Hallo, stehe zur Zeit vor folgendem Problem und zwar möchte ich einen Feuchtesensor (kapazitiv) auswerten. Hab mir gedacht dass ich das mit einem LC-Meter wie es folgender Link zeigt http://www.spettel.de/ralf/index_reload.html?http://www.spettel.de/ralf/projekte/lc-meter/ bewerkstelligen könnte. Also über einen Oszillator mit nachgeschaltetem Mikrocontroller der dann über 2-fache Frequenzmessung die kapazität und somit die Feuchtigkeit bestimmt. Gibts Ideen und Anregungen oder Stimmen die die Machbarkeit anzweifeln? MFG, Schorsch
also die kapazitiven Feuchtemesser die ich bisher ausgewertet habe habe ich über Frequenzmessung ausgewertet. Der Gedanke dieser Sensoren ist doch das man eine Schwingfrequenz hat, und die Feuchtigkeit ändert die Dielektrizitätskonstante, worauf sich die Frequenz verschiebt. Hab ich vor ein paar Jahren mal mit nem 8535 er Atmel gebaut. Komparatoreingang benutzen und in vorgegebener Zeit die Interrupts zählen, fertig.
Das Problem wird eher die Kennlinie der Teile. Ich weiß nicht welchen Sensor du hast, bei Conrad git's (gab's jedenfalls mal) fürs C-Control eine Kennlinie für einen kapazitiven Feuchtesensor zum Download.
Das ist die Tabelle, die bei der Conrad Wetterstation dabei war.
Schorsch wrote: > bewerkstelligen könnte. Also über einen Oszillator mit nachgeschaltetem > Mikrocontroller der dann über 2-fache Frequenzmessung die kapazität und > somit die Feuchtigkeit bestimmt. > > Gibts Ideen und Anregungen oder Stimmen die die Machbarkeit anzweifeln? Frequenzmessung ist viel zu umständlich. Eine Kapazität kann ganz einfach über die Aufladezeit bestimmt werden. Viele MCs haben deshalb einen Komparator eingebaut, dann brauchst Du nur noch nen Widerstand zum Aufladen und fertich. Die Aufladezeit ist exakt linear zur Kapazität. Peter
Stimmt, da gibt's ja auch die Möglichkeit den Input-Capture mit dem Comparator zu triggern. Dann geht alles auf einmal.
@ Peter "Frequenzmessung ist viel zu umständlich. Eine Kapazität kann ganz einfach über die Aufladezeit bestimmt werden." Ist das nicht praktisch das gleiche? Ausserdem steht da die Frage, ob der Controller dirket am Feuchtesensor sitzt. Wenn ja, ist die Frequenzwandlung unnötig. Wenn nein, dann ist die Frequenzwandlung vor Ort am Sensor sinnvoll, den das FM Digitalsignal kann einfach und störunempfindlich über lange Strecken übertragen werden. MfG Falk
Bei dem Sensor handelt es sich um einen MK33-G der von 260pF-340pF geht. Jetzt hab ich nur das Problem dass man das Teil nur von 1kHz bis 100kHz betreiben soll. Und bei der geringen Frequenz bräuchte ich relativ große Werte für C und L, jetzt stellt sich die Frage ob das Ding dann noch schwingt weil ne große Spule mit hoher Güte wird wohl schwer werden. MFG, Schorsch
Wozu brauchst du ne Spule? Es geht wunderbar mit nem RC-Oszillator. Entweder wie von Peter vorgeschlagen über die Ladezeit und ne Timermessung direkt am Controller, oder mittels 74HC14 als RC-Oszillator (Wenn der Messwert über ne längere Leitung übertragen werden muss. MfG Falk
Hatte bisher das Projekt von der Spettelseite angedacht und dafür benötige ich eine Spule für den Schwingkreis ;) ..
Hm .. bei den ganzen Auf- und Entlade Geschichten seh ich auch noch folgendes Problem, und zwar verträgt der Sensor nur Wechselspannung ohne DC Anteil. Laut Datenblatt: "Signal Form: alternating signal without DC bias" wies aussieht bleibt mir da wirklich nur noch der Schwingkreis mit der Spule, oder hat noch jemand ne andere Idee? MFG, Schorsch
Ui so gesehen geht das mit dem Schwingkreis ja dann auch nicht ..
Hat noch jemand ne Idee bei diesem schwierigen Problem ;) ..??
