Какие характеристики у датчика температуры и влажности ардуино?

Элементы платы

Измерительные электроды

Для контакта с почвой на датчике расположены два электрода, которые для проведения измерений необходимо воткнуть в измеряемую среду. Но в отличии от резистивного датчика, электроды скрыты под токоизолирующей маской и защищены от коррозии.

Сами электроды представляют из себя обкладки конденсатора, который при изменении влажности почвы меняет свою ёмкость, что приводит к повышению или понижению выходного сигнала датчика.

Операционный усилитель MCP6002

По умолчанию выходной сигнал схемы ёмкостного датчика, обратно пропорционален уровню влажности почвы. Для удобства и совместимости с резистивной моделью сенсора, на плате расположен операционный усилитель, который инвертирует аналоговый сигнал. В итоге на выходе датчика сигнал прямо пропорциональный влажности почвы.

Регулятор напряжения 3V3

Линейный понижающий регулятор напряжения TPS73033DBVR обеспечивает питание микросхемы 555 и других компонентов сенсора. Диапазон входного напряжения от 3,3 до 5 вольт. Выходное напряжение 3,3 В с максимальным выходным током 200 мА.

Troyka-контакты

Датчик подключается к управляющей электронике через три провода.

• Сигнальный (S) — выходной сигнал сенсора. Напряжение на выходе датчика прямо пропорционально уровню измеренной электропроводности: чем выше влажность почвы, тем выше уровень сигнала на выходе датчика и соответственно наоборот. Максимальное выходное значения 3,3 вольта. Подключите к аналоговому пину микроконтроллера.
• Питание (V) — соедините с рабочим напряжением микроконтроллера.
• Земля (G) — соедините с землёй микроконтроллера.

Описание датчика

Модуль датчика состоит из двух частей:

• «Сенсорная» плата обнаружения капель. Она отслеживает количество попавшей на неё влаги. По сути, сенсор представляет собой простой переменный резистор, замыкаемый водой в разных местах, что вызывает изменение сопротивления.
• Вторая часть датчика – сдвоенный компаратор (как правило, LM393, но возможны варианты LM293 и LM193). Его главная задача – преобразование значения с сенсора в аналоговый сигнал от 0 до 5 вольт.

На рынке встречаются варианты датчиков как с разнесенными сенсором и компаратором, так и с объединенными на одной панели.

Датчик запитывается от напряжения 5 В, который можно легко завести с любой платы Arduino. Как правило, у модуля датчика доступно два выхода:

• Аналоговый. Значение, получаемое контроллером, будет варьироваться от 0 до 1023. Где 0 – все затопило или идет ливень, сенсор очень влажный, 1023 – сухая погода, сенсор сухой (в некоторых датчиках встречаются противоположные значения, 1023 – максимальная влажность, 0 – максимальная сухость).
• Цифровой. Выдает высокое (5В) или низкое напряжение в случае превышения некоторого порога. Уровень порога срабатывания регулируется с помощью подстроечного резистора.

DHT11 против DHT22/AM2302

У нас есть две версии серии датчиков DHTxx. Они выглядят немного похоже и имеют одинаковую распиновку, но имеют разные характеристики. Вот подробности.

DHT22 является более дорогой версией, которая, очевидно, имеет лучшие характеристики. Диапазон измерения температуры составляет от -40°C до +80°C с точностью ±0,5 градуса, а диапазон температур DHT11 составляет от 0°C до 50°C с точностью ±2 градуса. Также датчик DHT22 имеет более широкий диапазон измерения влажности, от 0 до 100% с точностью 2-5%, в то время как диапазон измерения влажности DHT11 составляет от 20 до 80% с точностью 5%.

Хотя DHT22/AM2302 более точен и работает в большем диапазоне температур и влажности; есть три вещи, в которых DHT11 сильно превосходит DHT22. Он более дешевый, меньше по размеру и имеет более высокую частоту выборки. Частота выборки DHT11 составляет 1 Гц, то есть одно чтение каждую секунду, в то время как частота выборки DHT22 составляет 0,5 Гц, то есть одно чтение каждые две секунды.

Рабочее напряжение обоих датчиков составляет от 3 до 5 вольт, в то время как максимальный ток, используемый во время преобразования (при запросе данных), составляет 2,5 мА. И самое приятное, что датчики DHT11 и DHT22/AM2302 являются «взаимозаменяемыми», то есть, если вы создаете свой проект с одним датчиком, вы можете просто отключить его и использовать другой датчик. Ваш код, возможно, придется немного изменить, но, по крайней мере, схема не изменится!

