DHT11 - цифровой датчик влажности и температуры, состоящий из термистора и емкостного датчика влажности. Также датчик содержит в себе АЦП для преобразования аналоговых значений влажности и температуры в цифровой код. Датчик DHT11 не обладают высоким быстродействием и точностью, но зато недорог и отлично подходят для контроля влажности и температуры в помещении. DHT11 достаточно прост в использовании, но имеет минус при получении данных: недостатком этого датчика является время получения данных - не чаще чем один раз в две секунды.
Характеристики
- Напряжение питания 3 - 5,5В
- Максимальный ток в режиме измерения 0,5 - 2,5 мА
- Максимальный ток в режиме ожидания 150 мкА
- Измерение влажности
Точность при температуре
25 ℃ – 4 %
0…50 ℃ – 5 %
Диапазон измерений при температуре
0 ℃ – 30…90 % RH
25 ℃ – 20…90 % RH
50 ℃ – 20…80 % RH
Предельное время отклика 15 c
Гистерезис 1 %
Продолжительная температурная стабильность 1 % / год - Измерение температуры
Точность 1…2 %
Диапазон 0…50 ℃
Предельное время отклика 30 c - Частота опроса не чаще 1 раза в 1 с.
- Разрешающая способность 8 бит
- Предельная длина экранированной линии связи 20 м.
- Размеры датчика ДхШхВ: 15,5 х 12 х 5,5 мм
- Размеры модуля датчика ДхШхВ: 28 х 12 х 5,5 мм
Особенности использования
- Сочетает в себе два датчика: датчик температуры и датчик влажности
- Недорогое решение для получения температуры и влажности
- Просты в использовании
- Просты в подключении
- Большая погрешность измерений
- Не измеряют температуру ниже 0°C
- Долгое время отклика: раз в две секунды
Описание выводов
VCC – положительный вывод питание (3...5В)
DATA – вывод данных (информационный сигнал)
NC - не используется
GND – общему провод (отрицательный вывод питания)
Между выводом питания и выводом данных необходимо подключить подтягивающий резистор. Рекомендуемый номинал 10 кОм , если расстояние от датчика до микроконтроллера небольшое, для расстояния больше 20 метров рекомендуется резистор номиналом 5,1 кОм. Также рекомендуется подключение конденсатора (фильтр по питанию между VCC и GND).
Протокол обмена — однопроводный, по структуре весьма похож на DS18B20, но:
- датчик не умеет работать в «паразитном» режиме
- датчик способен работать, только если он один подключен к линии связи.
Считывание данных
В DHT11 используется только один провод для связи с микроконтроллером.
Процесс коммуникации состоит из трех этапов:
- отправка запроса в датчик,
- получение ответа от датчика
- получение данных от датчика (40 биты данных).
После включения питания и до первого обращения к датчику должно пройти не менее 1 секунды.
Для начала обмена информацией с датчиком, микроконтроллер должен сформировать стартовый импульс. Стартовый импульс - это сигнал с логическим низким уровнем длительностью не менее 18 минут.
Затем микроконтроллер формирует сигнал логической еденицы на время не менее 50 микросекунд. После этого микроконтроллер переводит порт в режим входа, готовясь принимать данные.
Получив стартовый импульс датчика DHT11 выходит из режима ожидания и посылает импульсный сигнал ответа, который означает, что датчик получил стартовый импульс.
Датчик влажности и температуры DHT11 формирует сигнал ответа следующим образом: переводит линию связи примерно на 54 микросекунд в логический ноль, затем на 80 микросекунд в логическую еденицу.
Микроконтроллер должен обнаружить эти изменения уровней и зафиксировать, что датчик готов передавать данные.
После отправки сигнала ответа датчик DHT11 посылает данные, объединяющие значения влажности и температуры вместе с контрольной суммой. Пакет данных общей длиной 40 бит, содержит 5 байт данных.
Первые два байта содержат значение влажности в десятичном виде. Это значение дает нам относительный процент влажности. Первый байт - целая часть, а второй байт дробная часть значения влажности.
Следующие два байта содержат значение температуры в десятичном виде. Это значение дает нам температуру в градусах Цельсия.
Последний байт - это контрольная сумма, которая считается из первых четырех байт.
Форма сигналов логического ноля и логической единицы представлен на рисунках ниже соответственно:
После отправки 40-разрядных данных, датчик DHT11 формируе стоповый сигнал (сначала формирует низкий уровень длительностью примерно 54 мкс, а затем переводит вывод данных в высокоимпедансное состояние). После этого в DHT11 переходит в спящий режим.
Стоповый сигнал.
Примечание
При эксплуатации датчик DHT11 должен быть защищен от солнечного света и других излучений, имеющих в спектре ультрафиолетовую часть. Также к повреждению датчика могут привести газы, содержащие диоксид серы, пары соляной кислоты. Высокая концентрация паров этанола приведет к полному повреждению чувствительного слоя датчика.