注釈

こんにちは！FacebookのSunFounder Raspberry Pi & Arduino & ESP32愛好家コミュニティへようこそ！Raspberry Pi、Arduino、ESP32について、同じ趣味を持つ人々と一緒にさらに深く探求しましょう。

なぜ参加するのか？

  • 専門的サポート: コミュニティやチームからの支援を受けて、販売後の問題や技術的な課題を解決します。

  • 学びと共有: ヒントやチュートリアルを交換し、スキルを向上させます。

  • 独占プレビュー: 新製品の発表や先取り情報を早期に入手できます。

  • 特別割引: 最新製品を独占的に割引価格で楽しめます。

  • 祝祭プロモーションとギフト: ギフトや祝日のプロモーションに参加しましょう。

👉 私たちと一緒に探索し、創造してみませんか？[ここ]をクリックして、今日から参加しましょう！

6.2 DHT11を使用した温度と湿度の測定

このレッスンでは、Raspberry Pi Pico 2 Wを使用して DHT11温湿度センサー の使い方を学びます。DHT11は、基本的で低コストなデジタルセンサーで、周囲の温度と湿度を測定し、校正されたデジタル出力を提供します。

img_Dht11

必要なコンポーネント

このプロジェクトには、以下のコンポーネントが必要です。

キット全体を購入すると便利です。こちらがリンクです:

名前

このキットに含まれるアイテム

購入リンク

Pico 2 W スターターキット

450+

Pico 2 W Kit

以下のリンクから個別に購入することもできます。

SN

コンポーネントの説明

数量

購入リンク

1

Pico 2 Wの概要

1

2

Micro USB Cable

1

3

ブレッドボード

1

買う

4

ジャンパーワイヤー

数本

買う

5

DHT11 温湿度センサー

1

買う

DHT11センサーについて理解する

DHT11 センサーは、容量性湿度センサーとサーミスタを使用して周囲の空気を測定します。データピンにデジタル信号を出力し、使用は非常にシンプルですが、データを読み取るためには正確なタイミングが必要です。

  • 温度範囲：0–50°C（±2°Cの精度）

  • 湿度範囲：20–80% RH（±5%の精度）

  • サンプリングレート：1 Hz（1秒ごと）

回路図

sch_dht11

配線

wiring_dht11

コードの書き方

DHT11センサーから温度と湿度のデータを読み取り、その値をシリアルモニターに表示するプログラムを書きます。

注釈

  • ファイル 6.2_dht11.ino を pico-2w-kit-main/arduino/6.2_dht11 のパスで開くことができます。

  • または、このコードを Arduino IDE にコピーしてください。

  • アップロードボタンをクリックする前に、Raspberry Pi Picoボードと正しいポートを選択してください。

  • ここでは DHT sensor library を使用しています。 ライブラリマネージャー からインストールできます。

    ../_images/lib_dht.png 
#include <DHT.h>

// 接続ピンを定義
#define DHTPIN 16       // GPIO 16 -> DHT11のデータピン
#define DHTTYPE DHT11    // センサータイプを定義

// DHTオブジェクトを作成
DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);

unsigned long previousMillis = 0; // 最後に表示が更新された時間を格納
const long interval = 2000;        // センサーを読み取る間隔（ミリ秒）

void setup() {
  // 115200ボーでシリアル通信を初期化
  Serial.begin(115200);
  Serial.println(F("DHT11 Sensor Test!"));

  // DHTセンサーを初期化
  dht.begin();

}

void loop() {
  unsigned long currentMillis = millis();

  // 'interval'ミリ秒ごとにセンサーの読み取りを更新
  if (currentMillis - previousMillis >= interval) {
    previousMillis = currentMillis;

    // 湿度と温度を読み取る
    float humidity = dht.readHumidity();
    float temperatureC = dht.readTemperature();
    float temperatureF = dht.readTemperature(true);

    // 読み取りに失敗した場合のチェック
    if (isnan(humidity) || isnan(temperatureC) || isnan(temperatureF)) {
      Serial.println(F("Failed to read from DHT sensor!"));
      return;
    }

    // 熱指数を計算
    float heatIndexC = dht.computeHeatIndex(temperatureC, humidity, false);
    float heatIndexF = dht.computeHeatIndex(temperatureF, humidity);

    // 結果をシリアルモニターに表示
    Serial.print(F("Humidity: "));
    Serial.print(humidity);
    Serial.print(F("%  Temperature: "));
    Serial.print(temperatureC);
    Serial.print(F("°C "));
    Serial.print(temperatureF);
    Serial.print(F("°F  Heat index: "));
    Serial.print(heatIndexC);
    Serial.print(F("°C "));
    Serial.print(heatIndexF);
    Serial.println(F("°F"));
  }
}

