Dht11 подключение к компьютеру

Обновлено: 07.07.2024

Датчик температуры и влажности DHT11 – популярный и дешёвый датчик, который можно использовать в довольно широком диапазоне температур и относительной влажности. Давайте посмотрим, как подключить его к Arduino и как считывать с него данные.

соединительные провода (вот, например, хороший набор); ; (не обязательно);
персональный компьютер со средой разработки Arduino IDE.

1 Технические характеристики датчика температуры и влажности DHT11

Итак, датчик DHT11 имеет следующие характеристики:

диапазон измеряемой относительной влажности – 20..90% с погрешностью до 5%,
диапазон измеряемых температур – 0..50°C с погрешностью до 2°C;
время реакции на изменения влажности – до 15 секунд, температуры – до 30 секунд;
минимальный период опроса – 1 секунда.

Как видно, датчик DHT11 не отличается особой точностью, да и диапазон температур не охватывает отрицательные значения, что вряд ли подойдёт для наружных измерений в холодное время года при нашем климате. Однако малая стоимость, малый размер и простота работы с ним частично перекрывают эти недостатки. На рисунке приведён внешний вид датчика и его размеры в миллиметрах.

2 Схема подключения датчика температуры и влажности DHT11

Рассмотрим схему подключения датчика температуры и влажности DHT11 к микроконтроллеру, в частности, к Arduino.

Схема подключения датчика температуры и влажности DHT11

Давайте посмотрим, что показано на рисунке.

5,5 вольт постоянного тока; если используется питание

Соберём рассмотренную схему. Я также по традиции включу в цепь логический анализатор, чтобы можно было изучить временную диаграмму информационного обмена с датчиком.

Сенсор температуры и влажности DHT11 подключён к Arduino UNO

Сенсор DHT11 часто продаётся в виде готовой сборки с необходимой обвязкой – подтягивающими резистором и фильтрующим конденсатором (как на предыдущей фотографии). Для экспериментов с Arduino я рекомендую покупать именно такой.

3 Считывание данных с сенсора DHT11 при помощи Arduino

Давайте пойдём таким путём: скачаем библиотеку для датчика DHT11 (также приложил её в конце статьи, т.к. у обновлённой библиотеки изменились вызываемые функции), установим её стандартным способом (распаковав в директорию \libraries\ среды разработки для Arduino).

Загрузим этот скетч в Arduino. Подключимся к Arduino с помощью монитора COM-порта и увидим следующее:

Данные о температуре и влажности, полученные с датчика DHT11

Видно, что данные и о влажности, и о температуре считываются и выводятся в терминалку.

4 Временная диаграмма информационного обмена датчика температуры и влажности DHT11 с микроконтроллером

С помощью временной диаграммы, полученной с логического анализатора, разберёмся, как осуществляется информационный обмен.

Для связи с микроконтроллером датчик температуры и влажности DHT11 использует однопроводный последовательный пакетный интерфейс. Один информационный пакет длительностью около 4 мс содержит: 1 бит запроса от микроконтроллера, 1 бит ответа датчика и 40 битов данных от датчика (16 битов информации о влажности, 16 битов информации о температуре и 8 проверочных битов). Давайте подробнее рассмотрим временную диаграмму информационного обмена Arduino с датчиком DHT11.

Временная диаграмма информационного обмена сенсора DHT11 с микроконтроллером

Из рисунка видно, что есть два типа импульсов: короткие и длинные. Короткие в данном протоколе обмена обозначают нули, длинные импульсы – единицы.

Итак, первые два импульса – это запрос Arduino к DHT11 и, соответственно, ответ датчика. Далее идут 16 бит влажности. Причём они разделены на байты, старший и младший, старший слева. То есть на нашем рисунке данные о влажности такие: 0001000000000000 = 00000000_00010000 = 0x10 = 16% относительной влажности.

Данные о температуре, аналогично: 0001011100000000 = 00000000_00010111 = 0x17 = 23 градуса Цельсия.

Контрольная сумма – это всего-навсего арифметическое суммирование 4-х полученных байтов данных:
00000000 +
00010000 +
00000000 +
00010111 =
00100111 в двоичной системе или 0 + 16 + 0 + 23 = 39 в десятичной.

5 Работа с датчиком DHT11 без библиотеки

Теперь мы знаем достаточно для того чтобы написать собственную программу для работы с сенсором температуры и влажности DHT11 без использования сторонних библиотек. Напишем скетч, который будет опрашивать раз в секунду датчик и выводить в последовательный порт компьютера принятый пакет и данные о температуре, влажности, а также проверочный байт. На 13-ую ножку Arduino выведем контрольный сигнал и, подключившись в ней логическим анализатором, проверим, что мы верно считываем информацию от датчика.

Скетч для работы с DHT11 и Arduino без сторонних библиотек (разворачивается)

Это может помочь в случае, когда, например, нужно обновить поля ввода TextBox при срабатывании кнопки по умолчанию по нажатию Enter на клавиатуре.

