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dht11溫濕度傳感器,dht11傳感器工作原理

來源:
2023-09-12
類別:基礎知識
eye 29
文章創建人 拍明芯城

1、dht11傳感器工作原理

dht11濕度傳感器工作原理是把空氣中的溫濕度通過一定檢測裝置,測量到溫濕度后,按一定的規律變換成電信號或其他所需形式的信息輸出。dht11溫濕度傳感器是傳感器其中的一種,由于溫度與濕度不管是從物理量本身還是在實際人們的生活中都有著密切的關系,所以溫濕度一體的傳感器就會相應產生。溫濕度傳感器是指能將溫度量和濕度量轉換成容易被測量處理的電信號的設備或裝置。市場上的溫濕度傳感器一般是測量溫度量和相對濕度量。傳感器的頻率響應特性決定了被測量的頻率范圍,必須在允許頻率范圍內保持不失真的測量條件,實際上傳感器的響應總有—定延遲,希望延遲時間越短越好。傳感器的頻率響應高,可測的信號頻率范圍就寬,而由于受到結構特性的影響,機械系統的慣性較大,因有頻率低的傳感器可測信號的頻率較低。在動態測量中,應根據信號的特點(穩態、瞬態、隨機等)響應特性,以免產誤差。

image.png

2、DHT11溫濕度傳感器內部用到的8位單片機型號是多少?

DHT11溫濕度傳感器模塊內部用到的8位單片機型號是多少,如圖,芯片沒有絲印。

1.png

3、在溫濕度數據上傳云端的實驗中溫濕度傳感器dht11連接錯誤

題主是否想詢問“在溫濕度數據上傳云端的實驗中,溫濕度傳感器dht11連接錯誤是為什么”?缺失DHT11庫文件。DHT11是數字溫濕度傳感器,是直接可以將溫度量和濕度量轉換成容易被測量處理的電信號的設備或裝置,該設備是從arduino官網下載的話,會缺少DHT11庫文件,導致在溫濕度數據上傳云端的實驗中采集溫濕度的代碼出錯,從而導致無法連接。

4、DHT11溫濕度傳感器內部用到的8位單片機型號是多少?

是傳感器內部,不是外部電路芯片


一、DHT11基礎儲備

DHT11 數字溫濕度傳感器是一款含有已校準數字信號輸出的溫濕度復合傳感器,內部由一個 8 位單片機控制一個電阻式感濕元件和一個 NTC 測溫元件。DHT11 雖然也是采用單總線協議,但是該協議與 DS18B20 的單總線協議稍微有些不同之處。

相比于 DS18B20 只能測量溫度,DHT11 既能檢測溫度又能檢測濕度,不過 DHT11 的精度和測量范圍都要低于 DS18B20,其溫度測量范圍為 0~50℃,誤差在±2℃;濕度的測量范圍為 20%~90%RH(Relative Humidity 相對濕度—指空氣中水汽壓與飽和水汽壓的百分比),誤差在±5%RH。DHT11 電路很簡單,只需要將 Dout 引腳連接單片機的一個 I/O 即可,不過該引腳需要上拉一個 5K 的電阻,DHT11 的供電電壓為 3~5.5V

二、協議及數據格式

DHT11 采用單總線協議與單片機通信,單片機發送一次復位信號后,DHT11 從低功耗模式轉換到高速模式,等待主機復位結束后,DHT11 發送響應信號,并拉高總線準備傳輸數據。一次完整的數據為 40bit,按照高位在前,低位在后的順序傳輸

數據格式為:8bit 濕度整數數據+8bit 濕度小數數據+8bit 溫度整數數據+8bit 溫度小數數據+8bit 校驗和,一共 5 字節(40bit)數據。由于 DHT11 分辨率只能精確到個位,所以小數部分是數據全為 0。校驗和為前 4 個字節數據相加,校驗的目的是為了保證數據傳輸的準確性。

DHT11 只有在接收到開始信號后才觸發一次溫濕度采集,如果沒有接收到主機發送復位信號,DHT11 不主動進行溫濕度采集。當數據采集完畢且無開始信號后,DHT11 自動切換到低速模式。

注意:由于 DHT11 時序要求非常嚴格,所以在操作時序的時候,為了防止中斷干擾總線時序,先關閉總中斷,操作完畢后再打開總中斷。

三、操作時序

1、 主機發送復位信號

DHT11 的初始化過程同樣分為復位信號和響應信號。

首先主機拉低總線至少 18ms,然后再拉高總線,延時 20~40us,取中間值 30us,此時復位信號發送完畢。

2、DHT11 發送響應信號

DHT11 檢測到復位信號后,觸發一次采樣,并拉低總線 80us 表示響應信號,告訴主機數據已經準備好了;然后 DHT11 拉高總線 80us,之后開始傳輸數據。如果檢測到響應信號為高電平,則 DHT11 初始化失敗,請檢查線路是否連接正常。

當復位信號發送完畢后,如果檢測到總線被拉低,就每隔 1us 計數一次,直至總線拉高,計算低電平時間;當總線被拉高后重新計數檢測 80us 的高電平。如果檢測到響應信號之后的80us 高電平,就準備開始接收數據。實際上 DHT11 的響應時間并不是標準的 80us,往往存在誤差,當響應時間處于 20~100us 之間時就可以認定響應成功。

3、數據傳輸

DHT11 在拉高總線 80us 后開始傳輸數據。每 1bit 數據都以 50us 低電平時隙開始,告訴主機開始傳輸一位數據了。DHT11 以高電平的長短定義數據位是 0 還是 1,當 50us 低電平時隙過后拉高總線,高電平持續 26~28us 表示數據“0”;持續 70us 表示數據“1”。

當 最后 1bit 數據傳送完畢后,DHT11 拉低總線 50us,表示數據傳輸完畢,隨后總線由上拉電阻拉高進入空閑狀態。

4、區分數據0/1的巧法

還是像檢測響應時間那樣計算高電平持續時間那就太麻煩了!!!

數據“0”的高電平持續 26~28us,數據“1”的高電平持續70us,每一位數據前都有 50us 的起始時隙。如果我們取一個中間值 40us 來區分數據“0”和數據“1”的時隙。

當數據位之前的 50us 低電平時隙過后,總線肯定會拉高,此時延時 40us 后檢測總線狀態,如果為高,說明此時處于 70us 的時隙,則數據為“1”;如果為低,說明此時處于下一位數據 50us 的開始時隙,那么上一位數據肯定是“0”。

為什么延時 40us?

由于誤差的原因,數據“0”時隙并不是準確 26~28us,可能比這短,也可能比這長。

當數據“0”時隙大于 26~28us 時,

如果延時太短,無法判斷當前處于數據“0”的時隙還是數據“1”的時隙;

如果延時太長,則會錯過下一位數據前的開始時隙,導致檢測不到后面的數據。

責任編輯:David

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