Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Umgebungswerte Messen in Sauna


von Markus W. (markusw36)


Lesenswert?

Hallo,

Ich würde gerne mal ein kleines Messgerät reslisieren mit dem es möglich 
ist die Temperatur, Luftfeuchtigkeit und einige Gaswerte in der Luft zu 
messen um die Qualität der Aufgüsse beurteilen zu können.  Vor allem 
würde ich gerne den CO2 Wert messen, und den anstieg dieses Wertes 
dokumentieren. Mein Problem ist nun, dass ich keinen Sensor finde der 
Preislich irgendwie interessant und relevant wäre, da es sich hier um 
ein Hobby Projekt handelt und mein Budget nicht sehr groß ist. Gibt es 
Sensoren für einen Temperaturbereich bis mindestens 100-105? Gibt es 
Möglichkeiten den Sensor zu schützen falls diese Temperaturen 
überschritten werden?

Lg
Markus

von Pete K. (pete77)


Lesenswert?

DS18S20 sollte bis 125°C gehen.

von Rufus Τ. F. (rufus) Benutzerseite


Lesenswert?

CO2 ist schwerer als Luft, d.h. es ergibt sich ein 
Konzentrationsgradient von oben (geringe Konzentration) nach unten (hohe 
Konzentration). Mit der Temperatur ist es in der Sauna genau 
andersherum; wenn Du Deinen CO2-Sensor also nicht an der Decke 
anbringst, sondern knapp oberhalb des Fußbodens, wird er einerseits 
nicht so heiß und kann andererseits deutlich höhere Werte ermitteln.

von A.. P. (arnonym)


Lesenswert?

Der LM35 geht bis +150°C. Das sollte für eine Sauna reichen und falls da 
die Temperatur doch noch überschritten werden sollte, solltest du dir 
mehr Gedanken über Brandschutz machen, als über den kleinen Sensor :P

: Bearbeitet durch User
von Pete K. (pete77)


Lesenswert?


von Rufus Τ. F. (rufus) Benutzerseite


Lesenswert?

Temperaturfühler sind hier das geringste Problem. Die gibt es auch in 
Temperaturbereichen, bei denen die Sauna (und das umgebende Haus) 
abbrennen können und die dabei auftretenden Temperaturen genauestens 
erfasst werden.

Die anderen Sensoren, CO2, Luftfeuchtigkeit etc. sind hier deutlich 
spannender.

von Markus W. (markusw36)


Lesenswert?

Rufus Τ. F. schrieb:
> CO2 ist schwerer als Luft, d.h. es ergibt sich ein
> Konzentrationsgradient von oben (geringe Konzentration) nach unten (hohe
> Konzentration). Mit der Temperatur ist es in der Sauna genau
> andersherum; wenn Du Deinen CO2-Sensor also nicht an der Decke
> anbringst, sondern knapp oberhalb des Fußbodens, wird er einerseits
> nicht so heiß und kann andererseits deutlich höhere Werte ermitteln.

An das Problem habe ich noch gar nicht gedacht! Wenn der Sendor in der 
Mitte platziert wird sollt doch eigentlich durch die Luftbewegungen die 
bei einem Aufguss erzeugt werden reichen um sagen zu können das dies dem 
mittelwert entspricht oder? (Falls nicht reicht dies trotzdem aus um 
referenzen zu erzeugen wenn der Sensor jedes mal gleich positioniert 
wird).



Danke für die Tips mit den Temperatursensoren ich hatte vergessen zu 
erwähnen das ich solche zur genüge gefunden habe die gibts ja wie man so 
schön sagt wie Sand am Meer ;)
Mein Problem liegt eher bei dem Gas Sensor/en ich habe mich mal für 
einen O2 Sensor schlau gemacht aber die „normalen“ welche Preislich usw 
geiegnet wären haben nicht die geforderte maximal Temperatur und eine 
Lambda Sonde welche mit dieser Temperatur geeignet wäre ist wieder 
relativ aufwendig da sie beheizt werden muss und dann noch ein größerer 
Spannungsbereich zur Verfügung gestellt werden muss usw..

von Markus W. (markusw36)


Lesenswert?

Pete K. schrieb:
> CO2 sensoren:
> https://www.aliexpress.com/item/Carbon-Dioxide-CO2...
> https://www.aliexpress.com/item/VBESTLIFE-High-Sen...

