DHT11 データシート:デジタル相対湿度および温度センサー (DHT11) データシート
気温の強さと空気中の水蒸気の量は常に相関しています。両方を同時に測定するには、温度と湿度センサー (DHT11) が必要です。デジタル相対湿度および温度センサーは、温度と湿度を測定する上で非常に正確なコンポーネントです。この記事は、センサーについてもっと知りたいという衝動に駆られた愛好家向けの DHT11 データシートです。さらに一歩進んで自分で組み立てることをいとわない人にとって、PCB アセンブリは作業負荷を軽減します。深く掘り下げて、明確で精巧で簡潔な方法で知識を身に付けてください。
1.では、DHT11 とは何ですか?
DHT11 は、さまざまなアプリケーションで役立つセンサーです。湿度校正チャンバーで校正が行われる高精度センサーを備えています。次に、センサーは校正係数を OTP プログラム メモリとして保存し、そこで 0 ～ 100% の湿度測定値をデジタル信号出力として取得します。センサーには、温度と湿度を測定するためのサーミスターと静電容量式湿度センサーが含まれています。 8 ビット マイクロコントローラーは、温度と湿度を読み取るためにアナログ信号をデジタル信号に変換します。
センサーは小型で、動作電圧が非常に低く、信号伝送範囲は 20 メートルです。
DHT11 モジュール
2. DHT11センサーの応用
DHT11 センサーは、温度と湿度を測定するコンポーネントに不可欠です。これらは:
- 家庭で使用される電化製品
- 除湿機
- HVAC システム
- 車内の温度調節
- 気象観測所の温度と湿度の状態を予測する
- センサーはデータロガーにも役立ちます
- 湿度と測定制御を必要とする医療機器
- センサーは、特定のプロセスの自動化において役割を果たす
3.他のセンサーに対する DHT11 の利点
<オール>4.センサーの機能/技術仕様
センサーの動作電圧範囲は 3.5V から 5.5V です。
DHT11 は、スタンバイ電流 60uA、出力電流 0.3mA でサンプリング周期が 2 秒以上です
センサーには、4 ピンの単列ピン パッケージもあります
追加の相対湿度機能は次のとおりです:
- 出力信号:シングルバス経由のデジタル信号
- 測定範囲:50℃ 20-80% 湿度測定値
- 感知素子:高分子抵抗器
- 互換性:完全に交換可能
- 長期安定性:<± 0.5% RH / 年
- 精度:25℃で ±5% RH
- ラグ:<± 0.3% RH
- 解像度:1%RH
温度仕様には以下が含まれます:
- 温度分解能:摂氏 1 度
- 再現性:±1℃
- 動作範囲:0～50℃
- 精度:+-2.0℃
5. DHT11 のピン構成
センサーの 4 つのピンは次のとおりです。
<オール>湿度センサー モジュールと湿度センサーの違いは、モジュールにフィルター コンデンサーとプルアップ抵抗が内蔵されていることです。
6. DHT11 センサーの 2-D モデル
(ソース:クリエイティブ コモンズ)
7. DHT11 データシート– DHT11 の使用方法
以下に示すように、センサーは生産ポイントでキャリブレーションを受けるため、セットアップが簡単です。
電気接続図
効率を高めるには、マイクロ秒のタイミングを持つ高性能 8 ビット マイクロコントローラーが必要です。
シングルバス ワイヤは、マイクロコントローラと DHT11 間の通信を担当します。 1 つの通信サイクルは最大 4 マイクロ秒続き、5K のプル抵抗はセンサーの状態を制御するのに役立ちます。これが意味することは、レートが高い場合、バスはアイドル状態になるということです。
センサー内のコンポーネントは、マスターとスレーブの関係を共有します。マスターが呼び出したとき、それはスレーブが応答できるときだけです。この単一バス シーケンスに従わないと、デバイスがホスト信号に応答しなくなります。
センサーはデータの上位ビットを最初に送信し、完全な送信は整数部分と小数部分で構成される 40 ビットのデータで構成されます。
DHT11 データシート– データ形式は次のとおりです:
8 ビット湿度整数データ + 8 ビット湿度 10 進データ +8 ビット温度クリティカル データ +8 ビット分数温度データ +8 ビット パリティ ビット。
10 進数のビットは、温度と湿度の両方で常に 0 であることに注意することが重要です。
データ送信が正しい場合、「8 ビットのクリティカル RH データ + 8 ビットの 10 進 RH データ + 8 ビットの積分 T データ + 8 ビットの 10 進 T データ」の最後のビットがチェックサムになります。
たとえば、DHT11 から 40 ビットのデータを受信するマイクロコントローラは、
として表示されます。0010 0001 0000 0000 0001 1010 0000 0000 0011 1011
高湿度 8 低湿度 8 高温 8 低温 8 パリティ ビット
計算は以下のように行われます:
0011 0101+0000 0000+0001 1000+0000 0000=0100 1101
DHT11 データシート– 受信データは正しい：
湿度:0011 0101=33H=33%RH
温度:0001 1010=18H=26℃
マイクロコントローラーがセンサーに信号を送信すると、センサーは低消費電力状態から高消費状態に変わります。
このプロセスは、MCU が初期信号の完了を待機している間に発生します。開始信号がなければセンサーからの応答がないため、開始信号を完了することが不可欠です。
次に、DHT11 は 40 ビット データの指示で応答し、さらなるプロセスをトリガーします。
全体的なコミュニケーション プロセス
(ソース:クリエイティブ コモンズ)
2番目のプロセスでは、データバスの電圧が高いため、MCUは通信が開始されると電圧を下げます。センサーが MCU からの信号を検出するには、このプロセスが約 1 ～ 10ms 続く必要があります。呼び出しに気づいた後、マイクロコントローラーはプルアップし、信号応答を約 20 ～ 40us 待ちます。
開始信号の検出は、DHT11 による 80us の低電圧プルに影響を与えます。データ送信の準備として、電圧を 80us まで上げます。
MCU は開始信号を DHT11 に送信し、DHT11 は応答信号を MCU に送信します
(ソース:クリエイティブ コモンズ)
次のステップでは、センサーが 50us の低電圧でマイクロコントローラーに情報を送信します。
信号の長さに応じて、ビットは「1」または「0」になります。
ビットデータ「1」フォーマット
(ソース:クリエイティブ コモンズ)
いくつかの要因により、湿度測定の精度が低下する場合があります。
- 太陽などの紫外線への過度の露出
- 低品質のデータ信号線または短い線
- 煙、酸、または酸化ガスにさらされると、DHT11 センサー モジュールが破損する可能性があります
8. DHT11 データシート – DHT11 の代替
これらは、DHT11 と同等の代替センサーです。
- DHT22
- SHT71
- AM2302
まとめ
つまり、DHT11 センサーは、温度と湿度を感知するためのシグナル コンディショニングのシンプルなプロセス技術を使用しています。このセンサーは、メンテナンスと取得が容易で、校正済みであるため、他のセンサーよりも有利です。 DHT11 センサーの作成に興味がある場合は、このビデオを参考にしてください。 DHT11 データシートの学習や実験に必要なすべてのコンポーネントは、ここから入手できます。
産業技術