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Kondensator

Ein Kondensator speichert etwas Ladung und gibt sie schnell wieder ab. Keramikkondensatoren stabilisieren Versorgungsschienen, filtern Signale und bestimmen Zeiten.

Was er macht#

Ein Kondensator sperrt Gleichstrom (DC), lässt aber Änderungen durch. Ladung fließt hinein, wenn die Spannung steigt, und wieder heraus, wenn sie fällt. Ein Kondensator an einer Versorgung wirkt deshalb wie ein winziger lokaler Akku, der kurze Stromspitzen abdeckt. Mit einem Widerstand bildet er einen Timer oder einen Filter: die Zeitkonstante τ = R × C gibt an, wie lange die Spannung braucht, um etwa zwei Drittel des Weges zurückzulegen.

Die SMD-Teile auf Maker-Platinen sind Vielschicht-Keramikkondensatoren (MLCC). Sie haben keine Polarität. Große Werte in kleinem Gehäuse werden mit Keramik vom Typ X5R/X7R gebaut; präzise kleine Werte (Quarz-Lastkapazität, Filter) nutzen C0G/NP0.

Wichtige Kenngrößen#

  • Kapazität: 100n = 100 nF = 0.1 µF; 1u = 1 µF.
  • Spannungsfestigkeit: mindestens die Spannung der Schiene, besser das Doppelte.
  • Dielektrikum: X7R/X5R für Versorgungsaufgaben. Sie verlieren unter Gleichspannung Kapazität (ein 10 µF 0805 kann bei 5 V nur noch die Hälfte liefern), also großzügig wählen. C0G für alles, was eine Frequenz bestimmt.

Beispiel: eine RC-Resetverzögerung#

Beispielschaltung: 10 kΩ × 1 µF = 10 ms: EN steigt nach dem Einschalten langsam an, sodass der Chip erst startet, wenn die Versorgung stabil ist. Der Taster zieht EN für einen Reset auf low.
10 kΩ × 1 µF = 10 ms: EN steigt nach dem Einschalten langsam an, sodass der Chip erst startet, wenn die Versorgung stabil ist. Der Taster zieht EN für einen Reset auf low. Öffne das Beispiel capacitor_en_delay von dieser Seite in PCB Canvas: „In meinen Schaltplan einfügen“.

Genau das empfiehlt Espressif für den EN-Pin jedes Moduls mit ESP32 (siehe ESP32-C3).

Typische Werte#

Aufgabe Wert
Abblocken an einem Chip-Pin 100 nF X7R, 0603
Puffer auf einer 3.3 V-Schiene 10 µF X5R, 0805
Regler Ein-/Ausgang 1 µF – 22 µF (nach Datenblatt)
Quarz-Lastkapazität 10–33 pF C0G

Stolperfallen#

  • Weit weg vom Pin = nutzlos. Ein Abblockkondensator wirkt nur mit einem kurzen Weg zum Pin und zur Masse. Siehe Abblockkondensatoren.
  • Riesige Kondensatoren an Signalen. Ein großer Kondensator an einem Strapping-Pin (GPIO9 eines ESP32-C3) verzögert ihn so stark, dass der Chip im falschen Modus bootet.

Footprint#

  • Handlöten: 0805. Keramikkondensatoren haben keine Beschriftung; halte sie beschriftet aufbewahrt.
  • JLCPCB-Bestückung: 0603 für ≤ 1 µF, 0805 für 10–22 µF. Alle Werte im Katalog sind Basic Parts.