Самые частые измеряемые параметры в промышленности и быту — это температура и влажность. Эти значения очень важны в сушке древесины, выпечке кондитерских изделий, в холодильных камерах. В быту измеряют в теплицах и в контурах отопления и горячего водоснабжения. Датчик DHT11 Ардуино прекрасно справляется со своими задачами и определяет более-менее точно температуру и влажность.

Из этой статьи вы узнаете:

Приветствую Вас! За клавиатурой Гридин Семён и в этом посте я покажу вам, как подключается датчик температуры и влажности DHT11, продемонстрирую работу кода и библиотеки.

Датчик DHT11

DHT11 — это маленький сенсор в небольшом пластиковом корпусе. На выходе сенсора находится цифровой сигнал, причем сразу два параметра и температура и влажность. Смысл общения с контроллером Ардуино заключается в следующем:

Микроконтроллер запрашивает показания и меняет сигнал с 0 на 1.
Датчик видит запрос, и отвечает ему, меняя битовый сигнал с 0 на 1.
Когда они договорились между собой, датчик выдаёт ему пакет данных в размере 5 байт(40 бит), при чем в двух первых байтах температура, в третьем и четвертом влажность. Пятый байт — контрольная сумма для исключения ошибок измерения.

Характеристики сенсора температуры и влажности DHT11

Определение влажности в диапазоне 20-80%
Определение температуры от 0°C до +50°C
Частота опроса 1 раз в секунду

Недостаток сенсора в том, что он не обладает высокой точностью и быстродействием. Большой плюс — это цена. Ну, я думаю, вы и без меня это знаете)).

В составе сенсора находится ёмкостной датчик для измерения влажности и термистор для измерения температуры. Все показания снимает чип АЦП и выдает цифровой сигнал.

Промышленные датчики обычно выдают аналоговый сигнал на 4-20 мА или 0-10 В. Это такие сенсоры которые измеряют два параметра в паре. Например продукция компании ОВЕН ПВТ10:

Напишите в комментариях, какие вы применяете в своих проектах? Очень интересно ваше мнение.

В продаже вы можете встретить и вторую модификацию Ардуиновского сенсора — DHT22. Скажу, что диапазон измерения значительно больше, чем у старой версии.

определение влажности в диапазоне 0-100%
определение температуры от -40°C до +125°C
частота опроса 1 раз в 2 секунды

Подключение датчика DHT11

Датчики зачастую изготавливают в виде готовых шильдов. На выходе он имеет 3 пина:

Питание 5 В
Сигнал (S)
Земля GND

Сопротивление в 10 кОм ставить не нужно, так как оно уже впаяно в плату. Схема подключений датчика и Ардуино UNO.

Описание кода программы

Датчик температуры и влажности способен определять температуру и влажность окружающей среды.

Подключение и настройка

Датчик общается с управляющей электроникой по трём проводам.

При подключении к Arduino или Iskra JS удобно использовать Troyka Shield. С Troyka Slot Shield можно обойтись без лишних проводов.

Примеры работы

Рассмотрим примеры работы датчика температуры и влажности DHT11 в зависимости от управляющей платформы.

Пример для Arduino

В качестве примера выведем в Serial-порт текущее значение температуры и влажности. Для запуска примера скачайте и установите библиотеку TroykaDHT.

Пример для Iskra JS

Выведем данные температуры и влажности в консоль Espruino Web IDE.

Протокол датчика DHT

Выходом датчика является цифровой сигнал. Температура и влажность передаются по одному сигнальному проводу ( S ). DHT11 общается с принимающей стороной, такой как Arduino по собственному протоколу. Коммуникация двунаправлена и в общих чертах выглядит так:

Микроконтроллер говорит о том, что хочет считать показания. Для этого он устанавливает сигнальную линию в 0 на некоторое время, а затем устанавливает её в 1 Сенсор подтверждает готовность отдать данные. Для этого он аналогично сначала устанавливает сигнальную линию в 0, затем в 1 После этого сенсор передаёт последовательность 0 и 1, последовательно формирующих 5 байт (40 бит). В первых двух байтах передаётся температура, в третьем-четвёртом — влажность, в пятом — контрольная сумма, чтобы микроконтроллер смог убедиться в отсутствии ошибок считывания

Благодаря тому, что сенсор делает измерения только по запросу, достигается энергоэффективность: пока общения нет, датчик потребляет ток 100 мкА.

Элементы платы

Датчик DHT11

Цифровой датчик DHT11 является составным датчиком, который выдаёт калиброванный цифровой сигнал с показаниями температуры и влажности.

Каждый датчик DHT11 проходит калибровку на заводе изготовителе. Коэффициенты калибровки хранятся в однократно программируемой энергонезависимой памяти и используются во внутренних процессах обработки сигнала.

Контакты подключения 3-проводного шлейфа

Модуль подключается к управляющей электронике по трём проводам. Назначение контактов 3-проводного шлейфа:

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:

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.
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.
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.
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.
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.

Схема подключения DHT11 к Ардуино

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):

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:

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 = 25 0 C

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:

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.
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.
Фоторезистор. Сопротивление компонента будет варьироваться в зависимости от интенсивности света, которому он подвергается. Является резистором, сопротивление которого падает, когда свет попадает на него.
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

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.

Читайте также: