Hallo Zusammen, ich stehe gerade vor einem Problem brauche dabei Hilfe. Ich habe einen kapazitiven Sensor, der auf auf Druck reagiert. im unbetätigtem Zustand hat dieser Sensor eine Kapazität von 52pF bei 10kHz. Nun möchte ich gerne die aktuelle Kapazität auf einen Gleichspannungsbereich abbilden, am Besten zwischen 0 (52pF) und 10 Volt (noch nicht bekannter Endbereich). Ich möchte dieses Signal dann in eine SPS einlesen. Hat jemand eine Idee, dies mit möglichst einfachen Mitteln hinzubekommen? Es kann sich dabei auch um ein Testaufbau handeln. Gruß
µC-frei: mit C Generator aufbauen, Mono-Flop ansteuern ---> PWM, glätten. mit µC: Es gibt ADCs, die C in digitalen Wert umsetzen, mit µC auslesen, DAC ansteuern. mfg Achim
Moin, such mal Giess-o-mat, du könntest so die Kapazität in eine Frequenz wandeln, und dann einen Frequency voltage converter dahinter bauen, wäre das einfachste. Sonst fällt mir noch ein Controller programmieren (Sensor wie oben) und dann Ausgabe mit DAC und OpAmp auf die 0-10V verstärken, scheint aber etwas overkill. https://www.mikrocontroller.net/articles/Giess-o-mat hier zum Sensor selber https://www.ramser-elektro.at/der-gies-o-shield-fuer-den-arduino/#Sensoren kann man auch mit nem 555 aufbauen, hab ich selber so gemacht. Du musst halt selber wissen welche Auflösung/Genauigkleit du benötigst, ich habe einen freqency/Votlage converter gefunden der nur mit etwas kleinkram auskommt, gibt aber auch spezialisierte IC's. http://mathscinotes.com/2014/03/a-simple-frequency-to-voltage-converter/
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J. Zimmermann schrieb: > µC-frei: mit C Generator aufbauen, Mono-Flop ansteuern ---> PWM, > glätten. geht auch, aber nur wenn man zwei Kondensatoren benutzt, so wie im Multivibrator mit zwei Transistoren, sonst ändert sich nur die Frequenz und nicht der Duty cycle, aber selbst hier hätte ich Bedenken ob der volle 0-10V Bereich abgedeckt wird. rail to rail ist bei analog immer schwierig, eventuell musst du (auch bei anderen analogen Lösungen) mit einigen 100mV über 0V oder mehr leben, oder ne negative Hilfsspannugn nehmen, 12-15V Versorgung würden das Problem nach oben hin vermeiden. Alternativ den begrenzten Umfang von z.b. einem freq./Voltage converter mit nem rail toi rail opamp umsaklieren. J. Zimmermann schrieb: > die C in digitalen Wert umsetzen ist nicht einfach mit nem ADC getan, entweder Ladedauer über Widerstand messen (braucht nur Komparator)/ Spannung nach gewisser Zeit (braucht nen ADC) oder Frequenz erzeugen und messen (braucht nur nen Digital input und nen timer) brauchst du sicher 0-10V, reichen auch 0.5V minimal, welche Genauigkeit, und die zweite Kapazität wären gut zu wissen. hast du ein Oszi/ kannst du erstmal in LTSpice oder so simulieren?
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wikipedia Bilder gehen anscheinend nicht oder ich hab den falschen link genommen https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/6a/Transistor_Multivibrator.svg
StueckRind schrieb: > Nun möchte ich gerne die aktuelle Kapazität auf einen > Gleichspannungsbereich abbilden, am Besten zwischen 0 (52pF) und 10 Volt > (noch nicht bekannter Endbereich). > > Ich möchte dieses Signal dann in eine SPS einlesen. > > Hat jemand eine Idee, dies mit möglichst einfachen Mitteln > hinzubekommen? Normalerweise wandelt man eine Sensor-Kapazität in eine Frequenz. Aber wenn man unbedingt will, kann man nach dem Tachometerprintzip auch aus der Frequenz eine Spannung machen, F/U Konverter, in dem ein MonoFlop und Mittelwertbildner (Tiefpass) nachgeschaltet wird. Hier sind Beispielschaltungen https://www.mikrocontroller.net/attachment/121789/Luftfeuchtesensor_VALVO.pdf
the_yrr schrieb: > wikipedia Bilder gehen anscheinend nicht oder ich hab den falschen link > genommen > https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/6a/Transistor_Multivibrator.svg Versuchs mal mit diesem Link: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/6/6a/Transistor_Multivibrator.svg/220px-Transistor_Multivibrator.svg.png
µC die kapazitiv Touch können, können das direkt. Bei PICs kann man zum Beispiel einen nehmen, der eine CTMU hat. Damit kann man direkt den Sensor auswerten, ohne großartige Beschaltung. Auch bei STM32 gibts das.
Name: schrieb: > µC die kapazitiv Touch können, können das direkt. Und wie erzeugen die DIREKT eine Spannung von 10V ?
the_yrr schrieb: > geht auch, aber nur wenn man zwei Kondensatoren benutzt Schon mal Generatoren mit einem C gesehen? Meist ist da noch ein L in der Nähe > ist nicht einfach mit nem ADC getan ... https://www.analog.com/en/parametricsearch/10889 mfg Achim
J. Zimmermann schrieb: > Schon mal Generatoren mit einem C gesehen? Meist ist da noch ein L in > der Nähe nicht nur mit Transitoren (wobei das auch gehen würde, wär aber etwas komplexer), aber nen Schmitt Trigger Inverter oder 555er benötigt nur einen C J. Zimmermann schrieb: >> ist nicht einfach mit nem ADC getan ... > https://www.analog.com/en/parametricsearch/10889 gut zu Wissen, hab sowas bisher noch nicht benötigt. nen paar mehr Infos zum Projekt wären gut, soll es analog/digital werden, und was kannst du selber machen/messen, und soll das ganze mehr ein an/aus Schätzeisen werden oder auf ein 0.1pF genau?
the_yrr schrieb: > geht auch, aber nur wenn man zwei Kondensatoren benutzt, so wie im > Multivibrator mit zwei Transistoren, sonst ändert sich nur die Frequenz the_yrr: > nicht nur mit Transitoren (wobei das auch gehen würde, wär aber etwas > komplexer), aber nen Schmitt Trigger Inverter oder 555er benötigt nur > einen C was interessiert mich mein Geschwätz von gestern??? @StueckRind: Du müsstest aber wirklich mal mehr info's zu Deinem Projekt rauslassen, Sensortyp?, Realisation mit µC oder ohne? ... mfg Achim
So etwas: https://www.analog-micro.com/de/produkte/ics/cu-wandler/ Die 4V muß man dann halt noch mittels OPV auf 10V bringen.
Michael B. schrieb: > Name: schrieb: >> µC die kapazitiv Touch können, können das direkt. > > Und wie erzeugen die DIREKT eine Spannung von 10V ? Wo soll da das Problem liegen? Variante 1 : Man erzeugt mittels DAC eine Analogspannung 0-3,3V. Ein OPV macht den Reset. Mit dem hier zum Beispiel: OPA191: http://www.ti.com/product/OPA191 Variante 2: Man teilt der SPS das auf digitalem Wege mit. Um konkrete Vorschläge machen zu können, müsste man die SPS kennen, und welche Schnittstellen verfügbar sind. Jedenfalls hat die µC-Lösung ein paar Vorteile. Man kann eine ordentliche Kalibrierung machen ohne Potis, die Lösung leicht auf andere Dinge adaptieren, Mittelwerte aus vielen Messungen nehmen etcpp. Und jetzt komm mir nicht mit der aufwändigen Stromversorgung. Das besorgt ein TPS709. Mit 10mA kommen wir locker aus, und dafür tuts das SOT-23 Package. Obs die Lösung mit dem µC die Beste ist, oder die analogen Lösungen es nicht auch tun, hängt von geforderter Präzision ab. Ich behaupte somit nicht, dass alle anderen Vorschläge Blödsinn sind. Es geht darum, Alternativen aufzuzeigen.
google mal : capacitive pressure sensor to voltage operational amplifier https://www.electronicdesign.com/analog/use-analog-techniques-measure-capacitance-capacitive-sensors
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Bearbeitet durch User
Name: schrieb: > Wo soll da das Problem liegen? > Man erzeugt mittels DAC eine Analogspannung 0-3,3V. Ein OPV > macht den Reset. > Und jetzt komm mir nicht mit der aufwändigen Stromversorgung. Das > besorgt ein TPS709. Wenn man sowieso schon einen OpAmp einsetzen will, dann kann man die ganze Schaltung ganz ohne uC aufbauen, nur mit dem OpAmp. > Jedenfalls hat die µC-Lösung ein paar Vorteile. Sorry, die fast zwanghafte Anwendung eines uC bloss weil es ein uC Forum ist zeigt wie engstirnig die Leute denken, bloss weil ihnen Kenntnisse in der Analogtechnik fehlen. Kalibriert wird in der Auswertung.
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Bearbeitet durch User
Mit einem NE555 eine astabile Kippstufe aufbauen und den Sensor als "Zeitgebenden" Kondensator verwenden. Das PWM am Ausgang ist proportional zu der Kapazität. Auswerten über einen uC oder einen Tiefpass nachschalten und die Spannung messen.
LTspice für 555er Werte noch anpassen oder cav444 ?? https://www.analog-micro.com/_pages/ics/cav444/cav444_data_sheet.pdf
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