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HansDieter

E-Mail

30.01.2010,
13:20
 

Kapazitätsabschätzung (Elektronik)

Hallo,

ich muß einen Lüfter abhängig von der Umgebungsfeuchtigkeit schalten. Der Feuchtesnsor den ich dabei zur Verfügung habe, ändert dabei seinen Kapazitätswert im Bereich von ca. 100-150 pF. Es geht jetzt nicht um eine mehr oder weniger präzise Messung, sondern um eine Abschätzung der Art sehr feucht, feucht, neutral, trocken, sehr trocken, eventuell ein paar Stufen mehr. Es geht mir jetzt vorallem darum die Kapazitätsänderung des Sensors in eine Größenänderung die ich mit meinem µC (PIC) erfassen und auswerten kann. Ich habe die üblichen ADC/Zähler/Timer-Eingänge zur Verfügung.

Mein erster Gedanke war ein astbiler Multivibrator, aber da habe ich starke Bedenken, ob ich da was mit den 100-150pF sauber und stabil, in einem brauchbaren Frequenzbereich zum Schwingen bringe.

Ich bin daher für Vorschläge dankbar

Hans

x y

30.01.2010,
13:52

@ HansDieter

Kapazitätsabschätzung

» Feuchtesnsor den ich dabei zur Verfügung habe, ändert dabei seinen
» Kapazitätswert im Bereich von ca. 100-150 pF.

http://home.utad.pt/~digital2/Apoio/Software/Sensores/Sensor_Humidade.pdf

hws(R)

E-Mail

59425 Unna,
30.01.2010,
13:58

@ HansDieter

Kapazitätsabschätzung

» Feuchtesnsor den ich dabei zur Verfügung habe, ändert dabei seinen
» Kapazitätswert im Bereich von ca. 100-150 pF.

Die alten (?)Siemens Feuchtesensoren hatten ne Applikation dabei. Multivibratorschaltung mit Logikgattern (oder warens 555er?) und dem Sensor als Kapazität ergab ein feuchteabhängiges Tastverhältnis. Ein zweiter Multivibrator mit fester Kapazität machte ebenfalls einen Impuls, der von dem anderen Multivibrator abgezogen wurde.

Sinn: die absoluten ÄNDERUNGEN der Impulsbreite blieben, die Impulsbreite wurde verkürzt. Die relativen Änderungen des Impuls/Pause Verhältnisses wurde dadurch wesentlich größer.
Integrieren des Impulses per RC Glied wurde direkt auf ein Zeigerinstrument gegeben. War halt noch nicht die Digital- und µC Ära.

Du kannst die Spannung dieses RC Gliedes direkt mit dem AD Wandler messen. Oder das Tastverhältnis direkt digital messen. Oder einen feuchteabhängigen Multivibrator bauen und die Frequenz bzw die Frequenzänderungen vom µC messen lassen - passend skalieren - fertig.

Im üblichen 20..90% relative Feuchtebereich war das erstaunlich genau, ca 5%Punkte, falls ich mich recht erinnere.

» Mein erster Gedanke war ein astbiler Multivibrator, aber da habe ich
» starke Bedenken, ob ich da was mit den 100-150pF sauber und stabil, in
» einem brauchbaren Frequenzbereich zum Schwingen bringe.

Was ist bei dir ein brauchbarer Frequenzbereich? Ausserdem kannst du ja über's Tastverhältnis gehen. µC's sind an der menschlichen Denkgeschwindigkeit gemessen - unwahrscheinlich schnell ;-)

Und 100..150pF sind 50% Signaländerung. Das sollte man schon sauber auswerten können.

hws

hws(R)

E-Mail

59425 Unna,
30.01.2010,
14:06

@ x y

Kapazitätsabschätzung

[Feuchtesnsor]

http://[Link zum Philips Datenblatt]

Jau Philips wars - nicht Siemens.

hws

Harald Wilhelms(R)

E-Mail

30.01.2010,
14:08

@ hws

Kapazitätsabschätzung

» Die alten (?)Siemens Feuchtesensoren

Das ? steht für Philips?:-)

» Im üblichen 20..90% relative Feuchtebereich war das erstaunlich genau, ca
» 5%Punkte, falls ich mich recht erinnere.

