Elektrolytkondensator: Glätten & Pufferung (Arduino/ESP)

Hier lernst du, wie Elektrolytkondensatoren deine Arduino- oder ESP-Schaltungen stabilisieren. Du erfährst, wie sie Spannung glätten und Stromspitzen puffern.

Beispiele für die Anwendung:

• Netzteil-Ausgangsspannung stabilisieren
• Glättung nach Gleichrichtung
• Pufferung von Stromspitzen bei Motoren
• Versorgung von Funkmodulen absichern
• Energiespeicher für kurze Unterbrechungen

Längere Beschreibung:
Elektrolytkondensatoren sind polarisierte Kondensatoren mit hoher Kapazität (µF–mF-Bereich). Sie speichern Energie und geben sie bei Spannungseinbrüchen wieder ab. Typische Werte liegen zwischen 10 µF und 1000 µF für Mikrocontroller-Schaltungen.

Wichtig: Elektrolytkondensatoren sind polarisiert – Verpolung führt zur Zerstörung. Der Minuspol ist meist durch einen breiten Strich auf dem Gehäuse markiert. Platziere den Kondensator möglichst nahe an der Stromversorgung oder dem Verbraucher (z. B. Motor, Funkmodul). Achte auf Spannungsfestigkeit: Sie sollte mindestens 25–50 % über der Betriebsspannung liegen.

Beschriftung auf Elektrolytkondensatoren

Elektrolytkondensatoren sind deutlich größer als Keramikkondensatoren und haben eine klare Beschriftung:

• Kapazität in µF, z. B. 470 µF
• Spannungsfestigkeit in V, z. B. 16 V
• Polung: Langer Pin = Plus, Gehäuseseite mit Strich = Minus

Faustregel: Kapazität nach Bedarf, Spannung mit Reserve (z. B. bei 5 V Betrieb mindestens 10 V, besser 16 V).

Teileliste (Bill of Materials):

• Elektrolytkondensator 100 µF / 16 V
• Elektrolytkondensator 470 µF / 16 V
• Arduino UNO oder Nano
• ESP32 Devkit-C
• ESP8266 D1 Mini / NodeMCU
• Steckbrett, Kabel

Pinout & Verdrahtung:

• Achtung Polarität! Langer Pin = Plus, kurzer Pin = Minus (Markierung am Gehäuse).
• Spannung beachten: Arduino = 5 V, ESP = 3,3 V.

Arduino UNO – Pufferung am Mikrocontroller:

ESP32 – Pufferung am Mikrocontroller:

ESP8266 / D1 Mini – Pufferung am Mikrocontroller:

Bibliotheken & Installation:

• Keine zusätzliche Bibliothek nötig.

Verwendung mit Arduino (UNO/Nano)

Ein 470-µF-Kondensator zwischen 5 V und GND puffert Spannungseinbrüche.

void setup() {                        // Setup-Funktion
  Serial.begin(115200);               // Serielle Ausgabe starten
  pinMode(3, OUTPUT);                 // Pin 3 als Ausgang
}                                     // Ende setup

void loop() {                         // Hauptschleife
  digitalWrite(3, HIGH);              // Pin einschalten
  Serial.println("ON");               // Status ausgeben
  delay(500);                         // Warten
  digitalWrite(3, LOW);               // Pin ausschalten
  Serial.println("OFF");              // Status ausgeben
  delay(500);                         // Warten
}                                     // Ende loop

Der Kondensator sorgt für stabile Versorgung beim Schalten.

Verwendung mit ESP32

Elektrolytkondensator stützt 3,3-V-Schiene bei WLAN-Spitzen.

void setup() {                        // Setup-Funktion
  Serial.begin(115200);               // Serielle Ausgabe starten
  pinMode(22, OUTPUT);                // GPIO22 als Ausgang
}                                     // Ende setup

void loop() {                         // Hauptschleife
  digitalWrite(22, HIGH);             // Pin einschalten
  Serial.println("ON");               // Status ausgeben
  delay(500);                         // Warten
  digitalWrite(22, LOW);              // Pin ausschalten
  Serial.println("OFF");              // Status ausgeben
  delay(500);                         // Warten
}                                     // Ende loop

Die Versorgung bleibt stabil, auch bei Funklast.

Verwendung mit ESP8266/NodeMCU/D1 Mini

Ein 470-µF-Kondensator reduziert Brownouts beim WLAN-Connect.

void setup() {                        // Setup-Funktion
  Serial.begin(115200);               // Serielle Ausgabe starten
  pinMode(D2, OUTPUT);                // D2 (GPIO4) als Ausgang
}                                     // Ende setup

void loop() {                         // Hauptschleife
  digitalWrite(D2, HIGH);             // Pin einschalten
  Serial.println("ON");               // Status ausgeben
  delay(500);                         // Warten
  digitalWrite(D2, LOW);              // Pin ausschalten
  Serial.println("OFF");              // Status ausgeben
  delay(500);                         // Warten
}                                     // Ende loop

ESP8266 bleibt stabil, wenn Spannungsschwankungen auftreten.

Troubleshooting:

• Kondensator warm → Verpolt → richtig anschließen
• Spannung bricht trotzdem ein → Kapazität zu klein → größeren Wert einsetzen
• ESP rebootet bei WLAN → Zusatzkondensator 470–1000 µF einsetzen
• Kondensator platzt → Spannungsfestigkeit zu niedrig → 25–50 % Reserve wählen
• Keine Wirkung → zu weit weg vom Verbraucher → näher an VCC/GND platzieren
• Flackernde LEDs → Elko zu träge → zusätzlich 100 nF Keramik parallel setzen
• Störsignale im ADC → großer Elko parallel zu kleineren Keramik-Cs kombinieren

Projektideen:

• Leuchtende Ostereier mit Arduino
• Kaugummiautomat mit Arduino, RGB-LEDs und Sound
• Arduino Rheinturm –Lichtzeitpegel
• Stepper-Motor mit dem DRV8825 steuern
• Automatischer Arduino Aufzug für ein Hochhausmodell
• US Police Lights mit Arduino und WS2812-LED-Strip

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