コードをアップロードした後、シリアルモニターは2秒ごとに温度と湿度の読み取り値を表示します。

DHT11 Sensor Test!
Humidity: 45.00%  Temperature: 25.00°C 77.00°F  Heat index: 25.00°C 77.00°F
Humidity: 46.00%  Temperature: 25.50°C 78.00°F  Heat index: 25.50°C 78.00°F
Humidity: 47.00%  Temperature: 26.00°C 79.00°F  Heat index: 26.00°C 79.00°F

  • 湿度: センサーを異なる湿度レベルにさらして、読み取り値の変化を観察します。

  • 温度: センサー周囲の温度を変えて、温度計測を観察します。

コードの理解

  1. ライブラリのインクルードと定数の定義:

    • DHT.h: DHTセンサーライブラリを含むことで、センサーとのやり取りを簡素化します。

    • DHTPIN: DHT11のデータピンに接続されたGPIOピンを指定します。

    • DHTTYPE: 使用しているDHTセンサーのタイプを定義します（この場合はDHT11）。

    #include <DHT.h>
#define DHTPIN 16       // GPIO 16 -> DHT11のデータピン
#define DHTTYPE DHT11    // センサータイプを定義

  2. DHT オブジェクトの作成:

    指定されたデータピンとセンサータイプで DHT オブジェクトを初期化します。

    DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);

  3. セットアップ関数:

    • シリアル通信: デバッグとデータ表示のためのシリアル通信を開始します。

    • DHTセンサーの初期化: データ読取りのためのDHT11センサーを準備します。

    void setup() {
  // 115200ボーでシリアル通信を初期化
  Serial.begin(115200);
  Serial.println(F("DHT11 Sensor Test!"));

  // DHTセンサーを初期化
  dht.begin();
}

  4. ループ関数:

    • millis() によるタイミング:

      ノンブロッキングタイミングを使用して、2秒ごと（interval = 2000ミリ秒）にセンサーを読み取ります。

      if (currentMillis - previousMillis >= interval) {
  previousMillis = currentMillis;
  ...
}

    • センサーデータの読み取り:

      • dht.readHumidity(): 現在の湿度を読み取ります。

      • dht.readTemperature(): セルシウス度で現在の温度を読み取ります。

      • dht.readTemperature(true): ファーレンハイト度で現在の温度を読み取ります。

    • エラーハンドリング:

      読み取りに失敗した場合（NaNを返した場合）をチェックし、そうであればエラーメッセージを表示します。

      if (isnan(humidity) || isnan(temperatureC) || isnan(temperatureF)) {
  Serial.println(F("Failed to read from DHT sensor!"));
  return;
}

    • 熱指数の計算:

      • dht.computeHeatIndex(temperatureC, humidity, false): セルシウス度で熱指数を計算します。

      • dht.computeHeatIndex(temperatureF, humidity): ファーレンハイト度で熱指数を計算します。

    • データの表示:

      シリアルモニターに湿度、セルシウス度とファーレンハイト度の温度、熱指数を表示します。

      Serial.print(F("Humidity: "));
Serial.print(humidity);
Serial.print(F("%  Temperature: "));
Serial.print(temperatureC);
Serial.print(F("°C "));
Serial.print(temperatureF);
Serial.print(F("°F  Heat index: "));
Serial.print(heatIndexC);
Serial.print(F("°C "));
Serial.print(heatIndexF);
Serial.println(F("°F"));

トラブルシューティング

  • 表示されない読み取り値:

    • すべての配線接続を確認してください。

    • DHT11センサーが電力を受けていることを確認してください。

    • コード内で正しいGPIOピンが定義されていることを確認してください。

  • 読み取り値が不正確:

    • DHT11センサーが損傷していないことを確認してください。

    • センサーのデータシートを確認し、適切なタイミングと信号要件を確認してください。

  • センサー干渉:

    • センサーを他の電子デバイスの近くに置かないようにしてください。それによって干渉が起こる可能性があります。

    • センサーの視線を遮る障害物がないことを確認してください。

さらなる探求

  • ディスプレイとの統合:

    LCDやOLEDディスプレイを接続して、シリアルモニターを使用せずに温度と湿度の読み取り値を表示します。

  • アラートの作成:

    温度または湿度が特定の閾値を超えたときに起動するブザーや通知システムを実装します。

  • 他のセンサーとの組み合わせ:

    DHT11を動作センサーや光センサー、または他の環境センサーと組み合わせて、包括的なモニタリングシステムを作成します。

  • 気象ステーションの構築:

    気圧センサー、雨量計、風速センサーなどの追加センサーをプロジェクトに追加して、本格的な気象ステーションを構築します。

結論

このレッスンでは、Raspberry Pi Picoを使用してDHT11温湿度センサーで周囲の温度と湿度を測定し表示する方法を学びました。DHTライブラリを活用することで、環境センシングをプロジェクトに簡単に統合できます。オプショナルのLEDインジケーターは、センサーの読み取り値に基づいた視覚的なフィードバックを追加する簡単な方法を提供し、システムの対話性を高めます。