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Leitfäden und Tipps
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Labor Protokoll, 3es Jahr,, Leitfäden, Projektarbeiten und Recherchen von Elektronik

Entwerfen Sie eine Schaltung zur Füllstandsmessung mit einem Plattenkondensator und einem NE555-Timer, der als Astabiler Multivibrator arbeitet. Die Kapazität des Kondensators ändert sich je nach Medium zwischen den Platten (Luft oder Wasser), wodurch sich die Ausgangsfrequenz des NE555 verändert.

Art: Leitfäden, Projektarbeiten und Recherchen

2024/2025

Hochgeladen am 11.03.2025

mustafa-husseini
mustafa-husseini 🇦🇹

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1
Mustafa Husseini & Kento Kikuchi, 6ABELI
Höhere Technische Bundes- Lehr- und Versuchsanstalt, Graz-Gösting
Höhere Abteilung für Elektronik
Labor Protokoll
Abgegeben von: Mustafa Husseini & Kento
Kikuchi
Klasse:
Gruppe:
Erstellt von: Mustafa Husseini
5ABELI
6
Übungsnummer:
Übungstag: 04.03.2025
Abgabetag:
Betreut von:
Prof.Schamberger
Korrigiert von:
am:
Übungstitel:
Kapazitiver Füllstandssensor
Kurzfassung der Aufgabenstellung:
Entwerfen Sie eine Schaltung zur Füllstandsmessung mit einem Plattenkondensator
und einem NE555-Timer, der als Astabiler Multivibrator arbeitet. Die Kapazität des
Kondensators ändert sich je nach Medium zwischen den Platten (Luft oder Wasser),
wodurch sich die Ausgangsfrequenz des NE555 verändert.
Aufgabenstellung
1. Theoretische Berechnung der Frequenz:
o Berechnen Sie die Schwingungsfrequenz des NE555 in Abhängigkeit von
der Kapazität des Plattenkondensators.
o Bestimmen Sie die Frequenz für den Fall, dass sich zwischen den Platten
Luft (εr ≈ 1) befindet.
o Berechnen Sie die Frequenzänderung, wenn Wasser (εr ≈ 80) zwischen
die Platten gelangt.
2. Praktische Umsetzung:
o Entwickeln Sie eine Schaltung mit einem NE555-Timer zur Messung der
Frequenzänderung.
pf3

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Höhere Technische Bundes- Lehr- und Versuchsanstalt, Graz-Gösting Höhere Abteilung für Elektronik

Labor – Protokoll

Abgegeben von: Mustafa Husseini & Kento Kikuchi Klasse: Gruppe: Erstellt von: Mustafa Husseini 5ABELI 6 Übungsnummer: Übungstag: 04.03.2025 Abgabetag: Betreut von: Prof.Schamberger Korrigiert von: am: Übungstitel: Kapazitiver Füllstandssensor Kurzfassung der Aufgabenstellung: Entwerfen Sie eine Schaltung zur Füllstandsmessung mit einem Plattenkondensator und einem NE555-Timer , der als Astabiler Multivibrator arbeitet. Die Kapazität des Kondensators ändert sich je nach Medium zwischen den Platten (Luft oder Wasser), wodurch sich die Ausgangsfrequenz des NE555 verändert. Aufgabenstellung

  1. Theoretische Berechnung der Frequenz : o Berechnen Sie die Schwingungsfrequenz des NE555 in Abhängigkeit von der Kapazität des Plattenkondensators. o Bestimmen Sie die Frequenz für den Fall, dass sich zwischen den Platten Luft (εr ≈ 1) befindet. o Berechnen Sie die Frequenzänderung, wenn Wasser (εr ≈ 80) zwischen die Platten gelangt.
  2. Praktische Umsetzung: o Entwickeln Sie eine Schaltung mit einem NE555-Timer zur Messung der Frequenzänderung.

o Simulieren oder realisieren Sie die Schaltung und messen Sie die Ausgangsfrequenz für unterschiedliche Füllstände. Schaltung: Grenzwerte und Dimensionierung: U: 6 V I : 0.040 A C1(Plattenkondensator) : 29.10-^10 --→ 𝜀 0 ∗ 𝜀 ∗ 𝐴 𝑑 mit 𝜀 0 Plattenkondensator bei Luft= 8,854*10-^12 F/m * 1 *

  1. 016 𝑚 2
  2. 0016 𝑚 = 88.54 pF Plattenkondensator bei Wasser = 8,854*10-^12 F/m * 80 *
  3. 016 𝑚 2
  4. 0016 𝑚 =7. 083 nF A(Fläche): 100mm * 160mm = 0.016 m^2 d(Abstand) : 1.6 mm = 0.0016m C2(Keramik) : 330000 PF Berechnung die Frequenzen bei Luft und Wasser: 𝑓 =
  5. 44 (𝑅 1 + 2 𝑅 2 )∗𝐶 1 Frequenz bei Luft = 𝑓 =
  6. 44 ( 100 𝑘𝑂ℎ𝑚+ 268 𝑂ℎ𝑚)∗ 88 , 54 ∗ 10 𝑒− 12 𝐹 = 162.5 kHz Frequenz bei Wasser = 𝑓
  7. 44 ( 100 𝑘𝑂ℎ𝑚+ 268 𝑂ℎ𝑚)∗ 7. 083 ∗ 10 𝑒− 9 𝐹 = 2.03 kHz