Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Funktionsprinzip kapazitiver sensor.


von Jan R. (Gast)


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Hi, ich verstehe nicht ganz, wie ein Kapazitiver Sensor Funktionieren 
soll, der nur eine Platte hat und das genäherte objekt die Zweite Platte 
darstellt, wie soll da der Stromkreis geschlossen werden? viele Sensoren 
(z.b. kapazitiver Touchscreen) haben ja eine Potentialfreie 
Stromversorgung, also kann nichtmal über die Erde geschlossen werden. 
Und ja ein iPhone regiert auch auf eine stück wurst, welches nichts und 
niemanden berührt. Also müssen diese Sensore  doch zwei Platten haben, 
deren Kapazität nur verändert wird durch das Objekt??

Mit freundlichen Grüßen

von Matthias K. (Gast)


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Das ist eben Elektrostatik. Strom kann in einen Gegenstand 
hineinfliessen, woraufhin der sich auflädt. Die Ströme sind dann 
natürlich klein oder hochfrequent.

von Teo D. (teoderix)


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Sie Dich einfach mal als Dielektrikum.

von Jens G. (jensig)


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Alles hat eine Kapazität zu irgendwas anderem, auch wenn's nur pF oder 
weniger sind - also auch deine in der Luft schwebende Wurst. Und wenn 
die Wurst dann auf dem iPhone aufschlägt, ergibt das dann eben eine 
C-Änderung, die detektiert werden kann.
Ich bin mir aber jetzt nicht sicher, ob so ein iPhone und anderes 
Touch-Zeugs die C-Änderung zur Umwelt registriert, oder es nur ein 
Touchscreen mit zwei im geringen Abstand aufeinandergelegten Schichten 
(eben die "C-Platten" in einer Matrix) darstellt, wo die C-Änderung 
zwischen beiden Schichten registriert wird.

von Jan R. (Gast)


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Aber es kann doch kein Strom fließen, der sich nähernde gegenstand weder 
geerdet noch verbunden ist. Sprich die kapazitive wirkung ist nur 
möglich, wenn der sich nähernde Gegenstand entweder geerdet ist und der 
Senesor auch geerdet ist. (zumindest die Messtrecke) oder wie beim 
Iphone zwei Schichten, wo der Finger nur ein Dieelektrikum ist.
dies würde dieser Skizze entsprechen.
https://wiki.zimt.uni-siegen.de/fertigungsautomatisierung/images/d/de/Kondensatorprinzip_sensor1.jpg

So wie ich es verstehe ist es so, dass ein Kapazitier touchscreen oder 
sensor, der nur aus einer Schicht/Platte besteht, und der Finger oder 
das objekt den Zweite Platte bilden, nur funktioniern kann, wenn seine 
Elektronik und das nähernde objekt geerdet sind sprich steht der mann 
auf der Gummimatte, kann er draufhauen wie er will passieren wird 
nichts. ein sensor, der wie im  Link aufgenaut ist, braucht die erdung 
des objektes nicht. da eine gnd elektrode vorhanden ist.

von Christian S. (christianstr)


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http://de.wikipedia.org/wiki/Touchscreen
Da sind alle Arten hinreichend erklärt.

Gruß Christian

von Yalu X. (yalu) (Moderator)


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Jan R. schrieb:
> Aber es kann doch kein Strom fließen, der sich nähernde gegenstand weder
> geerdet noch verbunden ist.

Er muss nicht direkt über einen Leiter, sondern kann auch über weitere
Kapazitäten verbunden sein, die aber vielleicht nicht so offensichtlich
in Erscheinung treten. Über diese zusätzlichen Kapazitäten (die du in
allen geposteten Beispielen irgendwo finden kannst) entsteht so etwas
wie ein geschlossener Wechselstromkreis.

von Jan R. (Gast)


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Yalu X. schrieb:
> Jan R. schrieb:
>> Aber es kann doch kein Strom fließen, der sich nähernde gegenstand weder
>> geerdet noch verbunden ist.
>
> Er muss nicht direkt über einen Leiter, sondern kann auch über weitere
> Kapazitäten verbunden sein, die aber vielleicht nicht so offensichtlich
> in Erscheinung treten. Über diese zusätzlichen Kapazitäten (die du in
> allen geposteten Beispielen irgendwo finden kannst) entsteht so etwas
> wie ein geschlossener Wechselstromkreis.

und das ist ausreichend?