Для получения более подробной информации обратитесь к техническим описаниям датчиков DHT11 и DHT22/AM2302.

Протокол датчика DHT

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

1. 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
2. Сенсор подтверждает готовность отдать данные. Для этого он аналогично сначала устанавливает сигнальную линию в 0, затем в 1
3. 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.

Модуль датчика температуры KY-001

Модуль состоит из датчика температуры воздуха с цифровым представлением данных. Основной компонент – микросхема DS18B20, преобразующая температуру корпуса в информацию передаваемую по последовательной двухпроводной шине данных 1-Wire. На шину данных можно установить несколько датчиков. Можно применять для измерения температуры воздуха в помещении и на открытом воздухе.

Также на модуле установлен резистор сопротивлением 4,7 кОм и светодиодный индикатор включения питания.

Технические характеристики

• Питание: напряжение 3…5,5 В, ток 10 мА
• Диапазон измерения температуры -55…125 °С/-57°F to 257°F
• Разрешающая способность: 9…12 бит
• Точность ±0,5 °С в диапазоне -10…+85 °С
• Время измерения при разрешающей способности 12 бит составляет 0,75 с

Имеет три вывода:

Для работы с модулем используются дополнительные две библиотеки.

DHT11/DHT22 troubleshooting guide

When working with these sensors, you might get the following error messages:

“Failed to read from DHT sensor!”

This message can appear in the serial monitor when the sensor does not return a reading. This can have several causes:

• Sensor type: Make sure you have uncommented the correct DHTTYPE in the code setup. Check the example above.
• Sampling rate: The DHT sensors are quite slow, the maximum sampling rate is around 2 seconds. Increasing the delay between measurements might solve this error.
• Power: Although the DHTxx sensors can work from 3.3 to 5 V, the manufacturer recommends 5 V. In some cases, powering the sensor with 5 V solves the problem. Make sure that your microcontroller also supports 5 V on the GPIO pins.

Fatal error: Adafruit_Sensor.h: No such file or directory

You might get this error when you try to compile the code. This means that you did not (properly) install the Adafruit Unified Sensor library.

Just scroll up a bit in this post and you will see where and how you can download and install the library.

1Технические 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.

Габаритные размеры и внешний вид датчика температуры и влажности DHT11

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.

Схема подключения

Чтобы подключить измеритель исходя из первого комплекта подключения, нужно использовать такой макет.

Подключение датчика температуры DHT11 к Ардуино, схема №1:

1. Первый вывод DHT11 к Arduino UNO +5V (красный).
2. Второй вывод к четвертому контакту Digital (синий).
3. Третий контакт не задействован.
4. Четвертый подключается к GND (черный)

Второй коннектор, отвечающий за передачу сигнала, нужно подключить не только к четвертому разъему интерфейса ввода/вывода, но и к питанию, через резистор. Подтянуть линию данных DHT11 к питанию необходимо для обеспечения правильной работы сенсора.

 Принципиальную схему можно посмотреть ниже.

Лишен таких нюансов модуль датчика, потому как уже включает в себя «элементы подтяжки».

Как подключить датчик температуры и влажности по схеме №2 к Ардуино:

1. VCC к +5V (питание, красный).
2. OUT к цифровому разъему (данные, зеленый).
3. GND к GND (земля, черный).

Принципиальная схема выглядит так.

Схема подключения №3:

1. SCL дисплея в A5 (данные, оранжевый).
2. SDA в А4 (данные, желтый).
3. GND в GND (земля, черный).
4. VCC в 5V (питание, красный).
5. GND датчика в GND (земля, черный).
6. DATA в A0 (данные, фиолетовый).
7. VCC в 5V (питание, красный).

Питание с LCD дисплея и датчика подключите к одному разъему через соединительный провод 2 к 1.

Схемы готовы, теперь следует подключить их к компьютеру и с помощью скетча, запрограммировать на правильную работу.

Программный код термостата Arduino

Аналогично, как и в схеме подключения, код каждого термостата Arduino будет немного отличаться. Его нужно адаптировать к потребностям тепловой сети.

Эту схему можно модернизировать, например, добавить такие функции:

1. Датчик движения для включения и выключения источника нагрева, в зависимости от присутствия жителей.
2. Режим «АВТО», автоматическое ведение тепловым процессом.
3. Внешние датчики для измерения температуры в помещении в разных местах.
4. LED-экран для контроля температуры.

