Датчик температуры и влажности Ардуино DHT11

Ардуино датчик влажности и температуры DHT11 является одним из самых популярных для проектов мониторинга погоды.

О датчике

DHT11 – датчик влажности и температуры, который генерирует откалиброванный цифровой выход и может быть интерфейсом для любого микроконтроллера, такого как Arduino и Raspberry Pi, и получать мгновенные результаты.

DHT11 – это недорогой прибор, который обеспечивает высокую надежность и долговременную стабильность.

В этом проекте построена небольшая схема для интерфейса с датчиком температуры на Arduino. Одним из основных применений подключения данного сенсора к Arduino является мониторинг погоды.

Виды датчиков

Сегодня производитель Arduino проявил большую силу в сообществе разработчиков электронных приложений и распространил различные модули, которые позволяют проектам Arduino датчиков быть более гибкими.

Рассмотрим основные виды приборов, построенных на рассматриваемой платформе:

1. Вращательный: в основном, резистор, подключенный к потенциометру и трехконтактному разъему, который позволяет подключать аналоговый выход и подавать его VCC и GND. Часто используется для определения положения двигателя, как сервомотора, так и шагового, постоянного тока и других. По-другому можно назвать – Ардуино датчик тока или Аrduino датчик движения.
2. Звуковой: оснащен микрофоном, операционным усилителем LM386 и потенциометром, позволяющим захватывать любой звук вокруг него и превращать его в аналоговый сигнал с 0V до VCC, который может быть преобразован в сигнал Аrduino от 0 до 1024 в резолюции ADC. Существуют различные приложения для такого типа, которые относятся к аудиозахвату. Также существует ультразвуковой датчик Ардуино.
3. Обнаружитель дыма: используется в системах обнаружения пожара, является прибором, который выявляет дым и газ, может быть откалиброван с помощью потенциометра, а выходной сигнал подключается к аналоговому входному модулю. Эти Ардуино-датчики имеют, помимо прочего, варианты MQ-2, MQ-3, MQ4 и дифференцируются по типу обнаруженного вещества, метана, спирта, пропана и другие.
4. Детонация: предназначен для обнаружения сбоев или известен, как перкуссионный. Передает цифровой сигнал, когда обнаруживает изменение. Может быть подключен к цифровому входу на плате разработки Arduino и обнаруживать сигнал, который генерируется при наличии какого-либо удара.
5. Ардуино-датчик температуры: предназначается для измерения состояния окружающей среды. К таким можно отнести Аrduino dsl8b20.

Распиновка и принципиальная схема подключения

Распиновка у датчиков данного типа довольно простая. Независимо от того сколько выводов у вашего сенсора - рабочих выводов всего 3:

Принципиальная схема при подключении к микроконтроллеру может выглядеть таким образом:

Устройство датчиков и схема подключения к Ардуино

DHT11 входит в состав приборов отслеживания влажности DHTXX. Другим датчиком в этой серии является DHT22. В результате они будут измерять как влажность, так и температуру. Хотя DHT11 дешевы и медленны, они очень популярны среди любителей и начинающих.

DHT11 состоит из 3 основных компонентов. Датчик влажности резистивного типа, термистор NTC и 8-разрядный микроконтроллер, который преобразует аналоговые сигналы и отправляет одиночный цифровой сигнал.

Этот цифровой сигнал может быть прочитан любым микроконтроллером или микропроцессором для дальнейшего анализа.

DHT11 состоит из 4 контактов: VCC, Data Out, Not Connected (NC) и GND. Диапазон напряжения для вывода VCC составляет от 3,5 до 5,5 В. Питание 5 В будет достаточно. Данные на выводе Data Out являются последовательными цифровыми данными.

DHT11 может измерять значение влажности в диапазоне 20-90 % относительной влажности (RH) и температуру в диапазоне 0-50 ⁰ С. Период выборки составляет 1 секунду.

Все DHT11 точно калибруются в лаборатории, а результаты хранятся в памяти. Между любыми микроконтроллерами, такими как Arduino и DHT11 Sensor, может быть установлена ​​однопроводная связь.

Кроме того, длина кабеля может достигать 20 метров. Данные состоят из целочисленных и десятичных частей, как для относительной влажности (RH), так и для температуры.

Данные от DHT11 и Ардуино датчиков движения состоят из 40 бит, и формат выглядит следующим образом:

8 бит данных для интегрального значения RH, 8 бит данных для десятичного значения RH, 8 бит данных для интегральных значений, 8 бит данных для интегрального значения температуры и 8 бит данных для контрольной суммы.