Hallo Peter,
Danke für die Vorschläge aber laut Datenblatt ist die Arbeitstemperatur 
bei beiden Sensoren bei maximal 50°C und da komme ich ja nicht mal 
richtig ins schwitzen ;)

von Olaf (Gast)


Lesenswert?

> Danke für die Vorschläge aber laut Datenblatt ist die Arbeitstemperatur
> bei beiden Sensoren bei maximal 50°C und da komme ich ja nicht mal

Tja, da hast du dann wohl ein Problem. Dir wuerde ja auch der uebliche 
industrielle Temperaturbereit bis +85C nicht reichen und der ist dir 
sicherlich schon zu teuer.

Und dann hast du noch ein weiteres Problem von dem du bisher noch nicht 
mal geahnt hast. Du kannst CO2 mit chemischen Sensoren messen. Die 
werden vermutlich relativ langsam und sehr temperaturempfindlich sein. 
Oder mit einem NDIR Sensor. Die sind entweder sehr teuer oder sehr 
unempfindlich wie das Beispiel von Alibaba, aber sie haben auch noch 
eine hohe Querempfindlichkeit gegen Wasserdampf. Den muesstest du auch 
noch entfernen bevor du CO2 messen kannst.

Olaf

von Martin S. (strubi)


Lesenswert?

Moin,

hast du dir mal die Winsen MQ-Reihe der Metalloxid-basierenden Sensoren 
angesehen? Da da keine Elektronik drinsteckt, kannst du relativ günstig 
VOC messen, allerdings auch sehr breitbandig und bei höheren 
Temperaturen betrittst du sicher Neuland. Zudem sind die eben bezüglich 
Feuchtigkeit so anfällig, dass es auf eine kleine Wissenschaft in 
Kompensierung rausläuft oder du anderweitig die Bedingungen 
stabilisieren musst. Sobald wer in der Sauna dann Wasser, allenfalls mit 
Minzöl versehen, auf die Steine kippt, dürften die Sensoren auch mal 
chaotisch rumdriften und danach noch rumzicken.
In der automatischen Rekalibrierung steckt dann etwas algorithmischer 
Hirnschmalz, den du selber implementieren musst.

Ansonstem habe ich mit einem TI hdc1080 gute/reproduzierbare Ergebnisse 
für H/T erhalten, aber bei den Arbeitstemperaturen einer Sauna keine 
Erfahrung.

Und CO2 von VOC zu unterscheiden, wäre dann wohl wieder etwas 
Korrelationsaufwand mit einem teuren NDIR..

von Lutz (Gast)


Lesenswert?

Rufus Τ. F. schrieb:
> CO2 ist schwerer als Luft, d.h. es ergibt sich ein
> Konzentrationsgradient von oben (geringe Konzentration) nach unten (hohe
> Konzentration). Mit der Temperatur ist es in der Sauna genau
> andersherum; wenn Du Deinen CO2-Sensor also nicht an der Decke
> anbringst, sondern knapp oberhalb des Fußbodens, wird er einerseits
> nicht so heiß und kann andererseits deutlich höhere Werte ermitteln.

Nein, denn durch den grossen Temperaturunterschied wird das sehr schnell 
und kräftig verwirbelt.

von Lutz (Gast)


Lesenswert?

Das gilt für CO2, für die Temperatur stimmt es.

von Alex G. (dragongamer)


Lesenswert?

Ist das deine eigene Sauna?
Für CO2 würde ich das so angehen, mittels eines Schlauches und kleiner 
Luftpumpe, Luft nach draußen zu befördern und durch ein geeignetes 
System (Spirale in Kühflüssigkeit + Wasserabscheider) abzukühlen.

: Bearbeitet durch User
von Dennis R. (dennis_ec) Flattr this


Lesenswert?

Luftfeuchtigkeit kannst du einfach und genau über die Taupunkttemperatur 
messen.

Mach ein Docht nass wo der Fühler drinnensteckt und setze ihn in einen 
Luftstrom, der Docht kühlt sich auf Taupunkttemperatur ab und dann kann 
man das zurückrechnen auf eine Relative Feuchte.

von Karl (Gast)


Lesenswert?

O2 brauchste nicht messen. Bis Du da eine Änderung misst haste Du mit 
CO2 ein Problem.

CO2 würde ich absaugen, kühlen und Wasser abscheiden, dann messen.

