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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Kapazität von Kondensator messen?


Autor: Marcus Maul (Gast)
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Hallo Leute,

das man die Kapazität eines Kondensators leicht über das Verhältniss
dU/dt ermitteln kann ist mir klar, solange man etwa bei 0,5Vcc Schluß
macht. Darüber wirds dann stark logarithmisch. t ~= R*C

Die Zeit wird mit einem Timer gemessen, da der Fehler bei etwa 10
Zyklen zwischen der Auftreten des Interrupts und dem Auslesen des
Timers bei 12 MHz nicht wirklich eine Rolle spielt. Die Toleranz des
Kondensatoir ist VIEL größer.

Den Abschaltpunkt, würde ich gerne mit dem Komparator (der erzeugt ja
schon den notwendigen Interrupt) bestimmen.

So, nun zum Problem:
Wie erkenne ich OHNE zusätzlichen Taster, das sich ein Kondensator im
Sockel befindet?
Wäre es möglich, das Der Analog comperator, den durchs Aufladen
entstehenden Spannungseinbruch, sowie den Punkt 0,5 VCC geweils durch
einen Interrupt anzeigt?

Hat jemand das schon mal so gemacht?

Das i-Tüpfelchen wäre natürlich noch, das der Comperator (oder ein
aderer heruntergezogener Pin) sogar den Core aus dem Tiefschlaf weckt,
denn das Teil soll ja schließlich "mobil" sein.

Gruß Marcus

PS: Gedacht ist ein Tiny26 mit 12 MHz

Autor: Peter Dannegger (peda)
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"Darüber wirds dann stark logarithmisch"

Nein !

Nur der Spannungsverlauf am C ist exponentiell.

Das Verhältnis t = f(C) bis zum Erreichen einer bestimmten Spannung ist
immer streng linear.

Ob ein C dran hängt, merkst Du doch an der gemessenen Aufladezeit.


Peter

Autor: Gerhard Gunzelmann (Gast)
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Hallo Markus

ich weiß nicht, ob das wirklich so eine gute Idee ist, den Kondensator
über das Laden zu Messen. Es gilt die Formel U = I*t/C, I = Strom, t =
Zeit und C die Kapazität. Wenn Du jetzt z.B. R zu 100K machst dann
ergibt sich ein Ladestrom von 10uA bei 5 Volt. t = U*C/I, C sei 1nF,
dann beträgt die Messzeit zum Laden von 0 auf 0.5Volt gerade mal 50us.
Da brauchst Du auf jeden Fall schon mal nen schnellen Prozessortakt.
Wenn Du 40MHz nimmst (weiß aber nicht ob der Timer das packt), hast du
ne Auflösung von 100ns, kannst aber mit der Einstellung nur bis 131 nF
messen, dann brauchst Du einen anderen Messbereich (oder hab ich mich
verrechnet?). Also zusätzliche Schaltelemente (Taster(Schalter) wirst
Du wohl brauchen, oder Du machst ne automatische Bereichsumschaltung
und zeigst diese per LED an. Ob ein Kondensator dranhängt oder nicht
kannst Du feststellen wenn Du periodisch Ein- Ausschaltest an (A),
wenns ne Verögerung gibt ist ein Kondesator dran, sonst nicht.





        |------------------|
        |                  |(A)
        |                  -------
        |                  |    .-.
        |                  |    | | R = 100k
        |                  |    | |
        |                  |    '-'
        |                  |     |
        |       uC         -------
        |                  |     |
        |                  |    ---
        |                  |    --- Cx
        |                  |     |
        |                  |     |
        |                  |    ===
        |                  |    GND
        |                  |
        |                  |
        |-------------------
created by Andy´s ASCII-Circuit v1.24.140803 Beta www.tech-chat.de

Autor: Fritz Ganter (Gast)
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Ich würde mit Konstantstrom den Kondensator aufladen, und der MC soll
bei einem überlauf oder zu kurzer Ladezeit den Ladestrom umstellen. Der
Vorteil des Konstantstromes ist, dass die Spannung am Kondensator schön
linear ansteigt.

Autor: Peter Dannegger (peda)
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"Der Vorteil des Konstantstromes ist, dass die Spannung am Kondensator
schön linear ansteigt."

