Датчики температуры и влажности DHT11 и DHT22
DHT11 - вид спередиDHT11/DHT22 — довольно известные датчики для определения относительной влажности и температуры, состоят из емкостного датчика влажности и термистора. Также, датчик содержит в себе АЦП для преобразования аналоговых значений влажности и температуры.
Эти цифровые датчики основаны на протоколе, который для связи использует один провод/шину с открытым коллектором, поэтому обязательна подтяжка резистором 5-10кОм к плюсу питания. Основное различие между DHT11 и DHT22 заключается в том, что DHT22 имеет более высокое разрешение и более точен по сравнению с DHT11. Помимо этого, распиновка и программирование одинаковы для обоих.
В этой статье рассмотрены основы процесса протокола связи датчиков DHTxx. Кроме того, обратите внимание, что протокол, используемый DHTxx, не является то же, что и 1-проводная (1-Wire/OneWire) шина Dallas Semiconductor.
Содержание
1 Распиновка DHT22 и DHT11
2 Технические характеристики — DHT11 vs DHT22
3 Подключение датчиков DHT11/DHT22 к Arduino
4 Считывание данных с датчиков DHT11/DHT22
4.1 Процесс коммуникации
5 Формат данных DHT11/DHT22
6 Библиотеки и пример программы на Arduino
6.1 Пример программы — DHT_Unified_Sensor.ino
6.2 Результат
7 Материалы и Datasheet
8 Купить DHT11 и DHT22 на Aliexpress
9 Похожие записи
Распиновка DHT22 и DHT11
Распиновка DHT22 и DHT11 (pinout)
Выводы Описание
1 Vcc 3-5В питание
2 Data out Вывод данных
3 NC Не используется
4 GND Общий
Технические характеристики — DHT11 vs DHT22
DHT11 - вид сзади
Параметры DHT11 DHT22
Питание мин. 3В 3В
макс. 5.5В 5.5В
Потребляемый ток мин. 0.1мА 0.05мА
макс. 2.5мА 2.5мА
Измерение влажности мин. 20% 0%
макс. 80-95% 100%
точность 5% 2-5%
Измерение температуры мин. 0°C -40°C
макс. +50°C +80°C
точность ±2°C ±0.5°C
Частота измерений 1Гц 0.5Гц
Расстояние между соседними 0.1″ 0.1″
Разрешение 8 бит 16 бит
Подключение датчиков DHT11/DHT22 к Arduino
При подключении к микроконтроллеру, вы можете между выводами Vcc и Data разместить подтягивающий (pull-up) резистор номиналом 4.7-10 кОм. Плата Arduino имеет встроенные pull-up, однако они очень слабенькие — порядка 20-150 кОм в зависимости от использованного микроконтроллера.
Подключение датчиков DHT11/DHT22 к Arduino UNO
Считывание данных с датчиков DHT11/DHT22
Микроконтроллер выступает в роли ведущего устройства шины и, следовательно, отвечает за инициирование связи (т. е. чтение). Датчик влажности и температуры DHT11 всегда остаётся в качестве подчиненного устройства и отвечает данными, когда MCU просит его. Протокол, используемый для связи, прост и может быть обобщен следующим образом:
DHT11/DHT22 - Процесс коммуникации (protocol)
Процесс коммуникации
Микроконтроллер подаёт стартовый сигнал — прижимает шину к земле на 18-20 мс;
После этого контроллер отпускает линию и следить за уровнем на ней, примерно 20-40 мкс;
Датчик, обнаружив сигнал и подождав пока уровень снова станет высоким, сам прижимает шину к земле на 80 мкс, за это время делаются измерения и преобразование результатов;
Затем DHT11 отпускает линию на 80 мкс, что указывает на то, что он готов отправить данные;
Затем он отправляет 40 бит данных. Перед отправкой каждого бита датчик прижимает шину к земле на 50 мкс, за которым следует 26-28 мкс для «0» или 70 мкс для «1»;
По завершении связи линия вытягивается подтягивающим резистором и переходит в состояние ожидания.
