Holzfeuchtemessgerät / wood moisture content meter
Da ich in einem Fachwerkhaus ein Badzimmer sanieren möchte und sich dort aber die Geister zum Thema "Innendämmung" scheiden habe ich lange überlegt, wie ich sicherstellen kann, das die Fachwerkbalken nicht feucht werden und verschimmeln.Jeder hat zum Thema Innendämmung eine andere Meinung. Lange habe ich meine Dämmvariante hin und her berechnet.
Da ich in einem Fachwerkhaus ein Badzimmer sanieren möchte und sich dort aber die Geister zum Thema "Innendämmung" scheiden habe ich lange überlegt, wie ich sicherstellen kann, das die Fachwerkbalken nicht feucht werden und verschimmeln.
Jeder hat zum Thema Innendämmung eine andere Meinung. Lange habe ich meine Dämmvariante hin und her berechnet.
Nun möchte ich die Holzfeuchte regelmäßig überprüfen. Wird es zu feucht, muss ich ggf. das Bad wieder abreißen ;(. Aber ich bin guter Dinge.
Aufmerksam bin ich hier geworden:
http://www.ibp.fraunhofer.de/content/dam/ibp/de/documents/Publikationen/Konferenzbeitraege/Deutsch/KB_4_tcm45-30959.pdf
hier wird permanent an einem Versuchsgebäude gemessen.
Also entstand die Idee, hinter der Dämmung mehrere Messsensoren anzubringen und ein eigenes Messgerät eigens dafür zu bauen.
So habe ich mal durch meine Elektronikwerkstatt "gekehrt" und ein paar brauchbare komponiert ;).
Nutzlich war dieser Artikel:
http://www.vtt.fi/inf/pdf/publications/2000/P420.pdf
Hierraus gehen die Holzwiderstände verschiedener Holzsorten sowie Mathematische Formeln dafür usw. hervor.
Die Holzwiderstände gehen bis 1000MOhm, sind Holzsortenabhängig und Temperaturabhängig.
Diese Holzsorten stehen darin:
pine = Kiefer
spruce = Fichte
birch = Birke
oak = Eiche
beech = Buche
alder = Erle
larch = Lärche
Ich hab nun ein einfaches Gerät dazu entworfen, gebaut, kalibriert und getestet. .... Es funktioniert!!!!!!
Ein 8bit Mikrokontroller, eine alte 7-SegmentAnzeige, einen Analog Temperatursensor, Ein paar Transistoren. Fertig.
Komplizierte Mathematik und Fließkomma sind mit dem 8-Bit MCU leider nicht möglich. Also habe ich mit Tabellen gearbeitet (EEPROM) und Interpoliert. Rechne ich die von "Hand" gemessenen Werte nach, Stimmen die mit Holzfeuchtemesser gemessenen Werte überein.
Es gibt im C-Programm einen Programmteil, welcher den EEPROM mit der Tabelle befüllt. Fuse EESave Setzen nicht vergessen!
Nach dem "Befüllen" muss dieser Programmteil wieder raus, da das Programm sonst nicht in den Speicher passt. (Attiny461A)
Dann den Temp-Sensor Kalibrieren. Hier gibt es einen Inaktiven Programmteil, welcher den Widerstand vom Temperatursensor anzeigt, Diesen Aktivieren und mit Standard Widerständen kalibrieren. Die Genauigkeit ist ausreichend genau.
Als Sensor kommt ein KYT81-220 zum Einsatz.
Ist der Sensor kalibriert, gibt es einen weiteren Inaktiven Programmteil , welcher die ADC-Wert des MOHM-Messteil wiedergibt. Die Werte für 1, 10, 30, 60, 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000MOhm aufschreiben und ins Programm in die entsprechende Matrix schreiben. Fertig kalibriert!
Der Kallibrierwiderstand ist als Foto zu sehen ... so sieht ein 1000MOhm Widerstand aus. Hat bestimmt noch keiner gesehen! Die Genauigkeit ist ausreichend!
Das Gerät ist bei mir so kalibriert, das ich die Werte bei späterer Einsatztemperatur 22°C eingetragen habe. Solange ich bei dieser Temperatur messe, stimmen die Werte! Ändere ich die Gerätetemperatur, weichen die Werte leicht ab. Wer es genauer haben will, kann ggf. den internen Temperatursensor noch auslesen und weiter interpolieren.
Jetzt kommen ca. 9 Sensoren in meine Wand und ein 12-fach umschalter.
Ein Sensor besteht aus einem 4-poligem geschirmtem Kabel, ca. 5m Lang. Die Schirmung Sensorseitig offen. 2 Kabel für den Temperatursensor KYT81-220. 2 Kabel für den Holzwiderstandmesser ( zwei Edelstahlschrauben Durchmesser 3.5 x 40 Lang, in 2 cm Abstand voll eingeschraubt in das Holz, jede bekommt zwei U-Scheiben und etwas Fett, zwischen die Scheiben das Kabel). Direkt nach dem Einschrauben ca. 1 Stunde ruhen lassen!