Ähhh, warum einfach wenns auch umständlich geht? Man kann jegliches DC blocken, indem einfach ein sehr grosser C in Reihe geschalten wird. Sagen wir 100nF. Dann klappts auch mit nem RC-Oszillator. MfG Falk
Die Feuchtesensoren die ich hatte ( Streufeldkondensatoren)- da musste man nur einen Konstantstrom anlegen, Das schwingen macht der Sensor selber, weil die Kapazität ist er schon .... Man muß dann nur noch die Frequenz abggreifen. Das ist übrigens der Weg den der Hersteller kommerzieller Feuchtefühler und Messgeräte gegangen ist, kann also nicht so verkehrt sein. Nicht zu vergessen das die meist integrierte Temperaturmessdiode noch berücksichtigt wird....
Wenn ich mir so nen dicken fetten Brummer davorknüppel bleibt aber die Änderung der Gesamtkapazität mit dem kleinen Feuchtesensor fast unbemerkt. Hab dann ~300pF in Reihe mit nem 100nF. Da werd ich dann Probleme bei der Erfassung der Frequenzänderung bekommen, oder nicht? MFG, Schorsch
Sorry, klassicher Denkfehler, dank der 1/C verschwindet der Große ja fast komplett aufs Hirn hau ;) MFG, Schorsch
Hoi, also die Methode mit dem 74HC14 klappt ganz gut, jetzt stellt sich die Frage wäre der Aufbau mit dem 555-Timer vielleicht noch nen tick besser? Hat da jemand Erfahrung? MFG, Schorsch
Naja, 555 ist die Luxusversion vom 74xx14. Da sind die Triggerpegel genauer definiert, somit ist auch die Ausgangsfrequenz genauer definiert (zwischen verschiedenen ICs). Bei einem Einzelstück dürfte das aber egal sein. MfG Falk
Alles klar, dann werd ich wohl bei der bisherigen Variante bleiben wenn sich das eh nix schenkt ;) .. MFG, Schorsch
Hoi, nochmal ne Frage und zwar gibts schaltungstechnisch ne Möglichkeit den Oszillator zu stabilisieren? Irgendwie jittert der mir noch zu viel :-/ ... MFG, Schorsch
Was ist bei dir viel? Ist deine Kapazität konstant? Den Sensor mal gegen einen einfachen C tauschen? MFG Falk
Schon versucht, jittert noch .. moment ich sehs mir mal an .. Bei einer Frequenz von ~22,5Khz jittert das Teil etwa um 200 Hz maximal (mit 560pF, Kondensator), jetzt ist das Problem dass ich durch den Feuchtesensor einen bestimmten Frequenzhub vorgegeben habe der leider nicht so übermäßig groß ist, deswegen sollte der Jitter auch möglichst klein sein. MFG, Schorsch
Na Momnet mal, "MK33-G der von 260pF-340pF geht" Das ist bei mir ein Verhältnis von 1,3 , und da C dirket in die Frequenz eingeht kommt auch ein Frequenzverhältnis von 1,3 (Max/Min) raus. Das sollte dicke reichen. Und nun zu deinem bemängeltem 200Hz bei 22,5 kHz. Das sind 1%, für einen einfachen RC-Oszillator ist das schon ganz gut. Obs der 555 besser machen würde weiss ich nicht, vermutlich nicht. Ausserdem, den Jitter kannst du durch eine längere Torzeit reduzieren. 5s würde ich mal so Pi mal Daumen probieren. Du misst doch nicht die Feuchte im Sekundentakt, oder? MFG Falk
Der Jitter bleibt auch mit einem 555er. Aber letztendlich musst du die Feuchtigkeit eh runden. Und genauer als 5% (wenn überhaupt) wird das sicher nicht werden, da dürfte der Jitter auch nicht gross stören.
Der Jitter lag irgendwie am Aufbau, da ich parallel dazu noch die 74HC14 Lösung hat, kann mir zwar nicht erklären woran das da genau lag aber jetzt da ich die Ub vom 74HC14 weggenommen habe funktioniert auch das bestens. MFG, Schorsch
Saudummerweiße hab ich jetzt noch das Problem dass mir die Frequenz sich nicht linear mit dem angeschlossenen C ändert. Selbst in einem kleinem Bereich 250p - 330p hab ich 3-4% Abweichung also nen Knick in der Geraden wenn ich f über C auftrage (C nachgemessen mit RLC-Messbrücke von Fluke). Eigentlich wollte ich also mit einem vorher gemessenen C und der damit entstehenden Frequenz eine Konstante finden mit der ich dann allein über die Frequenz die Kapazität ausrechnen könnte. im Stil von C=k/(R*f) das k hätte ich vorher mit einem bekannten Kondensator bestimmt Aber selbst bei 3-4% Abweichung bekomme ich dann bei den Feuchtesensoren übelste Ungenauigkeiten von mehreren 10% .. MFG, Schorsch
Ähhh, nur mal so. C = k/(R+F) ist NICHTLINEAR. Egal wie konstant k und R sind. MFG Falk
Autsch das ist ja ne 1/x Charakteristik .. ich brauch Ferien ..