Таким образом, функциональные возможности терморегулятора с Arduino огромны. Они могут учесть, практически все, внутридомовые системы отопления. Современная промышленность наладила выпуск комплектующих изделий для такой схемы управления, а используя возможности Arduino и фреймворка MySensors, домашняя «умная» автоматики может быть реализована в каждом доме своими руками.

Application Ideas:

Shower room : When the air gets too saturated start an
extractor fan to get rid of wet air.

Weather Station : Relative Humidity,Temperature and Dew
point data logger.

Tumble Dryer : Automatic shut down at a specific humidity
level (does not have to be bone dry e.g. for ironing clothes, you need a higher
humidity level).

Environmental control : Preservation of books/materials
ensuring that the air is not saturated i.e. measuring the dew point — and
automatic action when the temperature gets close to the dew point — e.g.
extractor fans and/or controlling temperature.

Humidity Control System : Control the amount of water in
the air using a microcontroller and water vaporiser e.g. an ultrasonic
vaporiser.

Show Index
×
                                                                                                            

Сравнение датчиков DHT11, DHT22 и DHT21

На сегодняшний день существует множество датчиков и модулей, которые можно использовать для измерения температуры и прочих показателей, связанных с  поддержанием оптимальной жизнедеятельности человека, а также других вещей и организмов.

Их можно использовать в самых простых метеостанциях, в различных системах контроля за климатом и в умном доме, для поддержания необходимой температуры в помещениях, на производстве и во многих других случаях.

Датчики семейства DHT являются самыми популярными в кругу ардуинщиков. Важными критериями здесь являются простота в использовании и написании программного кода, да и относительно недорогая стоимость.

В семействе DHT выделяют три самых распространенных датчика: DHT11, DHT22 и DHT21.

Состоят они из термистора и емкостного датчика влажности. Цифровой сигнал, исходящий от чипа, находящегося внутри датчика, позволяет считывать температуру и влажность воздуха, а уже затем мы можем выводить эти значения в монитор порта или на дисплей, обрабатывать их и т.д.

Подключаются данные модули очень просто – с помощью трех контактов (два из которых отвечают за питание, а третий подключается к цифровому выходу на плате).

Сразу возникает вопрос: а какой датчик лучше применять?  Ведь они различаются по своим характеристикам и ценам. Как выбрать необходимый модуль именно для вашего проекта и с правильным соотношением “цена-качество”? Давайте разбираться. Начнем с небольшого обзора.

DHT21 имеет несколько другой вид.

Отличие этого модуля от первых двух заключается в том, что он имеет защитный корпус, что позволяет использовать его на улице, где этот  корпус защитит его от пыли, грязи и дождя.

Теперь  сравним модули по основным показателям.

Датчик DHT11:

• определение влажности в диапозоне 20-80% с точностью ±5% RH
• определение температуры от 0°C до +50°C с точностью ±2 °C
• частота опроса 1 раз в секунду

Датчик DHT22:

• определение влажности в диапазоне 0-100% с точностью ±2% RH
• определение температуры от -40°C до +125°C с точностью ±0.5℃
• частота опроса 1 раз в 2 секунды

Датчик DHT21:

• определение влажности в диапазоне 0-100% с точностью ±2% RH
• определение температуры от -40°C до +80°C с точностью  ±0.5°C

Сравнивая цены на данные модули, можно сразу выделить низкую цену на датчик DHT11. Стоит он, как правило, в районе 100-200 рублей – это связано с высоким спросом на данные модули и с их простым устройством.

DHT21 и DHT22 на фоне первого легко можно отнести к более дорогим: цена на них обычно колеблется в районе 300-400 рублей (то есть в 2-3 раза дороже).

Связано это с большей точностью показаний, большим диапазоном в измерении температур, к тому же у датчика DHT22 есть защитный корпус, который предохраняет его от загрязнения и влаги, что тоже играет весомую роль в составлении цены.

https://www.youtube.com/watch?v=b7P2UmpHUN8

В связи с этим стоит подумать, а так ли вам надо переплачивать за защитный корпус, если применение вашего датчика ограничивается, к примеру, лишь комнатой?

Наиболее оптимальным датчиком для домашней метеостанции будет DHT11, поскольку он дешевле, занимает меньше места, надежен и прост в эксплуатации и не требует от создателя измерять рекордно низкие или высокие температуры, поддерживая стабильность на протяжении долгого времени.

Если же вам необходимо измерять отрицательную температуру или повысить точность и частоту результатов, то воспользуйтесь датчиком DHT22.

Надеемся, что статья была полезной и помогла вам в выборе необходимого модуля в управлении климатом. Удачной всем компиляции и следите за нашим блогом!

