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2.2.3 DHT-11
Introducción
El sensor digital de temperatura y humedad DHT11 es un sensor compuesto que contiene una salida digital calibrada de temperatura y humedad. Se aplican tecnologías de módulos digitales dedicados y de detección de temperatura y humedad para garantizar que el producto tenga alta fiabilidad y excelente estabilidad.
Los sensores incluyen un sensor resistivo de elemento húmedo y un sensor de temperatura NTC, y están conectados a un microcontrolador de 8 bits de alto rendimiento.
Componentes
Principio
El DHT11 es un sensor digital básico de temperatura y humedad de bajo costo. Utiliza un sensor de humedad capacitivo y un termistor para medir el aire circundante y emite una señal digital por el pin de datos (no se necesitan pines de entrada analógica).
Solo hay tres pines disponibles: VCC, GND y DATA. El proceso de comunicación comienza con la línea DATA enviando señales de inicio al DHT11, que recibe las señales y devuelve una señal de respuesta. Luego, el host recibe la señal de respuesta y comienza a recibir datos de humedad y temperatura de 40 bits (8 bits de entero de humedad + 8 bits de decimal de humedad + 8 bits de entero de temperatura + 8 bits de decimal de temperatura + 8 bits de suma de verificación). Para más información, consulta la hoja de datos del DHT11.
Diagrama Esquemático
Procedimientos Experimentales
Paso 1: Construir el circuito.
Paso 2: Ir a la carpeta del código.
cd ~/davinci-kit-for-raspberry-pi/c/2.2.3/
Paso 3: Compilar el código.
gcc 2.2.3_DHT.c -lwiringPi
Paso 4: Ejecutar el archivo ejecutable.
sudo ./a.out
Después de ejecutar el código, el programa imprimirá la temperatura y la humedad detectadas por el DHT11 en la pantalla del ordenador.
Nota
Si no funciona después de ejecutar, o aparece un mensaje de error: "wiringPi.h: No such file or directory», consulta ¿El código en C no funciona?.
Código
#include <wiringPi.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdint.h>
#define MAXTIMINGS 85 // Maximum number of timing transitions
int dht11_dat[5] = {0, 0, 0, 0, 0}; // Data array to hold sensor values
// Function to read data from DHT11 sensor
void read_dht11_dat(int GPIOPIN)
{
uint8_t currState;
uint8_t laststate = HIGH;
uint8_t counter = 0;
uint8_t j = 0;
uint8_t i;
float f; // Temperature in Fahrenheit
// Reset data array before each read
dht11_dat[0] = dht11_dat[1] = dht11_dat[2] = dht11_dat[3] = dht11_dat[4] = 0;
// Pull pin down for 18 milliseconds to initiate communication
pinMode(GPIOPIN, OUTPUT);
digitalWrite(GPIOPIN, LOW);
delay(18);
// Then pull it up for 40 microseconds
digitalWrite(GPIOPIN, HIGH);
delayMicroseconds(40);
// Prepare to read the pin
pinMode(GPIOPIN, INPUT);
// Detect change and read data
for (i = 0; i < MAXTIMINGS; i++)
{
counter = 0;
// Count how long each state lasts
while (digitalRead(GPIOPIN) == laststate)
{
counter++;
delayMicroseconds(2);
if (counter == 255)
{
break;
}
}
// Save the current state
laststate = digitalRead(GPIOPIN);
if (counter == 255) break;
// Ignore first 3 transitions (DHT11 response signal)
if ((i >= 4) && (i % 2 == 0))
{
// Shift bits and store data
dht11_dat[j/8] <<= 1;
if (counter > 16)
{
dht11_dat[j/8] |= 1;
}
j++;
}
}
// Check if we received 40 bits (5 bytes) and verify checksum
if ((j >= 40) && (dht11_dat[4] == ((dht11_dat[0] + dht11_dat[1] + dht11_dat[2] + dht11_dat[3]) & 0xFF)) )
{
// Convert temperature to Fahrenheit
f = dht11_dat[2] * 9.0 / 5.0 + 32;
printf("Humidity = %d.%d %% Temperature = %d.%d °C (%.1f °F)\n",
dht11_dat[0], dht11_dat[1], dht11_dat[2], dht11_dat[3], f);
}
else
{
printf("Data not good, skip\n");
}
}
int main (void)
{
printf("Raspberry Pi wiringPi DHT11 Temperature test program\n");
// Initialize wiringPi using BCM GPIO pin numbering
if (wiringPiSetupGpio() == -1)
{
exit(1);
}
while(1)
{
// Read data from DHT11 connected to GPIO pin 17
read_dht11_dat(17);
delay(1000); // Wait 1 second before next read
}
return 0;
}
Explicación del Código
Incluir Encabezados: El código incluye los encabezados necesarios para las funciones de wiringPi y la entrada/salida estándar.
