpe, 
die vom µC angesteuert wird, braucht ja allein schon zwei Dioden und 
zwei Kondensatoren. Geschaltet hast du bis dahin aber noch gar nichts. 
Ein IC und fünf Kondensatoren erscheint mir im Vergleich dazu O.K.

Gruß, DetlevT

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