DHT22 и Arduino – схема подключенияПодключение кнопки к Arduino

How do DHT11 and DHT22/AM2302 temperature and humidity sensors work?

If you open up a DHT11 or DHT22/AM2302 sensor, you will see that it contains two sensing elements: a humidity sensing element and an NTC (thermistor).

The humidity sensing element consists of two electrodes with a moisture holding substrate in between. The sensor measures the resistance between the electrodes, which changes depending on the amount of moisture in the air.

On the back of the sensor, you will find a small IC that measures and processes the analog signal. It also stores the calibration coefficients and does the analog to digital conversion.

What is relative humidity?

When you look at the datasheet of the DHTxx sensors, you will see that they measure the relative humidity (RH) of the air and not the absolute humidity. But what’s the difference? The absolute humidity is the amount of water vapor in the air (expressed in g/m³), regardless of temperature. The relative humidity does take temperature into account.

Relative humidity is the ratio between the actual amount of water vapor present in the air and the maximum amount of water vapor that the air can hold at a given temperature.

Warm air can hold more water than cold air. This means that for the same amount of water vapor in the air, the relative humidity in cool air will be higher than that in warm air. At 100 percent relative humidity, the air is saturated and is at its dewpoint.

DHT11 Specifications

For more information you can check out the datasheet below:

DHT11 Datasheet

DHT22/AM2302 Specifications

You can download the datasheet for the DHT22/AM2302 below:

DHT22 Datasheet

Note that the AM2302 is simply a wired version of the DHT22 sensor with 3 leads.

As you can see, the specifications of the DHT11 and the DHT22/AM2302 are quite similar. The main difference is that the DHT22 is more accurate and has a larger measuring range.

The DHT11 is a bit smaller than the DHT22 and is also less expensive.

The nice thing about these sensors is that they are interchangeable, meaning that you can just replace the DHT11 with a DHT22 or vice versa, the wiring is exactly the same. You will only have to make a small change in the code setup, as you will see later.

Датчики температуры и влажности DHT11 и DHT22 и Arduino

В статье рассмотрены основы работы с недорогими датчиками температуры и влажности серии DHT.

Эти сенсоры простые и медленные, но при этом отлично подходят для хобби-проектов на Arduino. Датчики DHT состоят из двух основных частей: ёмкостный датчик влажности и термистор. Также в корпусе установлен простенький чип для преобразования аналогового сигнала в цифровой. Считывать цифровой сигнал на выходе достаточно просто, можно использовать любой контроллер, не обязательно Arduino.

Технические характеристики DHT11 и DHT22

Существуют две версии сенсоров DHT. Выглядят они почти одинаково. Распиновка тоже одинаковая. Основные отличия – в технических характеристиках:

DHT11:

• Очень дешевый.
• Питание от 3 до 5В.
• Максимально потребляемый ток – 2.5мА при преобразовании (при запросе данных).
• Рассчитан на измерение уровня влажности в диапазоне от 20% до 80%. При этом точность измерений находится в диапазоне 5%.
• Измеряет температуру в диапазоне от 0 до 50 градусов с точностью плюс-минус 2%.
• Частота измерений не более 1 Гц (одно измерение в секунду).
• Размер корпуса: 15.5 мм x 12 мм x 5.5 мм.
• 4 коннектора. Расстояние между соседними – 0.1″.

DHT22:

• Дешевый.
• Питание от 3 до 5В.
• Максимально потребляемый ток – 2.5мА при преобразовании (при запросе данных).
• Рассчитан на измерение уровня влажности в диапазоне от 0% до 100%. При этом точность измерений находится в диапазоне 2%-5%.
• Измеряет температуру в диапазоне от -40 до 125 градусов с точностью плюс-минус 0.5 градусов по Цельсию.
• Частота измерений до 0.5 Гц (одно измерение за 2 секунды).
• Размер корпуса: 15.1 мм x 25 мм x 7.7 мм.
• 4 коннектора. Расстояние между соседними – 0.1″.

Как видите, DHT22 более точный и имеет больший диапазон измеряемых значений. Оба датчика имеют по одному цифровому выходу. Запросы к ним можно отправлять не чаще чем один в секунду или две.

Подключение датчиков DHT к Arduino

Ссылки для заказа электронного оборудования, которое использовалось в примере ниже из Китая

Подключаются датчики легко. Так как у них достаточно длинные коннекторы 0.1″, можно устанавливать их непосредственно на макетную или монтажную плату (смотрите на рисунке ниже).

