Keramikkondensator: Entstören & Filtern (Arduino/ESP)

Hier lernst du, wie Keramikkondensatoren deine Arduino- oder ESP-Schaltungen stabilisieren. Du erfährst, wie sie Störungen unterdrücken und Signale filtern.

Beispiele für die Anwendung:

• Versorgungsspannung glätten bei Mikrocontrollern
• Entstören von Tastern (Debouncing)
• Filtern von PWM-Signalen für analoge Auswertung
• Schutz von ADC-Eingängen vor Rauschen
• HF-Entkopplung bei Funkmodulen

Längere Beschreibung:
Keramikkondensatoren sind kleine, günstige Bauteile, die in nahezu jeder Schaltung als Puffer oder Filter eingesetzt werden. Sie speichern kurzzeitig Ladung und geben sie bei Spannungsschwankungen wieder ab. Dadurch stabilisieren sie die Versorgungsspannung oder glätten Signale. Typische Werte liegen zwischen 100 nF und 1 µF für Entkopplung.

Wichtig: Der Kondensator gehört möglichst nah an den Versorgungspin des Bauteils (Arduino, ESP, Sensor). Zu lange Leitungen verringern die Wirkung. Achtung bei hohen Kapazitäten: Keramikkondensatoren verlieren je nach Dielektrikum, also verwendetem Material (z. B. X7R vs. Y5V) Kapazität.

Beschriftung auf Keramikkondensatoren

Keramikkondensatoren sind oft sehr klein und haben daher keine ausführliche Aufschrift. Stattdessen nutzen Hersteller eine dreistellige Zahl oder einen Farbcode.

• Dreistellige Zahlencodes:
  • Die ersten beiden Ziffern = Grundwert.
  • Die dritte Ziffer = Anzahl der Nullen (Multiplikator).
  • Einheit: Pikofarad (pF).
  • Beispiel: 104 → 10 und 4 Nullen → 100 000 pF = 100 nF.
  • Beispiel: 472 → 47 und 2 Nullen → 4 700 pF = 4,7 nF.
• Buchstabencodes für Toleranz:
  • J = ±5 %
  • K = ±10 %
  • M = ±20 %
• Temperaturkoeffizienten (Dielektrikum):
  • NP0 oder C0G → sehr stabil, kaum Kapazitätsänderung
  • X7R → Standard, gute Allround-Eigenschaften
  • Y5V → billig, aber starke Kapazitätsänderung bei Temperatur

Tipp: Für Entstörung und Stützkondensatoren sind 100 nF (104) mit X7R oder NP0 die beste Wahl.

Merksatz: Zweimal Zahl + Nullen → pF. Ab 1.000 pF wird meist in nF oder µF umgerechnet.

Teileliste (Bill of Materials):

• Keramikkondensator 100 nF (X7R)
• Keramikkondensator 1 µF (X7R oder X5R)
• Arduino UNO oder Nano
• ESP32 Devkit-C
• ESP8266 D1 Mini / NodeMCU
• Breadboard, Kabel

Pinout & Verdrahtung:

• Versorgung 5 V (Arduino UNO) vs. 3,3 V (ESP32/ESP8266) beachten.
• Kondensator direkt zwischen VCC und GND, nahe am Bauteil.

Arduino UNO – Entkopplung am Mikrocontroller:

ESP32 – Entkopplung am Mikrocontroller:

ESP8266 / D1 Mini – Entkopplung am Mikrocontroller:

Bibliotheken & Installation:

• Keine zusätzliche Bibliothek nötig.

Verwendung mit Arduino (UNO/Nano)

Ein 100-nF-Kondensator zwischen 5 V und GND glättet Störungen.

void setup() {                        // Setup-Funktion
  Serial.begin(115200);               // Serielle Ausgabe starten
  pinMode(2, INPUT_PULLUP);           // Taster an Pin 2 mit Pull-Up
}                                     // Ende setup

void loop() {                         // Hauptschleife
  int val = digitalRead(2);           // Tasterstatus lesen
  Serial.println(val);                // Wert ausgeben
  delay(200);                         // Kurze Pause
}                                     // Ende loop

Serieller Monitor zeigt stabilere Werte dank Entstörung.

Verwendung mit ESP32

Kondensator zwischen 3,3 V und GND stabilisiert die Spannungsversorgung.

void setup() {                        // Setup-Funktion
  Serial.begin(115200);               // Serielle Ausgabe starten
  pinMode(21, INPUT_PULLUP);          // Taster an GPIO21
}                                     // Ende setup

void loop() {                         // Hauptschleife
  int val = digitalRead(21);          // Tasterstatus lesen
  Serial.println(val);                // Wert ausgeben
  delay(200);                         // Kurze Pause
}                                     // Ende loop

Serielle Ausgabe bleibt stabiler, Störungen werden unterdrückt.

Verwendung mit ESP8266/NodeMCU/D1 Mini

Hier ebenfalls 100 nF zwischen 3,3 V und GND.

void setup() {                        // Setup-Funktion
  Serial.begin(115200);               // Serielle Ausgabe starten
  pinMode(D4, INPUT_PULLUP);          // Taster an D4 (GPIO2)
}                                     // Ende setup

void loop() {                         // Hauptschleife
  int val = digitalRead(D4);          // Tasterstatus lesen
  Serial.println(val);                // Wert ausgeben
  delay(200);                         // Kurze Pause
}                                     // Ende loop

Mit Kondensator reagiert der Taster weniger empfindlich auf Störungen.

Troubleshooting:

• Flackernde Werte → Kondensator fehlt → 100 nF direkt am Pin einsetzen
• Instabile Spannungsversorgung → Falscher Wert → 1 µF zusätzlich einsetzen
• Keine Wirkung → Kondensator zu weit entfernt → dichter an VCC/GND löten
• Taster prellt → Kondensator zu klein → 100 nF–1 µF testen
• ESP startet nicht → VCC falsch → 3,3 V statt 5 V nutzen
• Bibliothekskonflikte → unnötig, da keine Library benötigt → Code prüfen
• Keine serielle Ausgabe → Baudrate falsch → 115200 im Monitor einstellen

Projektideen:

• Entstörte Taster-Eingabe für Menü-Steuerung
• Analogwert-Glättung für Lichtsensor
• PWM-Signal-Filter für LED-Dimmung
• Stabile Spannungsversorgung für Funkmodule
• HF-Filter in Motorsteuerung
• Glättung bei Spannungswandlern für Sensorik
• Arduino per Schieberegister 74HC595 erweitern

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