Materialien/plot Frequenzabhängige Kapazität.py

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
import math
from matplotlib.ticker import ScalarFormatter


def parse_file(filename):
    # Listen für die Daten
    frequencies = []
    capacitances = []
    resistances = []

    # Datei Zeile für Zeile lesen
    with open(filename, 'r') as file:
        for line in file:
            if line.strip():  # Leere Zeilen überspringen
                parts = line.split()

                if parts[7] == "INVALID":
                    continue

                # if float(parts[4]) < 0:
                #     continue

                # Frequenz und Konvertierung in Hz
                freq_value = float(parts[1])
                freq_unit = parts[2]
                if freq_unit == "kHz":
                    freq_value *= 1e3
                elif freq_unit == "MHz":
                    freq_value *= 1e6
                elif freq_unit == "Hz":
                    freq_value *= 1
                else:
                    print("Fehler freq")
                frequencies.append(freq_value)

                # Kapazität und Konvertierung in Farad
                cap_value = float(parts[4])
                cap_unit = parts[5]
                if cap_unit == "pF":
                    cap_value *= 1e-12
                elif cap_unit == "nF":
                    cap_value *= 1e-9
                elif cap_unit == "uF":
                    cap_value *= 1e-6
                # elif cap_unit == "F":
                #     cap_unit *= 1
                else:
                    print("Fehler freq")
                capacitances.append(cap_value)  # Pikofarad zu Farad

                # Widerstand und Konvertierung in Ohm
                res_value = float(parts[7])
                res_unit = parts[8]
                if res_unit == "kOHMS":
                    res_value *= 1e3
                elif res_unit == "MOHMS":
                    res_value *= 1e6
                elif res_unit == "mOHMS":
                    res_value *= 1e-3
                elif res_unit == "OHMS":
                    res_unit *= 1
                else:
                    print("Fehler res", res_unit)
                resistances.append(res_value)

    # Umwandlung in numpy-Arrays
    frequencies = np.array(frequencies)
    capacitances = np.array(capacitances)
    resistances = np.array(resistances)

    return frequencies, capacitances, resistances


def plot_data(frequencies, y_values):
    plt.figure(figsize=(10, 6))
    plt.plot(frequencies, y_values, label="Y-Werte (Platzhalter)", marker="o")
    plt.xscale("log")  # Logarithmische Skalierung der x-Achse
    plt.xlabel("Frequenz (Hz)")
    plt.ylabel("Y-Werte")
    plt.title("Logarithmischer Plot der Frequenz")
    plt.grid(which="both", linestyle="--", linewidth=0.5)
    plt.legend()
    plt.show()


def plot_Kapazität(capacitances_1, capacitances_2, capacitances_3, frequencies_1, frequencies_2, frequencies_3,
                   filename):
    # Plot
    plt.figure(figsize=(10, 7.5))

    # Mehrere Linien plotten
    # plt.plot(frequencies_1, capacitances_1, label='Keramikkondensator 1 nF', linestyle='-', color='blue')
    plt.plot(frequencies_2, capacitances_2, label='Folienkondensator 100 µF', linestyle='-', color='green')
    plt.plot(frequencies_3, capacitances_3, label='Elektrolytkondensator 100 µF)', linestyle='-', color='red')

    # Logarithmische Achsen
    plt.xscale('log')  # Logarithmische Skalierung der Frequenz
    # plt.yscale('log')  # Optional: Logarithmische Skalierung der Kapazität

    # Achsentitel und Beschriftungen
    plt.xlabel('f / Hz')
    plt.ylabel('C / F')
    # plt.title('Frequenzabhängige Kapazitäten')

    formatter = ScalarFormatter()
    formatter.set_powerlimits((-3, 3))  # Format wird bei Werten außerhalb von 10^-3 und 10^3 angewendet
    plt.gca().yaxis.set_major_formatter(formatter)  # Wendet den Formatierer auf die y-Achse an