Непосредственное подключение к Arduino тоже простое. На сенсоре 4 коннектора:

• Питание (VCC) – от 3 до 5 В.
• Вывод данных.
• Не подключается.
• Земля.

Коннектор 3 просто игнорируйте, он не подключается. Желательно подключить подтягивающий резистор на 10 кОм между питанием и сигналом. На Arduino есть встроенные резисторы, но их номинал 100кОм нам не подойдет.

https://youtube.com/watch?v=837XtzdQ66Y

На рисунке ниже приведена схема подключения DHT11 к Arduino. Подключите сигнал с датчика к пину 2, чтобы схема соответствовала примеру скетча, который приведен ниже. Этот пин можно изменить с соответствующими правками в коде.

Считывание данных с датчиков DHTxx

Для проверки скетча мы используем Arduino. Можно использовать любой другой микроконтроллер, который поддерживает тайминг в микросекундах.

Для начала скачайте библиотеку для работы с DHT датчиками здесь: Github. Для загрузки нажмите кнопку DOWNLOADS в верхнем правом углу.

Переименуйте папку DHT и убедитесь, что в ней есть файл dht.cpp и другие. После этого переместите папку DHT в папку arduinosketchfolder/libraries/ . Возможно вам придется создать подпапку для библиотек, если вы впервые интегрируете библиотеку. Перезагрузите Arduino IDE.

Теперь загрузите скетч: Examples->DHT->DHTtester. Выглядит программа примерно так:

//#define DHTTYPE DHT22 // DHT 22 (AM2302)

И уберите комментарий со строки:

#define DHTTYPE DHT11 // DHT 11

Эти настройки помогают снимать правильные значения именно с вашей модели датчика. В окне серийного монитора этобудет выглядеть примерно так:

Вы должны увидеть показания температуры и влажности. Подышав на датчик, можно отследить изменения показаний. В этом случае уровень влажности должен увеличиться.

Если Вам необходимы даташиты на датчики, просмотреть и скачать их можно по ссылкам:

Datasheet DHT11

Datasheet DHT22

1Технические 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.

Габаритные размеры и внешний вид датчика температуры и влажности DHT11

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.

Код Arduino. Вывод значений на монитор последовательного порта

Как обсуждалось ранее, датчики DHT11 и DHT22/AM2302 имеют собственный однопроводный протокол, используемый для передачи данных. Этот протокол требует точной синхронизации. К счастью, нам не нужно беспокоиться об этом, потому что мы собираемся использовать библиотеку DHT, которая позаботится почти обо всем.

Сначала скачайте библиотеку, посетив репозиторий на GitHub, или просто нажмите эту кнопку, чтобы скачать архив:

Чтобы установить библиотеку, откройте Arduino IDE, перейдите в «Скетч» → «Подключить библиотеку» → «Добавить .ZIP библиотеку» и выберите только что загруженный zip-архив DHTlib.

После установки библиотеки вы можете скопировать следующий скетч в IDE Arduino. Данный скетч выводит значения температуры и относительной влажности в монитор последовательного порта. Попробуйте скетч в работе; а затем мы рассмотрим его подробнее.

Скетч начинается с включения библиотеки DHT. Затем нам нужно определить номер вывода Arduino, к которому подключен вывод данных нашего датчика, и создать объект . Так мы сможем получить доступ к специальным функциям, связанным с библиотекой.

В функции нам нужно инициировать интерфейс последовательной связи, так как для вывода результатов мы будем использовать монитор последовательного порта.

В функции мы будем использовать функцию , которая считывает данные с DHT22/AM2302. В качестве параметра она принимает номер вывода данных датчика. Если вы работаете с DHT11, вам нужно использовать функцию . Вы можете сделать это, раскомментировав вторую строку.

После расчета значений влажности и температуры мы можем получить к ним доступ:

Объект возвращает значение температуры в градусах Цельсия (°C). Его можно преобразовать в градусы Фаренгейта (°F) по простой формуле:

\[T_{^\circ F} = T_{^\circ C} \times 9/5 +32\]

В конце мы выводим значения температуры и влажности в монитор последовательного порта.

Рисунок 8 – Вывод в мониторе последовательного порта показаний датчика DHT11 или DHT22/AM2302

Похожие записи:

Как подключить розетку: схема Описание зу imax b6 На какой высоте должны быть розетки и выключатели от пола в квартире? Изолента. виды и применение. свойства и особенности 50 оттенков пня* порты ввода/вывода микроконтроллеров microchip Усилитель своими руками. усилитель звука для сабвуфера в машину