DHT11/DHT22 - Процесс коммуникации (protocol)
Формат данных DHT11/DHT22
Когда датчик влажности и температуры отправляет данные, он сначала отправляет MSb (Most Significant Bit) — старший значащий бит. Данные от датчика передаются в виде посылки, состоящих из 40 бит данных — это 5 байт из которых первых два влажность, следующие 2 температура и байт четности. Байт четности равен сумме предыдущих байт. 1 и 2 байт содержат соответственно целую и дробную часть информации о влажности, 3 и 4 байт содержат целую и дробную часть информации о температуре. Для датчика DHT11 2-й и 4-й байты всегда ноль. Значение этих байтов заключается в следующем:
1-й байт: относительная влажность — целая часть в %;
2-й байт: десятая часть относительной влажности в % (ноль для DHT11);
3-й байт: целая часть температуры в °C;
4-й байт: десятая часть температуры в °C (ноль для DHT11);
5-й байт: контрольная сумма (последние 8 бит {1-й байт + 2-й байт + 3-й байт + 4-й байт})
Библиотеки и пример программы на Arduino
Для работы с датчиками я использую библиотеки от Adafruit, а именно: Adafruit Unified Sensor Library и DHT Sensor Library.
Пример программы — DHT_Unified_Sensor.ino
// DHT Temperature & Humidity Sensor
// Unified Sensor Library Example
// Written by Tony DiCola for Adafruit Industries
// Released under an MIT license.
// Depends on the following Arduino libraries:
// - Adafruit Unified Sensor Library: https://github.com/adafruit/Adafruit_Sensor
// - DHT Sensor Library: https://github.com/adafruit/DHT-sensor-library
#include
#include
#include
#define DHTPIN 2 // Pin which is connected to the DHT sensor.
// Uncomment the type of sensor in use:
#define DHTTYPE DHT11 // DHT 11
//#define DHTTYPE DHT22 // DHT 22 (AM2302)
//#define DHTTYPE DHT21 // DHT 21 (AM2301)
// See guide for details on sensor wiring and usage:
// https://learn.adafruit.com/dht/overview
DHT_Unified dht(DHTPIN, DHTTYPE);
uint32_t delayMS;
void setup() {
Serial.begin(9600);
// Initialize device.
dht.begin();
Serial.println("DHTxx Unified Sensor Example");
// Print temperature sensor details.
sensor_t sensor;
dht.temperature().getSensor(&sensor);
Serial.println("------------------------------------");
Serial.println("Temperature");
Serial.print ("Sensor: "); Serial.println(sensor.name);
Serial.print ("Driver Ver: "); Serial.println(sensor.version);
Serial.print ("Unique ID: "); Serial.println(sensor.sensor_id);
Serial.print ("Max Value: "); Serial.print(sensor.max_value); Serial.println(" *C");
Serial.print ("Min Value: "); Serial.print(sensor.min_value); Serial.println(" *C");
Serial.print ("Resolution: "); Serial.print(sensor.resolution); Serial.println(" *C");
Serial.println("------------------------------------");
// Print humidity sensor details.
dht.humidity().getSensor(&sensor);
Serial.println("------------------------------------");
Serial.println("Humidity");
Serial.print ("Sensor: "); Serial.println(sensor.name);
Serial.print ("Driver Ver: "); Serial.println(sensor.version);
Serial.print ("Unique ID: "); Serial.println(sensor.sensor_id);
Serial.print ("Max Value: "); Serial.print(sensor.max_value); Serial.println("%");
Serial.print ("Min Value: "); Serial.print(sensor.min_value); Serial.println("%");
Serial.print ("Resolution: "); Serial.print(sensor.resolution); Serial.println("%");
Serial.println("------------------------------------");
// Set delay between sensor readings based on sensor details.
delayMS = sensor.min_delay / 1000;
}
void loop() {
// Delay between measurements.
delay(delayMS);
// Get temperature event and print its value.
sensors_event_t event;
dht.temperature().getEvent(&event);
if (isnan(event.temperature)) {
Serial.println("Error reading temperature!");
} else {
Serial.print("Temperature: ");
Serial.print(event.temperature);
Serial.println(" *C");
}
// Get humidity event and print its value.
dht.humidity().getEvent(&event);
if (isnan(event.relative_humidity)) {
Serial.println("Error reading humidity!");
} else {
Serial.print("Humidity: ");
Serial.print(event.relative_humidity);
Serial.println("%");
}
}