Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Entladevorgang eines Kondensators messen


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von Kurt (Gast)


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Hallo,
ich hoffe ihr könnt mir weiterhelfen.
Im Anhang habe ich mal eine Schaltung platziert die einen Kondensator 
über einen uC Pin P1.0 auflädt.

Nun ist es so das der uC mach der Aufladung des Kondensators für eine 
bestimmte Zeit ausgeht. Und dann wieder mit Spannung versorgt wird.
Ich möchte die Zeit bestimmen, wie lange die "Aus" Phase dauert.

Während der "Aus"-Phase darf ja kein uC Pin den Kondensator berühren 
damit dieser sich nicht über den uC Pin entlädt.

Meine Frage ist: Wie kann ich die Entladekurve des Kondensators vom uC 
Pin entkoppeln?

Mein Ansatz ist: MOSFETS oder Operationsverstärker. Es muss nur 
sichergestellt sein das das eingesetzte "Schalt"-Element nicht in der 
"Aus"-Phase niederohmig wird.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Die Diode erledigt das doch bereits.

von Kurt (Gast)


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Ich muss mit den uC die Spannung Umess messen und wenn ich diese mit den 
uC verbinde, entlädt sich der Kondensator, wenn der uC aus geht. Also 
Vcc = 0 wird.

von was (Gast)


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Kurt schrieb:
> wenn ich diese mit den
> uC verbinde, entlädt sich der Kondensator, wenn der uC aus geht. Also
> Vcc = 0 wird.

Tatsächlich?

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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An dieser Stelle würde einen Analogschaoter (CD4052 oder ähnlich) 
verwenden, der braucht allerdings eine dauerhafte Versorgungsspannung.

von Kurt (Gast)


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Im Datenblatt eines uC steht das die Spannung an einem Pin nicht grösser 
als Vcc + 0,3 V sein darf. Wenn ich Vmess mit dem uC Pin verbinde habe 
ich schon hier eine zu hohe Spannung am Pin.

von MaWin (Gast)


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Kurt schrieb:
> Wie kann ich die Entladekurve des Kondensators vom uC Pin entkoppeln?

Von P1.0 ist er über die Diode entkoppelt.

Allerdings liefern übliche 8051 Ausgänge keinen Strom von plus,  sondern 
schalten nur nach Masse.

Wenn dein Entladeproblem aber über Vmess stattfindet über die eingebaute 
Schutzdiode des uC Analogeingang: einfach nicht messen.

Wenn das Messen und die ganze Schaltung aber irgendeinen Sinn haben 
soll: verrate doch mal den Sinn.

von Kurt (Gast)


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Eine dauerhafte Versorgungsspannung ist eben nicht vorhanden.

von Kurt (Gast)


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De4n Sinn dahinter habe ich doch beschrieben.

1. uC geht an lädt den Kondensator über P1.0
2. Die Versorgungsspannung des uC ist 0V. Kondensator entlädt sich.
3. Die Versorgungsspannung des uC ist wieder da. VCC ~ 3V
-> uC will den Spannungswert Vmess vom Kondensator wissen.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Kurt schrieb:
> Eine dauerhafte Versorgungsspannung ist eben nicht vorhanden.

Dann musst du halt eine Transistorschaltung basteln. es wird wohl auf 
zwei Transistoren hinaus laufen.

von hinz (Gast)


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Häng ein kleines (Reed-)Relais dazwischen.

von HildeK (Gast)


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Kurt schrieb:
> 3. Die Versorgungsspannung des uC ist wieder da. VCC ~ 3V
> -> uC will den Spannungswert Vmess vom Kondensator wissen.

Hast du genau an der Stelle nicht das Problem, dass die Spannung wieder 
relativ zügig ansteigt, bis du mit deiner Messung fertig bist?

