Arkusz danych DHT11-Intensywność temperatury i ilość pary wodnej w powietrzu zawsze są ze sobą skorelowane. Aby móc mierzyć oba jednocześnie, potrzebny jest czujnik temperatury i wilgotności (DHT11). Cyfrowy czujnik wilgotności względnej i temperatury jest bardzo dokładnym elementem pomiaru temperatury i wilgotności. Ten artykuł jest arkuszem danych DHT11 dla entuzjastów, którzy chcą dowiedzieć się więcej o czujniku. Dla tych, którzy chcą pójść o krok dalej i złożyć własny, montaż PCB odciąży Cię. Zanurz się i uzyskaj wiedzę w jasny, skomplikowany i zwięzły sposób.
1. Czym więc jest DHT11?
DHT11 to czujnik przydatny w różnych zastosowaniach. Posiada bardzo dokładny czujnik, który kalibruje się w komorze kalibracji wilgotności. Czujnik następnie przechowuje współczynniki kalibracji jako pamięć programu OTP, gdzie pobiera odczyty wilgotności 0-100% jako cyfrowe wyjście sygnału. Czujnik zawiera termistor i pojemnościowy czujnik wilgotności do pomiaru temperatury i wilgotności. 8-bitowy mikrokontroler przetwarza sygnał analogowy na sygnał cyfrowy do odczytu temperatury i wilgotności.
Czujniki są małe i mają zasięg transmisji sygnału 20 metrów przy bardzo niskim napięciu roboczym.
moduł DHT11
2. Zastosowanie czujnika DHT11
Czujniki DHT11 są niezbędne w komponentach mierzących temperaturę i wilgotność. to są:
urządzenia używane w domu
osuszacze
Systemy HVAC
regulacja temperatury w pojazdach
przewidywanie warunków temperaturowych i wilgotnościowych w stacjach pogodowych
czujnik jest również pomocny w rejestratorach danych
w sprzęcie medycznym wymagającym kontroli wilgotności i pomiarów
czujnik odgrywa rolę w automatyzacji określonych procesów
3. Arkusz danych DHT11 - Zalety DHT11 nad innymi czujnikami
Napięcie robocze czujnika waha się od 3,5V do 5,5V.
DHT11 ma okres próbkowania dłuższy niż dwie sekundy przy prądzie czuwania 60uA i prądzie wyjściowym 0,3mA
Czujnik ma również 4-pinowy pakiet jednorzędowych pinów
4. Cechy/ specyfikacje techniczne czujnika
Dodatkowe cechy wilgotności względnej to:
Sygnał wyjściowy: sygnał cyfrowy za pośrednictwem pojedynczej magistrali
Skala: Przy 50 ℃ odczyty wilgotności 20-80%
element pomiarowy: rezystor polimerowy,
Wymienność: w pełni wymienne
Stabilność długoterminowa: <± 0,5% RH / rok
Precyzja: Przy 25 ℃ wynosi ± 5% RH
Opóźnienie: <± 0,3% wilgotności względnej
Rezolucja: 1% wilgotności względnej
Specyfikacje temperatury obejmują:
Rozdzielczość temperatury: 1 stopień Celsjusza
Powtarzalność: ± 1 ℃
Zakres pracy: 0-50 ℃
Precyzja: +-2,0 ℃
5. Arkusz danych DHT11 - Konfiguracja pinów DHT11
Cztery piny w czujniku to:
Różnica między modułem czujnika wilgotności a czujnikiem wilgotności polega na tym, że moduł ma wbudowany kondensator filtrujący i rezystor podciągający.
6. Model 2D czujnika DHT11
(Źródło: Creative Commons)
7. Arkusz danych DHT11 - Jak korzystamy z DHT11?
Jak pokazano poniżej, ponieważ czujnik jest kalibrowany w miejscu produkcji, jego konfiguracja jest łatwa.
Schemat połączeń elektrycznych
Będziesz potrzebował wysokowydajnego 8-bitowego mikrokontrolera, który ma mikrosekundowe taktowanie dla lepszej wydajności.
Za komunikację między mikrokontrolerem a DHT11 odpowiada przewód jednobusowy. Jeden cykl komunikacji trwa do 4 mikrosekund, a rezystor ściągający 5K pomaga kontrolować stan czujnika. Oznacza to, że gdy stawka jest wysoka, autobus jest bezczynny.
