Hallo! Als Teil Teil eines längerfristigen Projekts (Bewässerung meiner Zimmerpflanzen automatisieren) mache ich mir grade Gedanken zur Kapazitätsmessung (kapazitive Feuchtesensoren, Eigenbau). Aus den diversen Forumsbeiträgen und was sonst noch so zu finden war habe ich mir folgende Schaltung überlegt, um mehrere veränderliche Kondensatoren zu messen: ------------------------------. --------------------. | ----------. | | | | | .-. .-. .-. | | | | | | | | | | | | '-' '-' '-' | | | | | | .-------)---------)----|<---o | | | | o-------)----|<---o | | | | | --o--|<---o | | | | | | | | --- --- --- --- --- --- | | | | | | === === === Oben sind jeweils uC-Pins zum Laden und Entladen der einzelnen Kondensatoren angeschlossen und unten der Komparator-Eingang. Habe ich etwas wichtiges vergessen / übersehen, oder sollten sich so die einzelnen Kapazitäten messen lassen? Danke und Gruß Ladde
Wieso mißt Du die Erdfeuchtigkeit nicht resistiv? Zwei Elektroden in die Erde und fertig. Auswählen tust Du die jeweilige Meßstelle mit einem Analogmultiplexer.
Habe an verschiedenen Stellen gelesen, dass die resistive Messung den Pflanzen schadet / schaden kann (Ionenbildung in der Erde). Außerdem bilden sich anscheinend auch bei vorsichtigem Einsatz Ablagerungen an den Elektroden, die die Messwerte verfälschen. Habe mich deshalb für die kapazitive Messung entschieden, die Sensoren werden wahrscheinlich (nach erster rechnerischer Abschätzung, da noch in der "Entwicklung") eine Kapazität von ca. 50pF - 500pF haben; die Widerstände müssten also entsprechend groß sein, um eine handhabbare Auflösung zu bekommen. Kann mir jemand sagen, wie groß die Eingangsimpedanz des Komperators ist? Konnte dazu keine explizite Info im Datenblatt finden, könnte mir aber vorstellen, dass er im Bereich der Eingangsimpedanz des ADC liegt (55-100 MOhm). Danke und Gruß Ladde
Wenn Du sagst, welchen Controller Du verwendest, könnte man genauere Angaben machen ;-)
Upps, ganz vergessen. Wird wohl ein kleiner Atmel. Die genannte ADC-Impedanz ist vom ATmega8.
Bei Widerständen um und größer 10 MOhm hast du gleichzeitig noch einen hübschen Luftfeuchtemesser, wenn du beim Layout nicht gut aufpasst.
Also laut Datenblatt kann der Komparator sowohl maximal 50nA sourcen als auch sinken, was eine genaue Kapazitätsmessung in dem Bereich sehr exemplarabhängig macht. Vielleicht benutzt Du lieber einen ADC-Eingang und integrierst eine pulsierende Spannung mit dem Meß-C.
Danke für die Antworten! Dass die Bestimmung der Kapazität mit dieser einfachen Schaltung keine hochpräzisen Ergebnisse liefert, ist akzeptabel und war auch von Anfang an klar. Hauptsache ist ja, dass reproduzierbar die Schwelle Erde zu trocken / feucht genug erkannt wird. Habe mal den Widerstand überschlägig bestimmt und müsste mit einigen kOhm hinkommen. @Lothar Miller: In welcher Weise wirkt sich denn die Luftfeuchtigkeit bei höheren Widerständen aus? Kann da gerade keine größeren Probleme sehen. Worauf sollte ich beim Layout in dieser Hinsicht achten? @Travel Rec: Danke, da hatte ich wohl an der falschen Stelle gesucht. Das entspricht dann ja einer (schwankenden?) Eingangsimpedanz im mehrstelligen MOhm-Bereich, der Fehler sollte dann ja zu verkraften sein, wenn meine Widerstände um Größenordnungen kleiner sind. Werde mir wohl trotzdem eine kleine Schaltung aufbauen, um die einzelnen Komibationen aus Sensor, uC und Pflanze zu kalibrieren; dann kann die jeweilige Einstellung intern gespeichert werden und ich spare mir Potis o.ä..
Ja - probieren geht über studieren, der ADC ist aber in jedem Fall flexibler als der AC und Du hast ja Zeit zum Messen. Die Kalibrierung eines 8- oder 10-Bit Wertes ist allemal einfacher als die eines 1-Bit Wertes ;-).
Hast Recht mit dem probieren, wird schon klappen. ;) Habe über den AC zusammen mit nem Timer ja im Prinzip einen 16-bittigen Sensor (wenn es so klappt, wie ich mir das vorstelle): -Portpin high -definierte Zeit warten (> 5 tau) -AC-Interrupt fallende Flanke aktivieren (Vergleichsspannung ~0,0? x Vcc) -Timer starten -Portpin low -Im AC-Interrupt Timer auslesen Gruß Ladde
> In welcher Weise wirkt sich denn die Luftfeuchtigkeit > bei höheren Widerständen aus? 10 MOhm hast du z.B. ohne weiters zwischen zwei "normalen" Anschlüssen mit 5 mm Abstand auf der Platine, wenn diese nicht von Lötmittelrückständen gereinigt wurde. Das Hauptproblem bei solch hohen Impedanzen wäre aber eher die Einkopplung von Störungen (Netzbrumm) auf den Komparator-Eingang. Der schaltet dann quasi zufällig. > Habe mal den Widerstand überschlägig bestimmt und müsste mit einigen > kOhm hinkommen. Das hört sich doch schon viel besser an.
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