Wozu ?
Hier soll doch die Kapazität gemessen werden und kein
Sägezahn-Generator aufgebaut werden.

Der Nachteil des Konstantstromes ist aber, daß dessen Konstanz die
Messung mit beeinflußt.

Nimmt man dagegen Widerstände zur Ladung und auch als Spannungsteiler,
kürzt sich die Versorgungsspannung komplett raus.


Peter

Autor: Fritz Ganter (Gast)
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Weil man dann die Spannung höher ansteigen lassen kann, und nicht in
einen flachen Verlauf kommt.
Andererseits braucht man für die Konstantstromquelle eh eine höhere
Spannung, dann kann man gleich mit Konstantspannung und Widerstand
arbeiten.

Autor: Marcus Maul (Gast)
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Hallo Leute,

erstmal Danke für die ganzen Antworten.

Ich habe mir auch schon die Konstantstromaufladung überlegt. Aber dabei
bin ich ebenfalls auf das Problem der kurzen Aufladung und der
Ladungsumschaltung gekommen. Okay, das läßt sich mit TRansistoren und
verschiedenen Widerständen realisieren.

Hat jemand von Euch eigetnlich schonmal erfahrung mit einem
Sägezahngenerator als Capazizätsmesser gemacht?

Gruß

Marcus

Autor: Gerhard Gunzelmann (Gast)
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Hallo Marcus

bisschen anders: einen Funktionsgenerator mit dem 2206 als
Rechteckgenerator und dann die Frequenz messen. Der 2206 (weiß die
Buchstaben nicht mehr vor dem 2206) ist linear.


Gruß
Gerhard

Autor: Marcus Maul (Gast)
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Hallo Gerhard,

ich habe mir einmal den XR2206 angeschaut.

In einem alten Elektrobuch ist mir dann eine NE555 Schaltung in die
Hände gefallen.
Also Monostabile Kippstufe würden sich folgende Frequenzen ergeben:
Frequent     Widerstand      Kapazität
100 kHz      10MOhm            1pF
 10 kHz      10MOhm           10pF
  1 kHz      10MOhm          100pF
---------------Bereichumschaltung------
100 kHz      10kOhm            1nF
 10 kHz      10kOhm           10nF
  1 kHz      10kOhm          100nF
---------------Bereichumschaltung------
100 kHz      10Ohm             1µF
 10 kHz      10Ohm            10µF
  1 kHz      10Ohm           100µF
---------------Bereichumschaltung------
  1 kHz      1Ohm              1mF
100 Hz       1Ohm             10mF
 10 Hz       1Ohm            100mF
  1 Hz       1Ohm               1F

Tabelle Ohne Gewähr, sollte ich mich verrechnet haben, bitte teilt mir
das mit. Fehler passieren leider immer mal wieder :-(.
DAs sollte sich doch abtasten lassen

DAnke

Marcus

Autor: Chris (Gast)
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Hallo,

Mittels einer Reihenschaltung aus R und C läßt sich leicht die
Kapazität berechnen, denn der Widerstand R ist in der Regel bekannt und
die Frequenz, die man als Sinussignal an die Reihenschaltung legt, kann
man am Generator ablesen oder mit dem Frequenzzähler messen. Bei der
Grenzfrequenz ist die Impedanz des C gleich dem Wert des Widerstandes
R. Man braucht nur die Wechselspannung über dem Kondensator messen. Sie
muß die Hälfte der Spannung betragen, die man über der geamten
Reihenschaltung messen kann.

dann gilt:  C = 1 / (2  PI  f * R)

Möchte man mittels Auf- und Entladen das C bestimmen, gilt:
Der Punkt bei 63% auf der Lade-Kurve wird die ZEITKONSTANTE "tau"
genannt und ist gleich dem RC-Produkt. (auf die Zehnerpotenzen dabei
achten)

f = 1 / (2  PI  tau)

Für tau das R * C einsetzen ergibt die gleiche Formel wie oben.
Auf dem Oszilloskop ist das schön anschaulich. Man kann dann außerdem
die Methode mit der Phasenverschiebung von 45 Grad anwenden. Die Formel
ist die gleiche.

Gruß

Autor: bla (Gast)
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nooooobs

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