سنسور دما و رطوبت DHT11

سنسور دما رطوبت DHT11

ماژول دما و رطوبت DHT11 از سنسورهای پرکاربرد جهت تشخیص دما می‌باشد. سنسور DHT11 کالیبره شده و دارای خروجی دیجیتال است. محدوده اندازه گیری رطوبت بین ۲۰ تا ۹۰% RH و محدوده‌ی دما از ۰ تا ۵۰ درجه سانتی گراد می‌باشد. ولتاژ کاری ماژول DHT بین ۳٫۳ تا ۵ ولت DC است. فاصله انتقال سیگنال در ماژول DHT11 تا ۲۰ متر می‌باشد. ماژول دما و رطوبت DHT11 بسیار مقرون به صرفه، دارای کیفیت‌ عالی و واکنش سریع نسبت به تغییر دمای محیط است. ماژول DHT11 به ترتیب دارای ۳ پایه GND, VCC, Signal می‌باشد. سنسور دما و رطوبت DHT11 سنسوری ارزان قیمت جهت اندازه گیری دما و  رطوبت هوا است. اندازه، مصرف کم انرژی آن را به یکی از بهترین گزینه‌ها جهت استفاده در پروژه‌های مختلف، تبدیل شده است. با توجه به خروجی دیجیتال این سنسور، به راحتی می تواند به pyboard  و یا سایر میکروکنترلر ها متصل گردد. سنسور DHT11 یک سنسور دیجیتال دما و رطوبت است که می‌تواند دما و رطوبت محیط را اندازه گیری کند. این سنسور دارای یک سیم دیجیتال است که به طور مستقیم به میکروکنترلر متصل می‌شود و نیازی به تبدیل آنالوگ به دیجیتال نیست.

۱. کنترل دمای داخلی و رطوبت در سیستم‌های خنک کننده هوا و گرمایشی

۲. کنترل دمای آب و رطوبت در گلخانه ها و سیستم های آبیاری

۳. کنترل دما و رطوبت در سیستم‌های خودرویی

۴. کنترل دما و رطوبت در سیستم های تهویه مطبوع

۵. کنترل دما و رطوبت در سیستم های سرمایشی و گرمایشی

پایه های سنسور دما رطوبت DHT11

سنسور DHT11 دارای سه پایه می باشد.

• VCC: ولتاژ تغذیه 3 تا 5 ولت
• Data: پین داده
• GND: زمین (GND)

راه اندازی سنسور DHT11 با برد آردوینو

 جهت راه اندازی سنسور دما رطوبت DHT11 با آردوینو بایستی در ابتدا کتابخانه را نصب کنید. برای نصب نرم افزار از منو آردوینو بر روی Sketch / Include libraries  کلیک کرده و سپس Manage libraries را انتخاب کنید. در صفحه ی باز شده برای یافتن کتابخانه عبارت dht را فیلتر کنید. پس از نصب کتابخانه کد را کپی و اجرا کنید. 

#include <DHT.h>

#define DHTPIN 2     // پین داده DHT11 به پین دیجیتال 2 متصل می‌شود
#define DHTTYPE DHT11   // انتخاب نوع سنسور (اینجا DHT11)

DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  dht.begin();
}

void loop() {
  delay(2000); // تاخیر 2 ثانیه برای خواندن دما و رطوبت
  float humidity = dht.readHumidity(); // خواندن رطوبت
  float temperature = dht.readTemperature(); // خواندن دما به درجه سانتیگراد
  // نمایش دما و رطوبت در کنسول سریال
  Serial.print("Humidity: ");
  Serial.print(humidity);
  Serial.print("%  Temperature: ");
  Serial.print(temperature);
  Serial.println("C");
}

راه اندازی سنسور DHT11 با میکروپایتون و ESP32

برای راه اندازی سنسور دما رطوبت DHT11 از میکروپایتون میتوانیم استفاده کنیم. در ادامه نمونه کد میکروپایتون با برد وای فای  ESP32 قرار گرفته شده است که برای راه اندازی از نرم افزار Thonny IDE استفاده شده است.

import machine
import dht

# Define the GPIO pin number that the DHT11 sensor is connected to
dht_pin = 4

# Create a DHT object with the specified GPIO pin number
d = dht.DHT11(machine.Pin(dht_pin))

# Call the "measure" method of the DHT object to read the temperature and humidity values from the sensor
d.measure()
temperature = d.temperature()
humidity = d.humidity()

# Print the temperature and humidity values
print("Temperature: {} C".format(temperature))
print("Humidity: {} %".format(humidity))

راه اندازی سنسور DHT11 با میکروپایتون و PICO RP2040

برای انجام اتصالات فقط به سه پایه نیاز داریم. پایه دیتا OUT، پایه تغذیه VCC و پایه GND که در Pinout رزبری پای پیکو مشخص است که هر پایه میتوانید چه ماهیتی داشته باشد. در اجرای این پروژه به صورت دلخواه برای اتصال پایه دیتا OUT از هر کدام از پایه های GP که با رنگ سبز مشخص شده است میتوانید استفاده کنید ( در این پروژه از پایه GP16 استفاده شده است) سپس پایه تغذیه VCC را ۳٫۳ ولت و یکی از پایه های GND را انتخاب کنید. در قدم اول دو روش برای فراخوانی کتابخانه و معرفی آن به نرم افزار THONNY وجود دارد. یکی از طریق مسیر View/ Files که در در ستون سمت چپ در ابتدا فایل کتابخانه دانلودی را وارد می‌کنید. سپس در منو پایین Raspberry Pi PICO کتابخانه را اضافه ADD می‌کنید. روش دوم اضافه کردن دستی کتابخانه به برنامه است. به این طریق که فایل کتابخانه را در یک تب جدید در نرم افزار وارد کرده و با نام خودش در برد رزبری پای پیکو ذخیره می‌کنید. در ابتدا کتابخانه را وارد نرم افزار کنید.

import array

import micropython
import utime
from machine import Pin
from micropython import const


class InvalidChecksum(Exception):
    pass


class InvalidPulseCount(Exception):
    pass


MAX_UNCHANGED = const(100)
MIN_INTERVAL_US = const(200000)
HIGH_LEVEL = const(50)
EXPECTED_PULSES = const(84)


class DHT11:
    _temperature: float
    _humidity: float

    def __init__(self, pin):
        self._pin = pin
        self._last_measure = utime.ticks_us()
        self._temperature = -1
        self._humidity = -1

    def measure(self):
        current_ticks = utime.ticks_us()
        if utime.ticks_diff(current_ticks, self._last_measure) < MIN_INTERVAL_US and (
            self._temperature > -1 or self._humidity > -1
        ):
            # Less than a second since last read, which is too soon according
            # to the datasheet
            return

        self._send_init_signal()
        pulses = self._capture_pulses()
        buffer = self._convert_pulses_to_buffer(pulses)
        self._verify_checksum(buffer)

        self._humidity = buffer[0] + buffer[1] / 10
        self._temperature = buffer[2] + buffer[3] / 10
        self._last_measure = utime.ticks_us()

    @property
    def humidity(self):
        self.measure()
        return self._humidity

    @property
    def temperature(self):
        self.measure()
        return self._temperature

    def _send_init_signal(self):
        self._pin.init(Pin.OUT, Pin.PULL_DOWN)
        self._pin.value(1)
        utime.sleep_ms(50)
        self._pin.value(0)
        utime.sleep_ms(18)

    @micropython.native
    def _capture_pulses(self):
        pin = self._pin
        pin.init(Pin.IN, Pin.PULL_UP)

        val = 1
        idx = 0
        transitions = bytearray(EXPECTED_PULSES)
        unchanged = 0
        timestamp = utime.ticks_us()

        while unchanged < MAX_UNCHANGED:
            if val != pin.value():
                if idx >= EXPECTED_PULSES:
                    raise InvalidPulseCount(
                        "Got more than {} pulses".format(EXPECTED_PULSES)
                    )
                now = utime.ticks_us()
                transitions[idx] = now - timestamp
                timestamp = now
                idx += 1

                val = 1 - val
                unchanged = 0
            else:
                unchanged += 1
        pin.init(Pin.OUT, Pin.PULL_DOWN)
        if idx != EXPECTED_PULSES:
            raise InvalidPulseCount(
                "Expected {} but got {} pulses".format(EXPECTED_PULSES, idx)
            )
        return transitions[4:]

    def _convert_pulses_to_buffer(self, pulses):
        """Convert a list of 80 pulses into a 5 byte buffer

        The resulting 5 bytes in the buffer will be:
            ۰: Integral relative humidity data
            ۱: Decimal relative humidity data
            ۲: Integral temperature data
            ۳: Decimal temperature data
            ۴: Checksum
        """
        # Convert the pulses to 40 bits
        binary = 0
        for idx in range(0, len(pulses), 2):
            binary = binary << 1 | int(pulses[idx] > HIGH_LEVEL)

        # Split into 5 bytes
        buffer = array.array("B")
        for shift in range(4, -1, -1):
            buffer.append(binary >> shift * 8 & 0xFF)
        return buffer

    def _verify_checksum(self, buffer):
        # Calculate checksum
        checksum = 0
        for buf in buffer[0:4]:
            checksum += buf
        if checksum & 0xFF != buffer[4]:
            raise InvalidChecksum()

تا این مرحله فقط کتابخانه dht را در برد رزبری پای پیکو با نام dht.py ذخیره کردیم. حالا میتوانیم یک کد راحت برای نمایش دما رطوبت در کنسول نرم افزار نمایش دهیم. یک تب جدید باز کنید. کد زیر را کپی و انتقال دهید. برنامه را با نام دلخواه dht11test.py در سیستم ذخیره کنید.

from machine import Pin
import time
from dht import DHT11, InvalidChecksum
 
sensor = DHT11(Pin(16, Pin.OUT, Pin.PULL_DOWN))
 
while True:
    temp = sensor.temperature
    humidity = sensor.humidity
    print("Temperature: {}°C   Humidity: {:.0f}% ".format(temp, humidity))
    time.sleep(2)