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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Wie muss dieser RC-Filter dimensioneren werden?


Autor: Zitronenbrot (Gast)
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Hallo Leute

Ich möchte diesen Kapazitiven Füllstandmesser nachbauen.
Am Ausgang wird von einen RC-Tiefpass geredet. Ich möchte am Ausgang 
einen AVR anschliessen um die Ausgangspannung auszuwerten.

Ich versehe nicht viel von Analogtechnik deshalb habe ich keine Anhnung 
wie R/C Dimensionieren muss.

Wie gross muss R und C sein damit ich am AVR einen verwertbare Spannung 
bekomme?




http://gafu.de/elektronik/schaltungen/kap-fuellsta...
http://www.gafu.de/elektronik/schaltungen/kap-fuel...

Grüsse Zitronenbrot

Autor: HildeK (Gast)
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Wie oft willst du mit dem AVR messen?
Wenn z.B. einmal pro Sekunde, dann rechne den Tiefpass auf einigen Hz 
fg.
Wie hoch ist der Eingangswiderstand deiner Messschaltung? Nimm den R 
sehr viel kleiner als den Eingangswiderstand.
Dann über fg = 1/(2*PI*R*C) den C bestimmen.

Autor: Zitronenbrot (Gast)
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Hallo HildeK

Wenn ich einmal in der Sekunde messe dann reicht dies mehr als genug.
Den Eingangswiderstand kenne ich nicht. Muss ich den im Datanblatt 
ermitteln ober kann man den irgenwie messen?

Gruss Zitronenbrot

Autor: HildeK (Gast)
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Muss im Datenblatt stehen.

Autor: Zitronenbrot (Gast)
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Danke ich werde es versuchen

Autor: Mainzelmännchenbeisser (Gast)
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Hallo,

so, die Anleitung, die Du nachbauen willst ist schon mal ziemlich 
unfachmännisach erklärt und der Gartenfunker schreibt da von einer 
Kapazität zwischen den Drähten, die er erhält, wenn er sie in den 
Kondenswasserbehälter hängen läßt. Ich glaube eher, daß er da einen 
veränderlichen Widerstand erhält je nach Wasserhöhe. Den Kondensator hat 
er wegen den langen Drähten zum Behälter gegenüber dem feuchten 
Kellerboden! Die SChaltung macht nichts anderes als ein veränderbares 
Tastverhältnis zu erzeugen. Das linke IC funktioniert als Taktgenerator 
mit einigen kHz, der das Linke als Monoflop geschaltete IC triggert. Mit 
dem besagten RC-Glied soll das Rechtecksignal mit veränderlichem 
Tastverhältnis in eine Gleichspannung umgewandelt werden. Um mal Werte 
vorzuschlagen: R = 10 KOhm und C = 10 µF.
Du kannst aber auch direkt das Tastverhältnis messen. Oder wozu brauchst 
Du die Sache mit den beiden NE555??? Du willst einen Füllstand messen, 
indem sich ein Widerstand verändert. Baue eine SChaltung mit einem OPV 
als nichtinvertierendem Verstärker, passe die Verstärkung an die 
Gegebenheiten an  und werte diese mit DEinem AVR aus.
Das Kühlbox-Projekt ist aber etwas "feines"...

Autor: Zitronenbrot (Gast)
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Hallo Mainzelmännchenbeisser

Wenn dies stimmt was du sagst dann bin ich enttäuscht.


Ich ging davon aus dass dies eine kapazitive Messung ist und keine 
Widerstandsmessung. Komischerweise sagt er dass er auch die Kabelenden 
isoliert hat und somit sollte doch die Widerstadndsmessung entfallen.

Da ich den Wasserstand von Regenwasser messe könnte die 
Widerstandmessung aber ungenau werden. Da ja nach dem wie lange es 
regnet ist der PH-Wert  wegen des sauren Regen anders und somit würde 
der Wasserstand nicht stimmen.

Autor: Matt (Gast)
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Natürlich funktioniert die Geschichte mit der Kapazitätsänderung durch 
variablen Wasserstand grundsätzlich so wie beschrieben. Die 
Gartenfunker-Schaltung habe ich als NE555-Nichtkenner nicht angesehen, 
hier wird der Effekt aber beispielsweise genutzt: 
http://www.jogis-roehrenbude.de/Leserbriefe/Herman... 
. uC.net braucht einen Nuhr-Filter...

Autor: HildeK (Gast)
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Ich habe mir die Schaltskizze nochmals angeschaut und mit den 
Applikationen im Datenblatt verglichen. Vermutlich ist die Skizze 
fehlerhaft, denn der zweite 555 müsste den C-Fühler von den Pins 6+7 
nach Masse haben und der 1Meg-R wird von 6+7 nach VCC angeschlossen. So 
sind zumindest die Applikationen im Datenblatt für den 'Monostable 
Operation'-Mode.

Insgesamt müsste das so gehen, auch wenn im Datenblatt (von Fairchild) 
die Kurven immer nur Cs größer 1nF enthalten sind.
Vermutlich wird je nach Aufbau des Sensors dessen Kapazität nur sehr 
grob abschätzbar sein. Den Widerstand von 6+7 nach VCC musst du halt 
entsprechend einiger Versuche geeignet anpassen. Ich würde versuchen, 
den Sensor mit möglichst großer Grundkapazität zu bauen (wegen 555er). 
Probier z.B. mal einen verdrillten, dickeren Kupferlackdraht (Draht 
möglichst dick -> große Oberfläche, Isolation möglichst dünn -> kleiner 
Abstand). Gleichzeitig sollten die Zuleitungen zum Sensor so 
kapazitätsarm wie möglich gehalten werden.
Die Filterwerte von "Mainzelmännchenbeisser" geben ca. 1,5Hz 
Grenzfrequenz, sind also durchaus passend. Du kannst aber den R auch 
noch auf 1k reduzieren und dafür das C erhöhen - auch 1k/47µ wären noch 
brauchbar mit fg bei 3.5Hz.
Die Widerstandsmessung in Wasser halte ich auch für problematisch: neben 
deiner Anmerkung bez. pH-Wert ist auch mit erhöhter Korrosion zu 
rechnen. Das wird nichts.
Wie gut und genau das mit dem kapazitiven Sensor wird, mag ich nicht 
abschätzen ...

@Mainzelmännchenbeisser
Es ist schon ein kapazitiver Sensor - sonst würde die (wenn auch 
falsche) Beschaltung des 555 erst recht keinen Sinn machen.
Recht hast du natürlich bei der Aussage, man könnte das Tastverhältnis 
auch gleich mit dem AVR auswerten: Pulsdauer des Monoflops messen und in 
Füllhöhe umrechnen.

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