Bei Touchpads und Scherens wird heutzutage (vokalem bei Multitouch) die 
projective Technologie verwendet. Da ist die eine Schicht die GND 
Elektrode und die andere die Positive Platte. Durch den Finger, auf der 
Scheibe, entsteht dann sozusagen eine weitere Elektrode, sodass eine 
Reihenschaltung zweier Kondensatoren entsteht, deren Kapazität natürlich 
anders ist. Da Prinzip ist also wie hier bei Projective
https://wiki.zimt.uni-siegen.de/fertigungsautomatisierung/images/d/de/Kondensatorprinzip_sensor1.jpg

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Jan R. schrieb:
>> Über diese zusätzlichen Kapazitäten (die du in
>> allen geposteten Beispielen irgendwo finden kannst) entsteht so etwas
>> wie ein geschlossener Wechselstromkreis.
>
> und das ist ausreichend?

Nein. Das ist nicht ausreichend. Wie man ja an den nichtfunktionierenden 
kapazitiven Touchscreens von z.B. Mobiltelefonen sehen kann %-9

Warum liest du nicht einfach mal die verfügbaren Informationen bei 
z.B. Wikipedia? Es war noch nie so einfach wie heute, sich Wissen 
anzueignen. Warum bist immer du das, der das nicht schafft?


XL

von Heiner (Gast)


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Jan R. schrieb:
> Aber es kann doch kein Strom fließen, der sich nähernde gegenstand weder
> geerdet noch verbunden ist.

Dann dürfte z.B. auch kein Blitz in ein Flugzeug einschlagen. Das ist 
auch nicht geerdet.

von Gerd P. (litart)


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Die Kapazität (C) ist bestimmt durch Größe der Kondensator-Elektroden, 
dem Abstand dieser zueinander und einer Konstante die durch das 
Dielektrikum bildet (dem Material zwischen den Elektroden).
Die an den Elektroden anliegende Spannung (U) berechnet sich aus U = Q*C 
(Q ist die Ladung).

Ändert man einen der Parameter, in unserem Fall die Kapazität durch 
Verändern des Dielektikums das wir selbst darstellen (oder das Stück 
Wurst, s.o.) so ändert sich die Spannung. Diese Spannungsänderung kann 
gemessen werden.
Wären die Elektroden geerdet so würde das nicht funktionieren da die 
Ladung abfließen würde.

Fröhliches Forschen, Gruß
Gerd

von Jan R. (Gast)


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Axel Schwenke schrieb:
> Jan R. schrieb:
>>> Über diese zusätzlichen Kapazitäten (die du in
>>> allen geposteten Beispielen irgendwo finden kannst) entsteht so etwas
>>> wie ein geschlossener Wechselstromkreis.
>>
>> und das ist ausreichend?
>
> Nein. Das ist nicht ausreichend. Wie man ja an den nichtfunktionierenden
> kapazitiven Touchscreens von z.B. Mobiltelefonen sehen kann %-9
>
> Warum liest du nicht einfach mal die verfügbaren Informationen bei
> z.B. Wikipedia? Es war noch nie so einfach wie heute, sich Wissen
> anzueignen. Warum bist immer du das, der das nicht schafft?
>
>
> XL


Das habe ich alles schon gelesen, doch leider sind diese Beiträge bei 
Wikipeda und co. Wischiwaschi. Das ist zu ungenau!

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Recht trickig sind Sensoren, die mit einer einzigen Elektrode auskommen, 
die nicht mal direkt berührt werden muss, wie z.B. in Induktionsherden. 
Hier wird ein HF-Signal mit geringem Strom an die Elektrode geschickt 
und die Stärke des Signals gemessen. Bei Annährung einer Ableitkapazität 
wie z.B. dem Finger und dem damit verbundenen Körper fliesst die meiste 
HF dadrüber ab, die gemessene Spannung bricht zusammen und die 
Messvorrichtung signalisiert den Tastendruck. Der Bediener bildet also 
zusammen mit dem internen Koppelkondensator einen kapazitiven 
Spannungsteiler.