Скетч для работы с датчиком

Давайте посмотрим теперь на код благодаря которому сенсор будет взаимодействовать с нашей платой (схема подключения выше):

#include "DHT.h"
#define dht_apin A0 // Аналоговый контакт к которому подключен датчик
 
dht DHT;
 
void setup(){
 
  Serial.begin(9600);
  delay(500);//Задержка для загрузки системы
  Serial.println("DHT11 сенсор влажности и температуры\n\n");
  delay(1000);//Подождите, прежде чем обращаться к датчику
 
}//end "setup()"
 
void loop(){
  //Начало программы 
 
    DHT.read11(dht_apin);
    
    Serial.print("Текущая влажность = ");
    Serial.print(DHT.humidity);
    Serial.print("%  ");
    Serial.print("температура = ");
    Serial.print(DHT.temperature); 
    Serial.println("C  ");
    
    delay(5000);//Подождите 5 секунд, прежде чем снова обратиться к датчику
 
  //Самый быстрый должен быть раз в две секунды
 
}// окончание цикла loop()

Код получился таким небольшим, т.к. мы в самом начале задействовали библиотеку для сенсора. Скачать библиотеку можно по ссылке или на этой странице в разделе "Библиотеки".

Arduino DHT11 – относительно дешевый прибор для измерения температуры и влажности. DHT22 похож на DHT11 и имеет большую точность. Однако эта библиотека не подходит для DHT21 или DHT22, поскольку они имеют другой формат данных.

Проверьте DHTlib на поддержку этих датчиков. Эта библиотека протестирована на MEGA2560 и подтверждена работой на Arduino 2009. Niesteszeck создал библиотеку DHT11, управляемую прерываниями. Энди Дальтон сделал модифицированную версию. Разница в том, что DATAPIN определен в конструкторе, в результате чего полагается один выделенный объект на приспособление.

С помощью одножильного приспособления DS18B20 мы можем измерять температуру от -55 ℃ до 125 ℃ с точностью ± 5.

В итоге мы должны на выходе увидеть вот такие данные:

Получение данных

Рассмотрим данные, полученные от DHT11.

00100101 00000000 00011001 00000000 00111110.

Эти данные можно разделить на основе указанной выше структуры следующим образом:

Чтобы проверить правильность полученных данных, нам нужно выполнить небольшой расчет. Добавьте все значения интегральных и десятичных значений RH и температуры и проверьте, равна ли сумма величине контрольной суммы, т. е. последним 8-битным данным:

00100101 + 00000000 + 00011001 + 00000000 = 00111110

Это значение совпадает с контрольной суммой и, следовательно, полученные данные действительны. Теперь, чтобы получить значения RH и температуры, просто преобразуйте двоичные данные в десятичные данные:

• RH = Десятичное значение 00100101 = 37%
• Температура = Десятичное значение 00011001 = 25⁰C

Датчик влажности и температуры DHT11 позволяет легко добавлять данные в ваши проекты электроники DIY. Он идеально подходит для удаленных метеорологических станций, домашних систем управления окружающей средой и систем мониторинга фермы или сада.

Дополнительные сенсоры

Кроме сенсоров, которые мы рассмотрели выше можно присмотреться и к другим датчикам для Ардуино:

1. Датчик температуры + влажности. Вы можете использовать этот совместимый с Arduino гаджет для контроля температуры окружающей среды или влажности. В качестве основного проекта вы можете подключить ЖК-дисплей к Arduino и отображать температуру в помещении/влажность.
2. Датчик инфракрасного излучения, также называемый «инфракрасным излучающим диодом». Он работает с 38KHz модулирующим сигналом. Можно использовать для отправки кода в другой Arduino или для управления телевизором.
3. Фоторезистор. Сопротивление компонента будет варьироваться в зависимости от интенсивности света, которому он подвергается. Является резистором, сопротивление которого падает, когда свет попадает на него.
4. Ультразвуковой прибор расстояния автоматически отправляет аудиосигнал 40 кГц и определяет, есть ли импульсный сигнал назад. Он посылает сигнал, и если он получает обратно, то вычисляет пройденное расстояние, таким образом, расстояние от приспособления до объекта перед ним. Он может ощущать объект в диапазоне: 2 см ~ 500 см.
5. Датчик детонации. Проще говоря, это переключатель, который включается, когда он обнаруживает стук. Существует светодиод, который также дает визуальный сигнал состояния, высокий или низкий.
6. Звуковой будет обнаруживать окружающий звук. Это лучше всего использовать для таких проектов, как голосовые чейнджеры.
7. Обнаружение напряжения (выше/ниже). Определяет уровень напряжения любого поставщика постоянного тока, до 25 вольт. Критические точки перенапряжения/пониженного напряжения могут быть отрегулированы.
8. Определитель влажности и температуры. Arduino датчик влажности почвы помогает определить условия для комфортного существования комнатных и тепличных растений.

В целом, для каждого радиолюбителя есть огромный выбор для создания устройств разного назначения. О многих мы писали ранее, но о многих нам еще предстоит поговорить.