DHT11データシート：デジタル温湿度センサの仕様と使い方完全解説

温度の強さと空気中の水蒸気量は常に相関します。両方を同時に測定するには温湿度センサ（DHT11）が必要です。デジタル相対湿度・温度センサは、温度と湿度を高精度で測定する部品です。本記事は、センサを深く知りたい愛好家向けのDHT11データシートです。自作派にはPCB実装サービスが作業負担を軽減します。明確・詳細・簡潔に解説します。

1. DHT11とは

DHT11は多様な用途に使えるセンサです。高精度センサは湿度校正チャンバーで校正済みで、校正係数をOTP（ワンタイムプログラマブル）メモリに格納し、0〜100%の湿度読み取り値をデジタル信号として出力します。内部にサーミスタ（温度用）と静電容量式湿度センサを備え、8ビットマイコンがアナログ信号をデジタル変換して温湿度を出力します。

小型で信号伝送距離20m、低動作電圧で動作します。

DHT11モジュール

2. DHT11センサの用途

温湿度測定が必要な機器で必須です：

• 家電製品
• 除湿機
• HVACシステム（空調）
• 車両の温度調節
• 気象観測所での温湿度予測
• データロガー
• 湿度・測定制御が必要な医療機器
• 特定プロセスの自動化

3. DHT11の他センサに対する優位性

1. 優れた長期安定性
2. 広範囲な伝送距離
3. 要求の厳しい用途でも低消費電力で動作
4. アダプティブリアルタイムメモリアクセラレータ搭載で使いやすい
5. 4ピンシングルローパッケージで利便性高い

4. 特徴・技術仕様

動作電圧：3.5V〜5.5V

サンプリング周期：2秒以上、待機電流60µA、出力電流0.3mA

4ピンシングルローパッケージ

湿度関連仕様

• 出力信号：シングルバスによるデジタル信号
• 測定範囲：50℃において20〜80% RH
• 感湿素子：高分子抵抗
• 互換性：完全互換
• 長期安定性：±0.5% RH/年 以下
• 精度：25℃で±5% RH
• ヒステリシス：±0.3% RH 以下
• 分解能：1% RH

温度関連仕様

• 温度分解能：1℃
• 再現性：±1℃
• 動作範囲：0〜50℃
• 精度：±2.0℃

5. DHT11のピン配置

4ピンの役割：

1. VCC：3.5〜5.5V DC電源入力 — 赤線
2. DATA：シリアルデータ、シングルバス — 黄色または白線
3. NC：未接続（未使用）
4. GND：グランド、電源負 — 黒線

湿度センサモジュールと湿度センサの違いは、モジュールに内蔵フィルタコンデンサとプルアップ抵抗がある点です。

6. DHT11センサの2Dモデル

（出典：Creative Commons）

7. DHT11の使い方

工場出荷時に校正済みなので、セットアップは簡単です。

電気接続図

マイクロ秒単位のタイミング制御が可能な高性能8ビットマイコンを用意してください。

シングルバス線でマイコンとDHT11が通信します。1通信サイクルは最大4マイクロ秒、5kΩプルアップ抵抗でセンサ状態を制御します。バス電位が高ければアイドル状態です。

マスタ・スレーブ関係：マスタが呼び出すまでスレーブは応答しません。このシーケンスを守らないとセンサはホスト信号に応答しません。

センサは上位ビットから送信し、1回の送信で40ビット（整数部・小数部各8ビット×温湿度＋パリティ8ビット）で構成されます。

データフォーマット

8ビット湿度整数 + 8ビット湿度小数 + 8ビット温度整数 + 8ビット温度小数 + 8ビットパリティビット。なお、温湿度とも小数部は常に0です。

データ伝送が正しければ、「8ビット湿度整数 + 8ビット湿度小数 + 8ビット温度整数 + 8ビット温度小数」のチェックサムが最後の8ビット（パリティ）と一致します。

例：マイコンが受信した40ビット

0010 0001 　 0000 0000 　 0001 1010 0000 0000 　 0011 1011

湿度上位 湿度下位 温度上位 温度下位 パリティ

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

データ正常時の読み取り値

湿度：0011 0101 = 33H = 33%RH

温度：0001 1010 = 18H = 26℃

マイコンがスタート信号を送ると、センサは低消費電力から高消費電力状態へ移行します。マイコンがスタート信号完了を待つ間、このプロセスが進行します。スタート信号完了は必須で、これがないとセンサから応答がありません。

DHT11は40ビットデータで応答し、後続プロセスをトリガーします。

全体通信プロセス（出典：Creative Commons）

第2段階：データバス電位が高い状態で、通信開始時にマイコンが電位を下げます。センサが検知するには1〜10msこの状態を維持する必要があります。検知後、マイコンはプルアップし、20〜40µsで応答信号を待ちます。

スタート信号検知により、DHT11は80µsローレベルでプルダウンし、続いて80µsハイレベルでデータ送信準備します。

MCUスタート信号とDHT11応答（出典：Creative Commons）

その後、センサは50µsのローレベルでビットデータを送信します。ビット「1」か「0」は信号長で決まります。

ビットデータ「1」フォーマット（出典：Creative Commons）

湿度測定精度を悪化させる要因

• 紫外線（直射日光）への過度な曝露
• 低品質または短すぎるデータ信号線
• 煙、酸、酸化性ガスへの曝露でセンサモジュールが劣化

8. DHT11の代替センサ

同等の代替品：

• DHT22
• SHT71
• AM2302

まとめ

DHT11はシンプルな信号調整技術で温湿度を検知します。校正済みでメンテナンス容易、入手性が高い点で優れています。自作に興味があれば、こちらの動画を参考にしてください。学習・実験に必要な全部品はこちらで入手可能です。