Entlade doch den Kondensator nicht über den Spannungsteiler, sondern 
einfach mit einem 100k über die Eingangsschutzdiode des µC.
Klar, es gibt einen Fehler wegen der Diode; kann man evtl. raus rechnen.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Man könnte auch den Spannungsteiler anders auslegen, dass er maximal 
0,3V liefert. Dann kann man sich den ganzen Firlefanz zur Trennung 
sparen. Nachteil ist natürlich, dass sich dadurch die Auflösung des ADC 
reduziert. Aber vielleicht wäre das ja akzeptabel.

: Bearbeitet durch User
von MaWin (Gast)


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Kurt schrieb:
> De4n Sinn dahinter habe ich doch beschrieben

Du hast nicht den Sinn beschrieben.

Sinn wäre so was wie: der uC will wissen wie lange seine 
Versorgungsspannung ausgefallen ist.

Dann spielen solche Fragen eine Rolle: welche Zeiträume, wie genau, wie 
kurz ist er davor garantiert an, und auch bei welchen Temperaturen, denn 
die spielt eine erhebliche Rolle gegenüber Leckströmen.

Dann kann man überlegen, ob der doch erhebliche Rückwärtsstrom einer 
Schottky-Diode tolerabel ist, ob die Selbstentladung des Kondensators 
nicht die Genauigkeit versaut, ob der uC überhaupt so lange versorgt ist 
um einen Goldcap zu laden, ob nicht eine höhere Spannung besser wäre 
wenn sie sowieso von der uC Versorgung entkoppelt ist, oder eine so 
geringe dass Dioden-Flusspannungen irrelevant sind, oder ob man den 
Kondensator lieber eine RTC versorgen lassen würde.

So aber ist deine Frage einfach nur blöd und eventuelle Lösungen ggf. 
unzureichend weil z.B. auch ein gesperrter Transistor noch Strom 
durchlässt.

Ein LM358 erlaubt z.B. eine höhere Eingangsspannung auch wenn seine 
Versorgung fehlt und könnte als buffer vor den Analogeingang gesdchaltet 
werden. Gibt halt ein pasr Millivolt fehler und bernötigt einen pull 
down damit er 0 erreicht.

von ohne Account (Gast)


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Kurt schrieb:
> De4n Sinn dahinter habe ich doch beschrieben.
Der Sinn bleibt völlig schleierhaft.
Du hast eine Entkopplung über die Diode und wenn die Spannung am 
Kondensator wegen Entladung zu stark abnimmt, erfolgt eine erneute 
Aufladung.
Warum und wozu Du die Zeitdauer der Nicht-Aufladung wissen willst, 
erklärst Du nicht.
Die Entladekurve eines Kondensators kannst Du nun wirklich überall 
finden ):

von Kurt (Gast)


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Vor der nächsten Aufladung des Kondensators wird gemessen und danach 
wird der Kondensator wieder aufgeladen. Bitte hört auf wegen den Sinn 
hier rum zuheulen, wenn ihr keine Möglichkeit kennt bitte spart eure 
Kommentare

von hinz (Gast)


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Frag bei BND und ähnlichen, die sind für Geheimzeug zuständig.

von Kurt (Gast)


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Leute, der Sinn ist zu überprüfen wielange die "Aus"-Phase dauerte. Die 
maximale "Aus"-Phase sind hier 200ms.

von hinz (Gast)


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Dann hast du ja einen optimal passenden Vorschlag bekommen:

Beitrag "Re: Entladevorgang eines Kondensators messen"

von HildeK (Gast)


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Vielleicht geht das hier.
Ausprobiert habe ich natürlich nichts ...

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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HildeK schrieb:
> Vielleicht geht das hier.

