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2.2.3 DHT-11

Introducción

En esta lección, aprenderás a conectar y leer datos desde un sensor de temperatura y humedad DHT11 utilizando una Raspberry Pi. Aprenderás cómo configurar el sensor, leer la temperatura tanto en Celsius como en Fahrenheit, y obtener lecturas de humedad. Este proyecto te introducirá al trabajo con sensores externos, manejo de datos en tiempo real y manejo básico de excepciones en Python.

Componentes necesarios

En este proyecto, necesitamos los siguientes componentes.

Diagrama esquemático

Procedimientos experimentales

Paso 1: Construye el circuito.

Paso 2: Ve a la carpeta del código.

cd ~/davinci-kit-for-raspberry-pi/python_pi5/

Paso 3: Ejecuta el archivo ejecutable.

sudo python3 2.2.3_DHT.py

Después de ejecutar el código, el programa imprimirá en pantalla la temperatura y la humedad detectadas por el DHT11.

Advertencia

Si aparece un mensaje de error RuntimeError: Cannot determine SOC peripheral base address, consulta Si gpiozero no funciona.

Código

Nota

Puedes Modificar/Restablecer/Copiar/Ejecutar/Detener el código a continuación. Pero antes, debes ir a la ruta del código fuente como davinci-kit-for-raspberry-pi/python_pi5.

from gpiozero import OutputDevice, InputDevice
import time


class DHT11():
   MAX_DELAY_COUINT = 100
   BIT_1_DELAY_COUNT = 10
   BITS_LEN = 40

   def __init__(self, pin, pull_up=False):
      self._pin = pin
      self._pull_up = pull_up


   def read_data(self):
      bit_count = 0
      delay_count = 0
      bits = ""

      # -------------- send start --------------
      gpio = OutputDevice(self._pin)
      gpio.off()
      time.sleep(0.02)

      gpio.close()
      gpio = InputDevice(self._pin, pull_up=self._pull_up)

      # -------------- wait response --------------
      while gpio.value == 1:
            pass

      # -------------- read data --------------
      while bit_count < self.BITS_LEN:
            while gpio.value == 0:
               pass

            # st = time.time()
            while gpio.value == 1:
               delay_count += 1
               # break
               if delay_count > self.MAX_DELAY_COUINT:
                  break
            if delay_count > self.BIT_1_DELAY_COUNT:
               bits += "1"
            else:
               bits += "0"

            delay_count = 0
            bit_count += 1

      # -------------- verify --------------
      humidity_integer = int(bits[0:8], 2)
      humidity_decimal = int(bits[8:16], 2)
      temperature_integer = int(bits[16:24], 2)
      temperature_decimal = int(bits[24:32], 2)
      check_sum = int(bits[32:40], 2)

      _sum = humidity_integer + humidity_decimal + temperature_integer + temperature_decimal

      # print(bits)
      # print(humidity_integer, humidity_decimal, temperature_integer, temperature_decimal)
      # print(f'sum:{_sum}, check_sum:{check_sum}')
      # print()

      if check_sum != _sum:
            humidity = 0.0
            temperature = 0.0
      else:
            humidity = float(f'{humidity_integer}.{humidity_decimal}')
            temperature = float(f'{temperature_integer}.{temperature_decimal}')

      # -------------- return --------------
      return humidity, temperature


if __name__ == '__main__':
   dht11 = DHT11(17)
   while True:
      humidity, temperature = dht11.read_data()
      print(f"{time.time():.3f}  temperature:{temperature}°C  humidity: {humidity}%")
      time.sleep(2)

Explicación del código

def read_data(self):
   bit_count = 0
   delay_count = 0
   bits = ""

   # -------------- send start --------------
   gpio = OutputDevice(self._pin)
   gpio.off()
   time.sleep(0.02)

   gpio.close()
   gpio = InputDevice(self._pin, pull_up=self._pull_up)
   #...

Esta función implementa las funcionalidades del DHT11. Almacena los datos detectados en el array bits[]. El DHT11 transmite datos de 40 bits cada vez. Los primeros 16 bits están relacionados con la humedad, los 16 bits intermedios con la temperatura, y los últimos ocho bits se utilizan para verificación. El formato de los datos es:

8 bits de datos enteros de humedad +8 bits de datos decimales de humedad +8 bits de datos enteros de temperatura + 8 bits de datos decimales de temperatura + 8 bits de verificación.

Cuando se detecta la validez mediante el bit de verificación, la función devuelve dos resultados: 1. error; 2. humedad y temperatura.

_sum = humidity_integer + humidity_decimal + temperature_integer + temperature_decimal

if check_sum != _sum:
      humidity = 0.0
      temperature = 0.0
else:
      humidity = float(f'{humidity_integer}.{humidity_decimal}')
      temperature = float(f'{temperature_integer}.{temperature_decimal}')

Por ejemplo, si los datos recibidos son 00101011 (valor de 8 bits del entero de humedad) 00000000 (valor de 8 bits del decimal de humedad) 00111100 (valor de 8 bits del entero de temperatura) 00000000 (valor de 8 bits del decimal de temperatura) 01100111 (bit de verificación)

Cálculo:

00101011+00000000+00111100+00000000=01100111.

Si el resultado final es igual al dato del bit de verificación, la transmisión de datos es anómala: devuelve False.

Si el resultado final es igual al dato del bit de verificación, los datos recibidos son correctos, y se devolverán humidity y temperature con la salida: "Humedad = 43%, Temperatura = 60°C".