RH ist viel interessanter. Viele der "billigen" Sensoren aus 
Wetterstationen kannste vergessen, die gehen nicht bis 100% und haben 
nach einer Sättigung eine stundenlange Erholzeit, manche auch einen 
bleibenden Offset. Und bei hohen Temperaturen steigen die gleich ganz 
aus, RH ist aber zwingend mit der Temperatur verbunden. Ein 
Taupunktsensor könnte hier ein Ansatz sein.

Ansonsten könnte man noch Streuung in der Luft optisch messen. Aber ob 
sich daraus was Sinnvolles ableiten läßt ausser: Nach dem Aufguss ist 
verstärkt mit Nebel zu rechnen...

von markusw36 (Gast)


Lesenswert?

Also die Luftfeuchtigkeit dürfte nicht alzu viele Probleme bereiten 
denke ich da die Luftfeuchtigkeit zb in einer Finischen Sauna zwischen 
10%-30% liegt (recherchiert mithilfe von google dort werden diese Werte 
in mehreren Seiten angegeben) hier ist eher die Frage wie die Dinger auf 
höhere Temperaturen reagieren.

Den Gedanken eine passive Kühlung einzubauen hatte ich auch schon. 
Hierfür hätte ich mir überlegt ein Kupferrohr zu einer Spiare biegen 
welches dann in Eis eingelegt werden kann, dies sollte die 
Lufttemperatur in den gültigen Arbeitsbereich bringen können. Ich müsste 
dann jedoch einen Lüfter mit einbauen denke ich dass auch wirklich die 
Raumluft gemessen wird und nicht die stehende Luft in dieser 
Kupferspirale oder reicht die Beweung aus die durch die Thermik und 
sonstige Einflüsse entsteht?

Eine passive Kühulung hätte auch den Vorteil, dass ich einen LiPo akku 
mit einbauen kann der dann auch passiv gekühlt wird dort hatte ich bis 
jetzt eher geplannt diesen thermisch zu isolieren, dass sollte für eine 
maximale Messdauer von 15 Minuten ausreichen.

von Karl (Gast)


Lesenswert?

markusw36 schrieb:
> Also die Luftfeuchtigkeit dürfte nicht alzu viele Probleme bereiten
> denke ich da die Luftfeuchtigkeit zb in einer Finischen Sauna zwischen
> 10%-30% liegt

Das ist ein Denkfehler: RH wird angegeben als absoluten Wasseranteil in 
der Luft / maximal möglicher Wasseranteil bei dieser Temperatur, in %. 
Das können die Sensoren aber nicht messen. Die Sensoren messen irgendwas 
mit Anzahl der Wassermoleküle, meist durch Veränderung eines 
Dielektrikums. Also eine Größe, die proportional zum absoluten 
Wasseranteil ist.

Zwar hast Du in der Sauna nur 30% RH, aber da das Aufnahmevermögen der 
Luft bei den hohen Temperaturen sehr groß ist, hast Du dennoch einen 
hohen absoluten Anteil an Wassermolekülen. Und diese vielen 
Wassermoleküle muss der Sensor erfassen können. Erst dann kann er daraus 
die RH berechnen.

Nur um mal die Größenordnung zu verdeutlichen: Bei 20°C und 100% RH 
liegt der Wassergehalt in der Luft bei etwa 17g/m³. Bei 100°C und 30% RH 
liegt er bei 170g/m³.

von Lothar Mayer (Gast)


Lesenswert?

Ich verstehe die ganze Messerei nicht.

Die Gasanteile der Luft ändern sich doch nicht wenn die Temperatur 
steigt.
Die Zusammensetzung der Luft bleibt doch gleich, wie soll sich denn 
beispielsweise der CO2-GEHALT verändern und wodurch?

Das Gasvolumen nimmt bei Erwärmung ab, das ist klar, aber selbiges 
interessiert kein Sensor.
Auch ein Aufguss ändern der nichts an der Gasmischung.

Dieses Unterfangen ist völliger Blödsinn.

von markusw36 (Gast)


Lesenswert?

Lothar Mayer schrieb:
> Ich verstehe die ganze Messerei nicht.
>
> Die Gasanteile der Luft ändern sich doch nicht wenn die Temperatur
> steigt.
> Die Zusammensetzung der Luft bleibt doch gleich, wie soll sich denn
> beispielsweise der CO2-GEHALT verändern und wodurch?
>
> Das Gasvolumen nimmt bei Erwärmung ab, das ist klar, aber selbiges
> interessiert kein Sensor.
> Auch ein Aufguss ändern der nichts an der Gasmischung.
>
> Dieses Unterfangen ist völliger Blödsinn.