So, jetzt hab ich also herausgefunden, dass sich die Frequenz über der Kapazität bei diesem System potentiell ändert also mit einer Formel von der Art f=aC^-b (a und b Konstanten). Zur Berechnung von a und b hab ich mir gedacht ich könnte das bestimmen über zwei bekannte Kapazitäten also 2 Punkte im Graphen. Jetzt ist es nur so dass zur bestimmung von b ein logarithmus nötig wäre, und das ist ja bei Mikrocontrollern nicht so leicht zu bewerkstelligen, oder hat jemand ne Idee? Die Formeln für a und b wären: b=log(c2/c1)Zahl(f1/f2) a=f2*c2^b Somit hätte ich dann eine gute potentielle Trendlinie bzw. Formel mit der ich aus allen gemessenen Frequenzen die Kapazitäten bestimmen könnte. Aber das mit dem Algorithmus hm ... Das Problem ist dass die Zuleitung und somit die Charakteristik des Systems nicht immer gleich ist, sonst könnte ich a und b von vornherein als feste größen berechnen.
Zum Valvo-Feuchtesensor gibts noch diese alte Applikation: http://docs.poulter.de/Elektronik/Sensoren/Luftfeuchtesensor%20VALVO.pdf Da werden die Frequenzen von zwei gekopplelten RC-Oszillatoren gemischt, damit entsteht ein pulsbreitenmoduliertes Signal.
Was heisst "Das Problem ist dass die Zuleitung und somit die Charakteristik des Systems nicht immer gleich ist, sonst könnte ich a und b von vornherein als feste größen berechnen. " Meinst du damit, dass die Leitungslänge zwischen Sensor und uC variiert? Kein Problem, setz den 555 einfach DIREKT an den Sensor, das digitale FM-Signal ist extrem störtolerant. MfG Falk
Den Chip direkt an den Sensor zu setzen wird nicht optimal sein, da die Tests in Temperaturkammern laufen, sprich -40 bis über 100°C, das wird nicht vernünftig ablaufen, deswegen möchte ich nur dass der Sensor vor Ort rumsaust. MFG, Schorsch
Ähm, ist der Sensor überhaupt für diesen Temperatorbereich ausgelegt? Da hab ich so meine Zweifel...
Der Sensor macht das laut Datenblatt mit. Ist auch relativ teuer das Ding glaub so 40-45 Euro so ein Teil. MK33-G ist das MFG, Schorsch
@Falk Mit der Messung mit den zwei bekannten Kondensatoren an der Zuleitung könnte ich diese Einflüsse schön minimieren. Nur hab ich eben das Problem dass ich für die Formel f=aC^-b eben nen Logarithmus berechnen müsste um auf b bzw. a zu kommen und das mag der Mikrocontroller wohl eher nicht, oder doch? mfg, Schorsch
Alles eine Frage der Genauigkeit. Wie genau sollst denn werden? Ich geh mal davon aus, dass mehr als 8 Bit unrealistisch sind. Was spricht gegen eine Tabelle mit 256 Einträgen? MfG Falk
Du denkst an eine Darstellung des Logarithmuses als Tabelle, könnte natürlich von der Genauigkeit her reichen. Daran hab ich jetzt noch garnicht gedacht. Dann könnte ich die Werte natürlich auch per Excel ausrechnen lassen und dann die 256 Werte im uC hinterlegen.
Neee, direkte Tabelle für digitaler Frequenzwert -> Feuchte. MfG Falk
Der Frequenzwert ist ja auch abhängig von der Zuleitung die ich verwende und da das mit mehreren Sensoren geschehen soll wird die Zuleitung nicht immer gleich ausfallen. Sonst hätte ich das Problem ja garnicht, will durch Kalibrierung den Einfluss von verschiedenen Messleitungslängen wegbekommen können, deswegen dieser Kopfstand. MFG, Schorsch
Ja und? Dann schreib deine Kalibrierwerte in die Exeltabele, lass alles nochmal durchrechnen und schreib die (kalibrierte) Tabelle in den uC. Die Tabelle ist Kalibirung + nichtlineare Umrechung in einem. MfG Falk
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