    # Gitter und Legende
    plt.grid()
    # plt.grid(which='both', linestyle='--', linewidth=0.5)
    plt.legend()
    plt.tight_layout()

    # Anzeige des Plots
    # plt.show()
    plt.savefig(filename, dpi=600)


def plot_Impedanz(impedanz_betrag_1, impedanz_betrag_2, impedanz_betrag_3, frequencies_1, frequencies_2, frequencies_3, filename):
    # Plot
    plt.figure(figsize=(10, 6))

    # Mehrere Linien plotten
    # plt.plot(frequencies_1, impedanz_betrag_1, label='Keramikkondensator 1 nF', linestyle='-', color='blue')
    plt.plot(frequencies_2, impedanz_betrag_2, label='Folien 100 µF', linestyle='-', color='green')
    plt.plot(frequencies_3, impedanz_betrag_3, label='Elektrolyt 100 µF)', linestyle='-', color='red')

    # Logarithmische Achsen
    plt.xscale('log')  # Logarithmische Skalierung der Frequenz
    plt.yscale('log')  # Optional: Logarithmische Skalierung der Kapazität

    # Achsentitel und Beschriftungen
    plt.xlabel('Frequenz f [Hz]')
    plt.ylabel('Impedanz |Z| [Ohm]')
    # plt.title('Frequenzabhängige Kapazitäten')

    formatter = ScalarFormatter()
    formatter.set_powerlimits((-3, 3))  # Format wird bei Werten außerhalb von 10^-3 und 10^3 angewendet
    plt.gca().yaxis.set_major_formatter(formatter)  # Wendet den Formatierer auf die y-Achse an

    # Gitter und Legende
    plt.grid()
    # plt.grid(which='both', linestyle='--', linewidth=0.5)
    plt.legend()
    plt.tight_layout()

    # Anzeige des Plots
    # plt.show()
    plt.savefig(filename, dpi=600)


print("was mache ich mit negativen Kapazitäten?")
# Beispiel: Datei einlesen und plotten
filename_1 = "1nF.txt"  # Ersetzen durch den tatsächlichen Dateinamen
filename_2 = "100muF Folien vermutlich.txt"  # Ersetzen durch den tatsächlichen Dateinamen
filename_3 = "100muF Elektrolyt vermutlich.txt"  # Ersetzen durch den tatsächlichen Dateinamen
frequencies_1, capacitances_1, resistances_1 = parse_file(filename_1)
frequencies_2, capacitances_2, resistances_2 = parse_file(filename_2)
frequencies_3, capacitances_3, resistances_3 = parse_file(filename_3)

# Platzhalter für Y-Werte
impedanz_betrag_1 = resistances_1 / ((2 * math.pi * frequencies_1 ** 2 * resistances_1 ** 2 * capacitances_1 ** 2 + 1) ** 0.5)
impedanz_betrag_2 = resistances_2 / ((2 * math.pi * frequencies_2 ** 2 * resistances_2 ** 2 * capacitances_2 ** 2 + 1) ** 0.5)
impedanz_betrag_3 = resistances_3 / ((2 * math.pi * frequencies_3 ** 2 * resistances_3 ** 2 * capacitances_3 ** 2 + 1) ** 0.5)

# Daten plotten
# plot_Kapazität(capacitances_1, capacitances_2, capacitances_3, frequencies_1, frequencies_2, frequencies_3, "Frequenzabhängige_Kapazität_100muF.png")
# plot_Kapazität(capacitances_1, capacitances_2, capacitances_3, frequencies_1, frequencies_2, frequencies_3, "Frequenzabhängige_Kapazität_1nF.png")

plot_Impedanz(impedanz_betrag_1, impedanz_betrag_2, impedanz_betrag_3, frequencies_1, frequencies_2, frequencies_3, "Frequenzabhängige_Kapazität_Betrag Z.png")