#include <wiringPi.h> #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <stdint.h>
Definir Constantes:
MAXTIMINGS: El número máximo de transiciones de tiempo esperadas del sensor DHT11 (85).
#define MAXTIMINGS 85 // Número máximo de transiciones de tiempo
Array de Datos Global:
dht11_dat[5]: Un array para almacenar los 5 bytes de datos recibidos del sensor DHT11.
int dht11_dat[5] = {0, 0, 0, 0, 0}; // Array de datos para almacenar los valores del sensor
Función
read_dht11_dat(int GPIOPIN): Lee datos del sensor DHT11 conectado al pin GPIO especificado.Inicialización: Reinicia el array dht11_dat a cero antes de cada lectura.
dht11_dat[0] = dht11_dat[1] = dht11_dat[2] = dht11_dat[3] = dht11_dat[4] = 0;
Señal de Inicio: Baja el pin GPIO durante al menos 18 milisegundos para indicar al DHT11 que comience a enviar datos.
pinMode(GPIOPIN, OUTPUT); digitalWrite(GPIOPIN, LOW); delay(18); // 18 milisegundos
Levanta el pin GPIO durante 40 microsegundos.
digitalWrite(GPIOPIN, HIGH); delayMicroseconds(40); // 40 microsegundos
Configura el pin GPIO en modo de entrada para leer datos del sensor.
pinMode(GPIOPIN, INPUT);
Bucle de Lectura de Datos: El bucle se ejecuta hasta MAXTIMINGS veces para leer los bits de datos.
Para cada transición (de alto a bajo o de bajo a alto), mide cuánto tiempo permanece el pin en cada estado.
for (i = 0; i < MAXTIMINGS; i++) { counter = 0; while (digitalRead(GPIOPIN) == laststate) { counter++; delayMicroseconds(2); if (counter == 255) { break; } } laststate = digitalRead(GPIOPIN); // ... resto del bucle }
Extracción de Bits de Datos: Las primeras 3 transiciones se ignoran ya que son parte de la respuesta inicial del DHT11.
Para cada bit de datos, determina si el bit es 0 o 1 según la duración que el pin permanece en alto.
if ((i >= 4) && (i % 2 == 0)) { dht11_dat[j/8] <<= 1; if (counter > 16) { dht11_dat[j/8] |= 1; } j++; }
Verificación de Suma de Comprobación: Después de recibir todos los bits, el código verifica la suma de comprobación para asegurar la integridad de los datos.
if ((j >= 40) && (dht11_dat[4] == ((dht11_dat[0] + dht11_dat[1] + dht11_dat[2] + dht11_dat[3]) & 0xFF)) )
Si la suma de comprobación es correcta, imprime los valores de humedad y temperatura.
f = dht11_dat[2] * 9.0 / 5.0 + 32; printf("Humedad = %d.%d %% Temperatura = %d.%d °C (%.1f °F)\n", dht11_dat[0], dht11_dat[1], dht11_dat[2], dht11_dat[3], f);
Si la suma de comprobación falla, imprime un mensaje de error.
else { printf("Datos incorrectos, omitir\n"); }
Función Principal:
Imprime un mensaje de inicio.
printf("Programa de prueba de temperatura DHT11 con Raspberry Pi wiringPi\n");
Inicializa wiringPi usando la numeración de pines GPIO de BCM.
if (wiringPiSetupGpio() == -1) { exit(1); }
Entra en un bucle infinito para leer datos del sensor DHT11 cada segundo.
while(1) { read_dht11_dat(17); delay(1000); // espera 1 segundo }