Die moderneren Nachfolger dieses Sensors erreichen
schon 1%! (Testo) Da sind selbst die Psychrometer
der PTB kaum genauer.
Gruss
Harald

geralds(R)

Homepage E-Mail

Wien, AT,
30.01.2010,
14:33

@ HansDieter

Kapazitätsabschätzung

» Hallo,
»
» ich muß einen Lüfter abhängig von der Umgebungsfeuchtigkeit schalten. Der
» Feuchtesnsor den ich dabei zur Verfügung habe, ändert dabei seinen
» Kapazitätswert im Bereich von ca. 100-150 pF. Es geht jetzt nicht um eine
» mehr oder weniger präzise Messung, sondern um eine Abschätzung der Art
» sehr feucht, feucht, neutral, trocken, sehr trocken, eventuell ein paar
» Stufen mehr. Es geht mir jetzt vorallem darum die Kapazitätsänderung des
» Sensors in eine Größenänderung die ich mit meinem µC (PIC) erfassen und
» auswerten kann. Ich habe die üblichen ADC/Zähler/Timer-Eingänge zur
» Verfügung.
»
» Mein erster Gedanke war ein astbiler Multivibrator, aber da habe ich
» starke Bedenken, ob ich da was mit den 100-150pF sauber und stabil, in
» einem brauchbaren Frequenzbereich zum Schwingen bringe.
»
» Ich bin daher für Vorschläge dankbar
»
» Hans

--
Hallo Hans,

Da hat Microchip eine komplette Demo-Applikation:

http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/51594a.pdf

Auf Seite 21 hast den Plan mit dem Sensor.

Geht viel einfacher als mit dem Multivibrator, und anderen Umfeldbeschaltungen
- "Philips" etc.., den Rest macht die Software.

Das Demoboard mitsamt Gerber und Firmware - einfach in den Stein reinschießen und los gehts:

http://www.microchip.com/stellent/idcplg?IdcService=SS_GET_PAGE&nodeId=1406&dDocName=en026001

Grüße
Gerald

--
...und täglich grüßt der PC:
"Drück' ENTER! :wink: Feigling!"

hws(R)

E-Mail

59425 Unna,
30.01.2010,
15:15

@ HansDieter

abgesehen vom elektronischen Problem ..

» ich muß einen Lüfter abhängig von der Umgebungsfeuchtigkeit schalten.

Ich weiss ja nicht, WAS du genau machen willst, aber das physikalische schonmal überdacht?
Beispiel: Sommertags und ein kühler Keller. Keller hat hohe relative Feuchte, draussen ist niedrige relative Feuchte.
Also Lüfter an und die (vermeintlich) trockene Aussenluft in den Keller.
Ja denkste, die Aussenluft wird kühler und hat nun eine hohe relative Feuchte. Der Keller wird noch feuchter.

Bei einem solchen Szenario mus man die ABSOLUTEN Feuchten vergleichen und nicht die RELATIVE Feuchte (die übliche Meßgeräte normalerweise anzeigen)

Und Sommertags muss man ne andere Schwelle einstellen als jetzt mit Heizungsluft.

hws

HansDieter

E-Mail

30.01.2010,
15:54

@ hws

Kapazitätsabschätzung

Danke erst mal für die schnellen Antworten.
Jetzt sollte es für mich kein Problem mehr sein, eine für mich brauchbare Schaltung zu realisieren. Ich bin halt etwas eingerostet nach über 20 Jahren weg von der Schaltungstechnik. ;-)

Ich habe genau den Phillipssensor hier. Ich hatte zwar ein Datenblatt vorliegen, darum habe ich nicht weiter danach gesucht. Dieses ist jedoch eine stark abgespeckte Version, die ausser dem Feuchte/Kapazitätsgraphen und der mechanischen Dimensionen keine Schaltungsvorschläge und kaum weitere Informationen enthält.