Der Gasanteil ändert sich nicht durch den Aufguss und dem ändern der 
Temperatur. Jedoch nimmt der CO2 Gehalt in der Sauna Kammer im Laufe des 
Aufgusses zu da ja im ideal Fall auch Menschen während des Aufgusses 
anwesend sind welche beim Atmen Sauerstoff verbrauchen und CO2 
produzieren. Die Qualität des Aufgusses kann somit messtechnisch 
ermittelt werden indem gemessen wird wieviel CO2 oder O2 in der Luft zu 
beginn in der Sauna Kammer vorhanden ist (bei zu viel CO2 wurde zb. zu 
wenig gelüftet). Weiters ist es möglich zu sagen, dass ein Aufguss für 
die Menschen die im Aufguss anwesend sind "anstrengend" wird da der CO2 
Gehalt zum Schluss zu hoch wird (führt zu Kopfschmerzen, Atemprobleme, 
Krauslaufprobleme, usw.). Weiters kann man auch die Sauna Kammer dadurch 
analysieren wie der Aufguss gestaltet werden muss (z.b. wie Lange muss 
der einzelne Aufguss sein, wieviel Wasser wird benötigt) um Aufgüsse in 
verscheidenen Kammern gleich zu sein.

von andreas61 (Gast)


Lesenswert?

Hallo,
der hyt939 geht bis 125 Grad Celsius. Ich habe den im Zimmergewächshaus 
im Einsatz. Da geht es auch zu wie in der Sauna.

Andreas

von Rolf M. (rmagnus)


Lesenswert?

Lothar Mayer schrieb:
> Die Gasanteile der Luft ändern sich doch nicht wenn die Temperatur
> steigt.

Hat ja auch keiner behauptet.

> Die Zusammensetzung der Luft bleibt doch gleich, wie soll sich denn
> beispielsweise der CO2-GEHALT verändern und wodurch?

Durch Menschen, die üblicherweise in der Sauna verweilen? Meist ist so 
eine Sauna recht gut abgedichtet, da man die Wärme ja drinnen lassen 
will. Es gibt eine Entlüftung, aber irgendwie muss man ja mal 
rauskriegen, ob die ausreichend ist.

> Das Gasvolumen nimmt bei Erwärmung ab, das ist klar,

Ist es das? Entsteht dann in einer Ecke der Sauna ein Vakuum?
Ich hätte eher gesagt, dass die Dichte abnimmt. Das Volumen einer 
bestimmten Menge des Gases nimmt also zu, nicht ab.

: Bearbeitet durch User
von Lothar Mayer (Gast)


Lesenswert?

Rolf M. schrieb:
> Durch Menschen, die üblicherweise in der Sauna verweilen? Meist ist so
> eine Sauna recht gut abgedichtet, da man die Wärme ja drinnen lassen
> will. Es gibt eine Entlüftung, aber irgendwie muss man ja mal
> rauskriegen, ob die ausreichend ist.

In diesem Fall wäre der Saunaraum eindeutig zu klein bemessen, 
respektive die Belüftung fehlerhaft. Einen signifikanten CO2-Anstieg auf 
Grund von Atemluft darf es nicht geben.


>> Das Gasvolumen nimmt bei Erwärmung ab, das ist klar,
>
> Ist es das? Entsteht dann in einer Ecke der Sauna ein Vakuum?
> Ich hätte eher gesagt, dass die Dichte abnimmt. Das Volumen einer
> bestimmten Menge des Gases nimmt also zu, nicht ab.

Das ist richtig, wollte es so ausdrücken, habs aber verhunzt.

Dennoch halte ich das Ansinnen, die Gasanteile messen zu wollen für 
Unsinn, denn solche Sensoren sind sehr stark temperaturabhängig, d.h. 
für jede Messung müssten sie auf die gerade herrschende Temperatur 
kalibriert werden.

Ich habe mein ganzes Arbeitsleben lang Gasanteile gemessen, Nichtnur 
prozentual, sondern auch Partialdrücke und weiß wie anfällig solche 
Messungen sind. Im Hobbybereich kommt da überhaupt nichts heraus was 
auch nur annähernd der Realität entspräche,  man lässt es besser.

von Andreas M. (andreas61)


Lesenswert?

andreas61 schrieb:
> der hyt939 geht bis 125 Grad Celsius.

Muß mich korrigieren:
"Der maximale Taupunkt ist auf 80 °C eingeschränkt."

Andreas

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.