kapazitive Sensoren
Mit Hilfe von kapazitive Sensoren ist es möglich physikalische Größen durch eine Kapazitätsmessung zu bestimmen.Die zu bestimmende Größe ändert dabei die Kapazität eines Kondensators. Eine Kapazitätsänderung kann durch die Änderung der Oberflächengröße der Elektroden, des Abstandes der Elektroden oder der Permittivität des Dielektrikums erreicht werden.
In den folgenden Abschnitten werden einige ausgewählte kapazitive Sensoren vorgestellt, die sich durch ihre Konstruktionsart für den Nachbau im Physikunterricht eignen und jeweils eine der oben genannten Größen variieren.
Beschleunigungssensor
Das folgende Video beschreibt den Aufbau und die Funktionsweise eines Modells von Beschleunigungssensoren, wie sie auch in Smartphones zu finden sind. Die Aufnahme und Darstellung der Messwerte erfolgt mit oben beschriebenen Kapazitätsmeter und Datenplotter.Im Video werden einige Versuche nur beschrieben bzw. angedeutet. Die Details wie Messwerte, Beschreibungen der Durchführung und Auswertungen sind in der PDF-Datei unten zusammengestellt.
Weitere Informationen und Pläne zum Nachbau des Modells finden sich in folgender PDF-Datei:
Schieberegler
Das folgende Video zeigt den Aufbau und Messungen an einem kapazitiven Schieberegler.Weitere Informationen wie Versuchsdurchführung und Auswertung, sowie Pläne zum Nachbau des Sensors finden sich in folgender PDF-Datei:
Füllstandssensor
Informationen wie Versuchsdurchführung und Auswertung, sowie Pläne zum Nachbau des Sensors finden sich in folgender PDF-Datei:
Feuchtigkeitssensor
Informationen wie Versuchsdurchführung und Auswertung, sowie Pläne zum Nachbau des Sensors finden sich in folgender PDF-Datei:
Ausblick: Kapazitive Touchscreens
In folgender PDF-Datei ist die Möglichkeit beschrieben, mit einfachsten Mittel ein Modell eines Touchscreens zu realisieren.Dazu bilden sechs Leiterbahnen ein Schachbrettmuster. An den Kreuzungspunkten bilden sich so Kondensatoren. Ein Arduino-Mikrokontroller misst nun die Kapazität an neuen Kreuzungspunkten der Leiterbahnen, zum Beispiel mit der Ladezeitmethode.
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