Dazu müsste der rosa Widerstand sehr hochohmig sein, was wiederum nicht 
zum ADC passt, da dieser eine relativ niederohmige Quelle braucht.

von HildeK (Gast)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Dazu müsste der rosa Widerstand sehr hochohmig sein,

Nein, imho nicht.
Den R4 würde ich entfernen und dann kann der 'rosa' Widerstand auch 10k 
betragen. Sobald die Spannung wieder kommt, wird eh über R3 noch 
niederohmiger wieder aufgeladen.
Aber der TO kann es ja mal simulieren, ob ihn das weiterbringt ...

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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HildeK schrieb:
> Den R4 würde ich entfernen und dann kann der 'rosa' Widerstand auch 10k
> betragen.

Wer entlädt dann den Kondensator?

> Sobald die Spannung wieder kommt, wird eh über R3 noch
> niederohmiger wieder aufgeladen.

Der I/O Pin wird erst nach Abschluss der Messung auf HIGH geschaltet.

von HildeK (Gast)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Wer entlädt dann den Kondensator?

R6. Solange die Spannung weg ist, fließt auch kein Strom über den bunten 
Widerstand.

> Der I/O Pin wird erst nach Abschluss der Messung auf HIGH geschaltet.
Ok, das habe ich nicht bedacht.
Hochohmig und einen C an VMess?

von Kurt (Gast)


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Ich hatte mehr an so etwas gedacht. Nur soll das Signal über den 
n-MOSFET nicht digital sein, sondern die Kondensator Entladekurve 
wiederspiegeln.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
>>> Den R4 würde ich entfernen und dann kann der 'rosa' Widerstand auch 10k
>>> betragen.
>> Wer entlädt dann den Kondensator?
>R6

Ich kann dir nicht folgen. Egal ob ich R4 überbrücke oder weg lasse, 
sehe ich keinen Pfad, über den der Kondensator entladen wird. Siehe 
angehängte Bilder.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Kurt schrieb:
> Ich hatte mehr an so etwas gedacht. Nur soll das Signal über den
> n-MOSFET nicht digital sein, sondern die Kondensator Entladekurve
> wiederspiegeln.

Das kann so nicht funktionieren. Mit nur einem Transistor wird das nicht 
klappen, weil du je nach Schaltungsvariante entweder das Gate nicht 
passend angesteuert bekommst oder die Body Diode des Transistors 
unerwünscht leiten wird.

: Bearbeitet durch User
von Kurt (Gast)


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Vielleicht mit einem Operationsverstärker. Hier ist die Frage, ob die 
Eingangswiderstände hochohmig bleiben, wenn VCC = 0V ist.

von Kurt (Gast)


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Das ganze galt als Ansatz. Es können auch mehre MOSFETs eingesetzt 
werden. Ziel ist die Entladekurve des Kondensators wiederzuspiegeln.

von HildeK (Gast)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Egal ob ich R4 überbrücke oder weg lasse,

Ich meinte schon R4=0.
Und den 'rosa' Widerstand an die µC-Versorgung, nicht an die geschaltete 
Spannung. Deshalb müsste er doch hochohmig sein, was mit einem 10n an 
VMess vermutlich ausreichend kompensiert werden kann.
Ich sagte ja, ich hab es nicht ausprobiert, auch nicht simuliert. War 
halt eine Idee, ggf. eine Schnapsidee.

Dann ist das noch die beste Idee. Reedrelais an µC-VCC, der Kontakt 
trennt die VMess-Leitung:
hinz schrieb:
> Häng ein kleines (Reed-)Relais dazwischen.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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HildeK schrieb:
> Ich meinte schon R4=0.

Das kann gehen. Aber macht der Spannungsabfall an der Diode und der 
Stromfluss durch den rosa Widerstand die Messung vielleicht ungenauer, 
als gewollt.

von Pandur S. (jetztnicht)


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Vielleicht bin ich zu doof um zu begreifen was das Ganze soll.

- Es darf nur der Mess Spannungsteiler belasten.. ?
- Resp was soll das, mit welchen spezifikationen ?
- Soll die selbst-Entladung gemessen werden, von welcher Sorte Cap ?
- Soll eine Zeit gemessen werden, der Kondenser ist quasi egal ?
- Wieviel Zeit soll gemessen werden ?
- Sekunden, Minuten. Stunden ?

von Sebastian D. (sebastian_d)


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Kurt schrieb:
> Leute, der Sinn ist zu überprüfen wielange die "Aus"-Phase dauerte. Die
> maximale "Aus"-Phase sind hier 200ms.

Dan verpass deinem uC einen Stützkondensator, damit er die 200ms + 
Sicherheit weiterläuft.
Dann kann der uC das ganz locker in Software   erledigen.
Das wird in Summe weit genauer und zuverlässiger. Zudem auch noch 
einfacher. Im simpelsten Fall ein dicker Kondensator und ne Diode.

Lies dir mal den Abschnitt hier durch:
https://www.mikrocontroller.net/articles/Speicher#EEPROM-Schreibzugriffe_minimieren

Da ist die Schaltung schon gut beschrieben. Nur statt Daten ins EEPROM 
zu schreiben, startest du halt den Timer.

Hoffe, das hilt weiter...
Grüße, S

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Sebastian D. schrieb:
> Dan verpass deinem uC einen Stützkondensator, damit er die 200ms +
> Sicherheit weiterläuft.

Das ist doch zu primitiv. Heute muss alles von hinten herum durch die 
Brust sein, damit der Bastler glaubt, er könne etwas besser als die 
Industrie.

von Pandur S. (jetztnicht)


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Der Bastler kann's logischerweise besser wie die Industrie, weil der 
Bastler keine Kosten betrachten muss. Ein Einzelteil darf locker zehnmal 
die Industriekosten fuer das Gesammte ausmachen, bei vernachlaessigbarem 
Nutzen.

von Wolle G. (wolleg)


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Die Überschrift lautete:
"Entladevorgang eines Kondensators messen"
hochohmig messen kann man in der Regel mit einem Oszi.
y-Achse = Spannung
x-Achse = Zeit
oder habe ich etwas falsch verstanden?

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Wolle G. schrieb:
> oder habe ich etwas falsch verstanden?

Du hast die gewünschte Mess-Methode in seiner Schaltung vollkommen 
ignoriert.

von Pandur S. (jetztnicht)


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Einen Entladevorgang eines Kondensators kann zB die Selbstentladung 
sein. Dazu muss man aber möglichst stromlos messen. Dann kann man zB 
messen, dass gewisse Polystyrolkondensatoren die Ladung während Monaten 
halten können.

von ohne Account (Gast)


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Kurt schrieb:
> Bitte hört auf wegen den Sinn
> hier rum zuheulen, wenn ihr keine Möglichkeit kennt bitte spart eure
> Kommentare
LOL, Neugier nicht erlaubt - dann löse Dein Problem doch selbst, wenn 
das schon eine Auftragsarbeit, etc. ist :-)

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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ohne Account schrieb:
> Neugier nicht erlaubt - dann löse Dein Problem doch selbst

Richtig. Eine Hand wäscht die andere.

von Wolfgang (Gast)


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MaWin schrieb:
> Dann kann man überlegen, ob der doch erhebliche Rückwärtsstrom einer
> Schottky-Diode tolerabel ist ...

Hast du mal ins Datenblatt geguckt?
Bei 25°C und 3V liegt der bei der BAT54 weit unter 100nA. Das darfst du 
jetzt mal in Relation zu den 30000nA durch die 100kΩ vom Spannungsteiler 
setzen. Dafür muss man eigentlich nicht überlegen ...

von MaWin (Gast)


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Wolfgang schrieb:
> Hast du mal ins Datenblatt geguckt?

Bis 1mA bei 150 GradC. Daher die Frage nach der Temperatur.
Aber Kurt hat keine Lust zu antworten, also entfällt weitere 
Beschäftigung mit dem Thema.

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