Kapazitätsmesser

Lädt man einen Kondensator mit der Kapazität C über einen Widerstand R auf, so folgt der Spannungsverlauf der Funktion U(t) = U_0 · [1 – exp(–t/RC)].

Wartet man also konkret, bis die Spannung am Kondensator 63,2% von U_0 ausmacht, so gilt für den Exponenten der e-Funktion t/RC = 1. Daraus lässt sich dann die Kapazität C = t/R berechnen.

Die momentane Spannung U(t) wird über einen analogen Eingang des Arduino gemessen. Zuerst wählt das Programm einen sehr kleinen Ladewiderstand R = 10 kOhm und bestimmt die Ladezeit. Ist diese groß genug (dies ist bei größeren Kapazitäten C der Fall), so wird die berechnete Kapazität C am Display angezeigt. Ist die Ladezeit hingegen zu kurz, so wird der Ladevorgang mit einem größeren Widerstand R = 4.7 MOhm wiederholt. Ist die Ladezeit t dann groß genug, so wird die berechnete Kapazität C angezeigt. Im Falle einer zu geringen Ladezeit, wird R schlussendlich auf 1 GOhm erhöht und der Ladevorgang wiederholt. Mit diesem Widerstand sind dann auch kleinste Kapazitäten im niedrigen pF-Bereich messbar.

 


Arduino-Code: