Folha de dados DHT11： A ficha de dados do sensor de umidade relativa e temperatura digital (DHT11)

A intensidade da temperatura e a quantidade de vapor de água no ar sempre se correlacionam. Para você medir os dois simultaneamente, você precisa de um sensor de temperatura e umidade (DHT11). O sensor digital de umidade relativa e temperatura é um componente de alta precisão na medição de temperatura e umidade. Este artigo é uma folha de dados DHT11 para entusiastas com vontade de saber mais sobre o sensor. Para aqueles dispostos a ir além e montar o seu próprio, a montagem de PCB alivia a carga de trabalho para você. Mergulhe e aprenda de maneira clara, elaborada e concisa.

1. Então, o que é DHT11?

O DHT11 é um sensor útil em uma variedade de aplicações. Possui um sensor de alta precisão que tem sua calibração feita em uma câmara de calibração de umidade. O sensor então armazena os coeficientes de calibração como memória de programa OTP, onde recupera as leituras de umidade de 0-100% como saída de sinal digital. O sensor inclui um termistor e um sensor de umidade capacitivo para medição de temperatura e umidade. O microcontrolador de 8 bits converte o sinal analógico em um sinal digital para leitura de temperatura e umidade.

Os sensores são pequenos e têm alcance de transmissão de sinal de 20 metros, com tensão de operação muito baixa.

um módulo DHT11

2. Aplicação do sensor DHT11

Os sensores DHT11 são essenciais em componentes que medem temperatura e umidade. estes são:

• aparelhos usados ​​em casa
• desumidificadores
• Sistemas de climatização
• regulação de temperatura em veículos
• para prever as condições de temperatura e umidade nas estações meteorológicas
• o sensor também é útil em registradores de dados
• em equipamentos médicos que requerem controle de umidade e medição
• o sensor desempenha um papel na automação de processos específicos

3. Vantagens do DHT11 sobre outros sensores

1. tem uma excelente estabilidade a longo prazo
2. DHT11 pode transmitir em uma ampla faixa
3. O sensor funciona bem com aplicações exigentes e tem uma baixa taxa de consumo de energia
4. o acelerador de memória em tempo real adaptável o torna favorável entre os usuários
5. o pacote de 4 pinos do sensor de umidade digital tem um arranjo de fileira única, aumentando a conveniência

4. Características/especificações técnicas do sensor

A tensão de operação do sensor varia de 3,5 V a 5,5 V.

DHT11 tem um período de amostragem de mais de dois segundos com uma corrente de espera de 60uA e uma corrente de saída de 0,3mA

O sensor também possui um pacote de pinos de linha única de 4 pinos

Recursos adicionais de umidade relativa são:

• Sinal de saída:sinal digital via barramento único
• Faixa de medição:a 50 ℃, leituras de umidade de 20-80%
• elemento sensor:resistor de polímero
• Intercambialidade:totalmente intercambiável
• Estabilidade a longo prazo:<± 0,5% RH / Ano
• Precisão:a 25℃ é ±5% RH
• Atraso:<± 0,3% UR
• Resolução:1%RH

As especificações de temperatura incluem:

• Resolução de temperatura:1 grau Celsius
• Repetibilidade:±1℃
• Faixa de operação:0-50℃
• Precisão:+-2,0℃

5. Configuração de pinos do DHT11

Os quatro pinos do sensor são:

1. Fonte de alimentação VCC de 3,5 ~ 5,5 V DC – conecta-se ao fio vermelho
2. Dados seriais de dados, barramento único – conecta-se ao fio amarelo ou branco
3. Nenhuma conexão, portanto, não usada
4. Aterramento GND, energia negativa – conecta-se ao fio preto

A diferença entre o módulo do sensor de umidade e o sensor de umidade é que o módulo possui um capacitor de filtragem embutido e um resistor de pull-up.

6. Um modelo 2-D do sensor DHT11

(Fonte:creative commons)

7. Folha de dados DHT11– Como usamos o DHT11?

Conforme mostrado abaixo, como o sensor é calibrado no ponto de produção, é fácil de configurar.

Diagrama de conexão elétrica

Você precisará de um microcontrolador de 8 bits de alto desempenho com tempo de microssegundos para melhor eficiência.

O fio de barramento único é responsável pela comunicação entre o microcontrolador e o DHT11. Um ciclo de comunicação dura até 4 microssegundos e o resistor de tração de 5K ajuda a controlar o status do sensor. O que isso significa é que quando a taxa é alta, o barramento fica ocioso.

Os componentes do sensor compartilham uma relação mestre-escravo. Quando o mestre chama, é somente quando o escravo pode atender. O não cumprimento desta sequência de barramento único resultará no dispositivo não respondendo ao sinal do host.

O sensor envia os bits mais altos de dados primeiro, e uma transmissão completa compreende 40 bits de dados que consistem em partes integrais e decimais.

Folha de dados DHT11– O formato de dados é mostrado abaixo:

Os dados inteiros de umidade de 8 bits + dados decimais de umidade de 8 bits + dados críticos de temperatura de 8 bits + dados de temperatura fracionária de 8 bits + bit de paridade de 8 bits.

É importante notar que o bit decimal é sempre 0 em temperatura e umidade.

Se a transmissão de dados estiver correta, o último bit de ”dados RH críticos de 8 bits + dados RH decimais de 8 bits + dados T integral de 8 bits + dados T decimais de 8 bits” deve ser a soma de verificação.

Por exemplo, o microcontrolador que recebe 40 bits de dados do DHT11 apresenta como

0010 0001 0000 0000 0001 1010 0000 0000 0011 1011

Alta umidade 8 Baixa umidade 8 Alta temperatura 8 Baixa temperatura 8 Bit de paridade

O cálculo é feito conforme mostrado abaixo:

0011 0101+0000 0000+0001 1000+0000 0000=0100 1101

Folha de dados DHT11– os dados recebidos estão corretos：

Umidade:0011 0101=33H=33%RH

Temperatura:0001 1010=18H=26℃

Quando o microcontrolador envia um sinal para o sensor, o sensor muda de uma taxa de baixo consumo de energia para um estado de alto consumo.

Este processo acontece enquanto o MCU aguarda para completar o sinal inicial. Completar o sinal de partida é essencial porque não haverá resposta do sensor sem ele.

O DHT11 então responde com uma indicação de dados de 40 bits e aciona outros processos.

O processo geral de comunicação

(Fonte:creative commons)

No segundo processo, como a tensão no barramento de dados é alta, o MCU diminuirá a tensão quando a comunicação começar. Para que o sensor detecte o sinal do MCU, esse processo deve durar cerca de 1 a 10ms. Depois de perceber a chamada, o microcontrolador para e espera por uma resposta de sinal por cerca de 20-40us.

A detecção do sinal de partida influencia uma baixa tensão de 80us pelo DHT11. Enquanto se prepara para enviar dados, aumenta a voltagem para 80us.

MCU enviando sinal de início para DHT11 e DHT11 enviando sinal de resposta para MCU

(Fonte:creative commons)

A etapa seguinte envolve o envio de informações do sensor para o microcontrolador em uma baixa tensão de 50us.

Os bits podem ser “1” ou “0”, dependendo do comprimento do sinal.

formato “1” de dados de bits

(Fonte:creative commons)

Alguns fatores podem levar à baixa precisão da medição de umidade; eles incluem;

• exposição excessiva à radiação ultravioleta, como o sol
• um fio de sinal de dados de baixa qualidade ou um fio mais curto
• a exposição a fumaça, ácido ou gases oxidantes pode arruinar o módulo do sensor DHT11

8. Folha de dados do DHT11 – Alternativas ao DHT11

Estes são alguns sensores alternativos iguais ao DHT11.

• DHT22
• SHT71
• AM2302

Resumo

Resumindo, o sensor DHT11 utiliza uma tecnologia de processo simples de condicionamento de sinal para detecção de temperatura e umidade. O sensor é vantajoso em relação a outros sensores, pois é de fácil manutenção e aquisição e já passou por calibração. Se você tiver interesse em fazer seu sensor DHT11, pode usar este vídeo para orientação. Todos os componentes necessários para aprender ou apenas experimentar com a folha de dados DHT11 estão disponíveis aqui.