@HWS
» Was ist bei dir ein brauchbarer Frequenzbereich?

Brauchbar ist für mich, möglichst niedrig, so daß ich das problemlos mit meinem PIC handhaben kann, bei möglichst niedriger Taktfrequenz und ohne mir allzuviele Gedanken machen zu müssen über ein optimiertes Platinendesign, EMV usw.

Gruß
Hans

hws(R)

E-Mail

59425 Unna,
30.01.2010,
16:08

@ HansDieter

Kapazitätsabschätzung

» » Was ist bei dir ein brauchbarer Frequenzbereich?
» Brauchbar ist für mich, möglichst niedrig, so daß ich das problemlos mit
» meinem PIC handhaben kann´..

Ein PIC kann meist viel schneller, als man sich das so vorstellt. Millisekunden, bei denen man denkt "huch wie kurz" ist für nen µC riesig Zeit mit Däumchendrehen.

Gut, bei zeitkritischen Anwendungen sollte man nicht in Basic programmieren. C geht auch, aber wenn man das Timing genau nachvollziehen will, wäre Assembler vorzuziehen.

Was kannst du denn und was hast du an Prommer / Entwicklungsumgebung?

hws

HansDieter

E-Mail

31.01.2010,
20:12

@ hws

Kapazitätsabschätzung

» Ein PIC kann meist viel schneller, als man sich das so vorstellt.
» Millisekunden, bei denen man denkt "huch wie kurz" ist für nen µC riesig
» Zeit mit Däumchendrehen.
»
» Gut, bei zeitkritischen Anwendungen sollte man nicht in Basic
» programmieren. C geht auch, aber wenn man das Timing genau nachvollziehen
» will, wäre Assembler vorzuziehen.
»
» Was kannst du denn und was hast du an Prommer / Entwicklungsumgebung?
»
» hws

Meine wirklichen Bedenken liegen auch weniger bei der möglichen Verarbeitungsgeschwindigkeit des PIC, sondern auch mehr bei den (Stör-)Einflüßen die sich aus meinem Platinenaufbau ergeben. In diesem Zusammenhang neige ich momentan noch dazu die Takfrequenz für den µC möglichst niedrig anzusetzen, um von daher die Einflüße zu reduzieren. Auf der anderen Seite reduziert das dann natürlich auch die verarbeitbaren Signalfrequenzen....

Assembler ist natürlich optimal aber das erfordert auch noch einiges an Einarbeitung. Ich werde da in nächster Zeit auf alle Fälle einige Zeit investieren.
Ansonsten arbeite ich mit dem MikroElekronika BasicPro Compiler. Erstaunlich wie weit man da mit relativ wenig Aufwand in relativ kurzer Zeit kommt. Vorallem, wenn man die mitgelieferten umfangreichen Libraries nutzt.
Beruflich hatte ich über die Jahre immer wieder mit der programmierung kleiner Tool zu tun, wobei ich das System das jeweils gerade zur Verfügung stand, meist irgend eine BASIC-Variante, verwenden mußte. Das hat halt ziemlich geprägt. Mit C kann ich mich daher momentan nicht so anfreunden.

Ich denke die in Frage kommenden Frequenzen lassen sich auch mit einer wenig optimalen Hochsprache unter Zuhilfenahme der Timer/Counter des PIC problemlos verarbeiten. Ausserdem gibt die eine Referenzschaltung im Datenblatt ja eine Spannung als Messgröße aus, die sich unkomplizert mit einem der ADC-Eingänge auswerten läßt.

Als Entwicklungsplatform habe ich momentan ein EasyPIC 5 von MikroElektronika. Das hat neben allen möglichen PIC-Sockeln, ext. Anschlüßen, Tastern, LED's, Displays etc. einen integrierten Programmer incl. Debugger.

Daneben habe ich mir zum Brennen von PIC's für meine fertigen Schaltungen einen SPRUT USB-Brenner8 zusammengebaut, da das EASY-PIC leider nur normale und keine Nullkraftsockel hat.

Gruß Hans

hws(R)

E-Mail

59425 Unna,
01.02.2010,
00:51

@ HansDieter

Kapazitätsabschätzung

» bei den (Stör-)Einflüßen die sich aus meinem Platinenaufbau ergeben.

Das wirst du auch noch in den Griff kriegen

» .. die Takfrequenz für den µC möglichst niedrig anzusetzen

auch dabei dreht der µC meist noch Däumchen ..

» Ansonsten arbeite ich mit dem MikroElekronika BasicPro Compiler.

Hatt ich es mir doch gedacht. Basic hat den Vorteil des einfachen Startes, aber keine Vorteile ohne Nachteile. Und wenn man sich in Basic "verbeisst", kann man damit erstaunliches zustande bringen.

Assembler ist nicht schlecht, um einen µC zu verstehen, da einzelne Assemblerbefehle tatsächlich einzeln vom µC ausgeführt werden. Trotzdem würde ich das nicht (mehr) in jedem Falle empfehlen. Diverse C-Compiler sind schon sehr auf die µC's optimiert.

» Als Entwicklungsplatform habe ich momentan ein EasyPIC 5 von
» MikroElektronika.

Den kenn ich nicht. Ich hatte beruflich auch mit PIC's zu tun, aber eigentlich komm ich aus der Atmel-Ecke (bzw ursprünglich vom Zilig Z80 und CP/M)

hws

x y

01.02.2010,
01:28

@ hws

Kapazitätsabschätzung

» Den kenn ich nicht. Ich hatte beruflich auch mit PIC's zu tun, aber

Die maskenprogrammierten von GI?


» eigentlich komm ich aus der Atmel-Ecke (bzw ursprünglich vom Zilig Z80 und
» CP/M)

Gary würde sich im Grabe umdrehen ob dieser Aussage.

geralds(R)

Homepage E-Mail

Wien, AT,
01.02.2010,
02:06

@ hws

Kapazitätsabschätzung

Hi,

» sind schon sehr auf die µC's optimiert.
»
» » Als Entwicklungsplatform habe ich momentan ein EasyPIC 5 von
» » MikroElektronika.

Ist was polnisches...
http://www.mikroe.com/
Im Elektor machen sie sich mit viel Werbung stark.

» Den kenn ich nicht. Ich hatte beruflich auch mit PIC's zu tun, aber
» eigentlich komm ich aus der Atmel-Ecke (bzw ursprünglich vom Zilig Z80 und
» CP/M)
»
Na wie hasst des nu?"...
.. "Zyliss - http://www.google.de/search?q=zyliss+zwiebelhacker ... Zilig.... Zilog mit Z80. ;-)


Grüße
Gerald

--
...und täglich grüßt der PC:
"Drück' ENTER! :wink: Feigling!"

HansDieter

E-Mail

01.02.2010,
05:01

@ geralds

Kapazitätsabschätzung

» Ist was polnisches...

nee, da täuscht Du Dich. Die sitzen in Belgrad, der Hauptstadt Serbiens.

Hans

Harald Wilhelms(R)

E-Mail

01.02.2010,
11:31

@ geralds

Kapazitätsabschätzung

» Na wie hasst des nu?"...
» .. "Zyliss - http://www.google.de/search?q=zyliss+zwiebelhacker ...

Naja, auf einen Zwiebelhacker mit eingebautem uC
habe ich schon lange gewartet. Die mechanischen
sind doch viiel zu kompliziert in der Bedienung...
;-)
Gruss
Harald

hws(R)

E-Mail

59425 Unna,
01.02.2010,
11:35

@ x y

Kapazitätsabschätzung

[PIC's]
» Die maskenprogrammierten von GI?
?? Welche
Bisher waren die Serien noch nicht so groß, dass wir nicht selbst programmiert hätten. Auch wenn ne Dame aus der Fertigung dann mal nen halben Tag am Prommer gesessen hat.

Die SMD Bestückungsstraße hat das dann im Minutentakt weggehauen.

» Gary würde sich im Grabe umdrehen ob dieser Aussage.

Gary Larsson? Was hat DER mit Elektronik zu tun :confused: :lol3:

hws