Jede Sensormessung pegelt sich nach etwa drei Messzyklen ein. Der MOhm-Messer ist sehr träge! Kein Wunder bei dem Widerstand.
Das Gerät zeigt folgendes im Wechsel an, jeweils für 2 Sekunden:
-Batteriezustand in Prozent bzw. Lo für Leer.
-Temperatur an der Messstelle
-Holzfeuchte in %
Das Holz darf maximal 20% feucht sein!
Das Gerät zeigt Werte an für eine Sensortemperatur -10°C bis + 40°C sowie Widerstandswerte von 1-1000MOHM. Das entspricht dem normalen Feuchtigkeitsbereich.
In der angefügten EXCEL Tabelle stehen die genauen Formeln für den Sensor und die Holzfeuchteberechnung lt. der PDF aus o.g. Link.
Viel Spaß beim Nachbauen
Discussion (2 comments)
Virginijus kandrotas kandrotas 6 years ago
wollte fragen ob gerät mit gleichen Prinzip würde für Mauer, Putz oder andere feste Materialien funktionieren. Ich arbeite an ein IoT Projekt und brauche ein Feuchtigkeitssensor (etwas wie https://de.trotec.com/produkte-services/messgeraete/feuchte/feuchtemessgeraete/bm31-feuchteindikator/ nachbauen). Besser wäre mit Elektroden, welchen man im Mauer fest schraubt.
Vielen dank in voraus,
Virginijus
Virginijus kandrotas kandrotas 6 years ago
Tueftler 6 years ago
Haydn 9 years ago
Werter Tüftler !
Hochachtung vor Deinen Messambitionen ! Physikalisch betrachtet, ist in diesem Fall über der Innendämmung zum Schutz der Dämmung und zum Schutz des Fachwerkes wohl eine sogenannte Dampfsperre erforderlich. Dadurch wird die warme Luft von innen, die auch viel Feuchtigkeit aufnehmen kann im Unterschied zu einer kalten Luft, davon abgehalten, in die Dämmung und ins Fachwerk zu gelangen. Also vielleicht von innen gesehen zuerst Gipskarton, dann Dampfsperre, dann Dämmung. Denn die warme feuchte Luft von innen kommend, würde im kälteren Dämmungsmaterial und am Fachwerk kondensieren. Mit der Messung dringst Du schon etwas unter die Holzoberfläche und dort kann es schon trockenener sein als auf der Oberfläche, wo der Pilz aber zu wachsen anfängt. Vielleicht hilft meine Meldung.
Gruß aus Austria
Tueftler 7 years ago
Also als Kabel habe ich eine Signalleitung genommen. Die ist 4-polig mit Schirmung. Es ist bei mir keine Litze, sondern massiver Draht. Litze sollte aber auch gehen. Also 4-poliger Klingeldraht mit Schirmung. Der Schirm ist auf Masse. Zwei Leitungen gehen zum Temperatursensor. Zwei zum Holzfeuchte"sensor".
Ich habe als "Sensor" zwei Edelstahlsenkschrauben 3.5 x 40 genommen und auf jede Schraube zwei passende Unterlegscheiben aus Edelstahl. Den Draht habe ich etwa 3 cm abisoliert und auf die Schraube gewickelt. Ich "Festschraubrichtung" gewickelt. Dann Schraube - Scheibe - Draht - Scheibe. Etwas Fett habe ich auch noch zwischen die Scheiben gegeben, um den Draht auf Lebesdauer zu schützen. Dann die Schraube schön fest ins Holz schrauben. Die zweite Schraube in genau 1.5cm Abstand. Das ist der Holzwiderstandsmesser. Den Temperatursensor habe ich direkt an das Kabel angelötet und gut mit Schrumpfschlauch überzogen. Den Temperatursensor habe ich direkt neben den Holzwiderstandsensor plaziert und ein etwa 6x6cm großes Stück Kunststoff Mauersperrband darüber getackert. Darüber dann Blechgeflecht genagelt und gut verputzt. Funktioniert bis heute!
Bei mir sinkt die Holzfeuchtigkeit langsam, aber sie sinkt. Bin unter 13%.
D.h. Dämmtechnisch alles richtig gemacht ;)
Kleiner Tipp. Die ADC-Referenz im Attiny ist sehr Temperaturanfällig! Dieses Gerät geht bei 20° sehr genau. Bei Temperaturabweichung aber nicht mehr. Ich empfehle eine Externe genaue Spannungsreferenz zu verwenden.
Viel Spaß beim Basteln
Tüftler
Christian Riss 7 years ago
Vielen Dank für deine Beschreibung.
Genau so etwas suche ich, um meine Holzdecke mit einem Flachdach zu "überwachen". Leider verstehe ich nicht welche Kabel genau verwendet werden sollen bzw. wie diese mit den Schrauben verbunden werden. Kannst du das noch genauer beschreiben und evlt. ein Bild deines Projekts mit hochladen?
Vielen Dank
Grüße
Chris
Tueftler 9 years ago