: Bearbeitet durch User
von Jan R. (Gast)


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Matthias Sch. schrieb:
> Recht trickig sind Sensoren, die mit einer einzigen Elektrode auskommen,
> die nicht mal direkt berührt werden muss, wie z.B. in Induktionsherden.
> Hier wird ein HF-Signal mit geringem Strom an die Elektrode geschickt
> und die Stärke des Signals gemessen. Bei Annährung einer Ableitkapazität
> wie z.B. dem Finger und dem damit verbundenen Körper fliesst die meiste
> HF dadrüber ab, die gemessene Spannung bricht zusammen und die
> Messvorrichtung signalisiert den Tastendruck. Der Bediener bildet also
> zusammen mit dem internen Koppelkondensator einen kapazitiven
> Spannungsteiler.


Das ganze geht aber nur wenn sowohl die messeinheit sowie auch der 
bediener geerdet sind oder? Da sonst ja nichts abfließen kann  denn ich 
denke mal dass influenz nicht reicht oder?

Habe ein Selbstgezeichnetes bild gezeichnet. Der Mensch bildet mit der 
elektrode einen Kondensator,  dass die ladungen abflißen könnn. Sind 
beide geerdet Herd und Mensch vielleicht nicht direkt aher durch weitere 
Kapazitäten durch den boden usw. Ist das richtig?

von asdf (Gast)


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von Jens G. (jensig)


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>Das ganze geht aber nur wenn sowohl die messeinheit sowie auch der
>bediener geerdet sind oder? Da sonst ja nichts abfließen kann  denn ich
>denke mal dass influenz nicht reicht oder?

Der muß nicht geerdet sein, wie schon oft gesagt. Es reicht dessen 
Kapazität zur Erde oder zu sonst was anderem, um eine Änderung 
hervorrufen zu können.

von Harald W. (wilhelms)


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Heiner schrieb:

> Dann dürfte z.B. auch kein Blitz in ein Flugzeug einschlagen. Das ist
> auch nicht geerdet.

...aber anschließend möglicherweise gehimmelt.

von Jan R. (Gast)


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Jens G. schrieb:
>>Das ganze geht aber nur wenn sowohl die messeinheit sowie auch der
>>bediener geerdet sind oder? Da sonst ja nichts abfließen kann  denn ich
>>denke mal dass influenz nicht reicht oder?
>
> Der muß nicht geerdet sein, wie schon oft gesagt. Es reicht dessen
> Kapazität zur Erde oder zu sonst was anderem, um eine Änderung
> hervorrufen zu können.

Klar änderrungen gibts immer.

von (prx) A. K. (prx)


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Harald Wilhelms schrieb:
> ...aber anschließend möglicherweise gehimmelt.

Solange es am Himmel bleibt ist alles in Ordnung. ;-)

von Jens G. (jensig)


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@Jan R. (macman2010)

>Klar änderrungen gibts immer.

Und wo gibt's dann Verständnisschwierigkeiten? Diese Änderung wird durch 
die Elektronik detektiert, und schon haben wir unser Signal.

von Out (Gast)


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Jan R. schrieb:
> Das habe ich alles schon gelesen, doch leider sind diese Beiträge bei
> Wikipeda und co. Wischiwaschi. Das ist zu ungenau!

Ja dann lese doch die technischen Eklärungen der Hersteller (teilweise 
sehr gut, um Fehlanwendungen zu verhindern), Fachliteratur oder ein 
entsprechendes BUCH!
Zu tausend Themen läß Du dir hier etwas "servieren" man merkt aber Null 
von deiner Mühe selbst fundierte Informationen zu beschaffen. Das hat 
immer so das Niveau von "wer weiss was".

von Out (Gast)


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An alle anderen, das pupertierende Kind und Arschloch von gestern 
einfach ignorieren, nicht darauf eingehen, dann verliert er die Lust.

von Out (Gast)


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@ Mod, das war ja supergut, schneller als ich schreiben konnte!

von Jan R. (Gast)


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Out schrieb:
> An alle anderen, das pupertierende Kind und Arschloch von gestern
> einfach ignorieren, nicht darauf eingehen, dann verliert er die Lust.

Wer soll das sein?

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