Komponenty czujnika dzielą relację master-slave. Kiedy mistrz dzwoni, tylko wtedy, gdy niewolnik może odebrać. Niezastosowanie się do tej sekwencji pojedynczej magistrali spowoduje, że urządzenie nie zareaguje na sygnał hosta.
Czujnik najpierw wysyła wyższe bity danych, a pełna transmisja składa się z 40 bitów danych składających się z części całkowitych i dziesiętnych.
Arkusz danych DHT11 - format danych jest pokazany poniżej:
8-bitowe dane całkowite wilgotności + 8-bitowe dane dziesiętne wilgotności + 8-bitowe dane krytyczne dotyczące temperatury + 8-bitowe ułamkowe dane temperatury + 8-bitowy bit parzystości.
Należy zauważyć, że bit dziesiętny to zawsze 0 zarówno w temperaturze, jak i wilgotności.
Jeśli transmisja danych jest prawidłowa, ostatni bit „8-bitowych krytycznych danych wilgotności względnej + 8-bitowych dziesiętnych danych RH + 8-bitowych danych całkowitych + 8-bitowych dziesiętnych danych T” powinien być sumą kontrolną.
Na przykład mikrokontroler odbierający 40 bitów danych z DHT11 przedstawia się jako
0010 0001 0000 0000 0001 1010 0000 0000 0011 1011
Wysoka wilgotność 8 Niska wilgotność 8 Wysoka temperatura 8 Niska temperatura 8 Bit parzystości
Obliczenie odbywa się jak pokazano poniżej:
0011 0101+0000 0000+0001 1000+0000 0000= 0100 1101
Arkusz danych DHT11 – przychodzące dane są poprawne：
Wilgotność: 0011 0101=33H=33%RH
Temperatura: 0001 1010=18H=26℃
Gdy mikrokontroler wysyła sygnał do czujnika, czujnik przechodzi ze stanu niskiego zużycia energii w stan wysokiego zużycia.
Ten proces ma miejsce, gdy MCU czeka na zakończenie sygnału początkowego. Uzupełnienie sygnału startu jest niezbędne, ponieważ bez niego nie będzie żadnej odpowiedzi z czujnika.
Następnie DHT11 odpowiada, wskazując 40-bitowe dane i uruchamia dalsze procesy.
Ogólny proces komunikacji
W drugim procesie, ponieważ napięcie na szynie danych jest wysokie, MCU obniży napięcie po rozpoczęciu komunikacji. Aby czujnik wykrył sygnał z MCU, proces ten powinien trwać od około 1 do 10 ms. Po zauważeniu wezwania mikrokontroler podciąga się i czeka na odpowiedź sygnału przez około 20-40us.
Wykrycie sygnału startu wpływa na niskie napięcie 80us przez DHT11. Gdy przygotowuje się do wysłania danych, podnosi napięcie do 80us.
MCU wysyła sygnał startu do DHT11 i DHT11 wysyła sygnał odpowiedzi do MCU
W kolejnym kroku czujnik wysyła informacje do mikrokontrolera przy niskim napięciu 50us.
Bity mogą mieć wartość „1” lub „0”, w zależności od długości sygnału.
format danych bitowych „1”
Kilka czynników może prowadzić do niskiej dokładności pomiaru wilgotności; zawierają;
nadmierna ekspozycja na promieniowanie ultrafioletowe, takie jak słońce
przewód sygnałowy niskiej jakości lub krótszy przewód
wystawienie na działanie dymu, kwasu lub gazów utleniających może zniszczyć moduł czujnika DHT11
8. Arkusz danych DHT11 - alternatywy dla DHT11
Jest to kilka równorzędnych alternatywnych czujników do DHT11.
DHT22
SHT71
AM2302
Streszczenie
Krótko mówiąc, czujnik DHT11 wykorzystuje prostą technologię przetwarzania sygnału do wykrywania temperatury i wilgotności. Czujnik ma przewagę nad innymi czujnikami, ponieważ jest łatwy w utrzymaniu i akwizycji oraz przeszedł już kalibrację. Jeśli interesuje Cię wykonanie czujnika DHT11, możesz skorzystać z tego filmu jako wskazówek. Wszystkie elementy niezbędne do nauki lub nawet eksperymentowania z arkuszem danych DHT11 są dostępne tutaj.