注釈

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6.2 DHT11を使った温度と湿度の測定

このレッスンでは、Raspberry Pi Pico 2 Wを使って DHT11温湿度センサー を使用する方法を学びます。DHT11は、周囲の温度と湿度を測定できる、基本的で低価格なデジタルセンサーで、キャリブレーションされたデジタル出力を提供します。

img_Dht11

DHT11 温湿度センサー

必要な部品

このプロジェクトに必要な部品は以下の通りです。

一式購入するのが便利です。リンクはこちら：

名称	このキットに含まれる部品	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	部品	数量	リンク
1	Pico 2 Wの概要	1
2	マイクロUSBケーブル	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センサーの理解

DHT11 センサーは、周囲の空気を測定するために、キャパシタンス型湿度センサーと熱抵抗素子を使用しています。データピンでデジタル信号を出力し、使いやすいですが、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、精度±2 °C
湿度範囲：20〜80% RH、精度±5%
サンプリングレート：1 Hz（1秒ごと）

回路図

sch_dht11

配線図

wiring_dht11

コードの作成

DHT11センサーから温度と湿度の値を読み取るためのMicroPythonプログラムを書きます。

注釈

6.2_temperature_humidity.py を pico-2w-kit-main/micropython から開くか、コードをThonnyにコピーして、「実行」ボタンをクリックするか、F5を押してください。
正しいインタプリタが選択されていることを確認してください：MicroPython (Raspberry Pi Pico).COMxx。
このコードでは dht.py ライブラリを使用します。ライブラリがPicoにアップロードされているか確認してください。詳細なチュートリアルについては 1.4 Picoにライブラリをアップロードを参照してください。

from machine import Pin
import utime
import dht

# DHT11センサーの初期化
sensor = dht.DHT11(Pin(16))

while True:
   try:
      # 測定開始
      sensor.measure()
      # 値を読み取る
      temperature = sensor.temperature  # 摂氏
      humidity = sensor.humidity        # パーセント
      # 値を表示
      print("Temperature: {}°C   Humidity: {}%".format(temperature, humidity))
   except OSError as e:
      print("Failed to read sensor.")
   # 次の読み取り前に待機
   utime.sleep(2)

コードが実行されると、温度と湿度の値がThonnyシェルに表示されます。

Temperature: 29.3°C   Humidity: 60.0%
Temperature: 29.2°C   Humidity: 60.0%
Temperature: 29.2°C   Humidity: 60.0%
Temperature: 29.1°C   Humidity: 60.0%
Temperature: 29.2°C   Humidity: 60.0%
Temperature: 29.3°C   Humidity: 60.0%

コードの理解

モジュールのインポート:
- machine.Pin: GPIOピンを制御するためのモジュール。
- utime: 時間関連の関数を含むモジュール。
- dht: DHTセンサー用のライブラリ。

センサーの初期化:

sensor = dht.DHT11(Pin(16))
Creates an instance of the DHT11 sensor connected to GP16.

メインループ:
- sensor.measure(): センサーに測定を開始させます。
- sensor.temperature: 摂氏の温度を読み取ります。
- sensor.humidity: 湿度のパーセントを読み取ります。
- Exception Handling: 読み取り中のエラーをキャッチします。
- utime.sleep(2): 2秒間待機して、次の読み取りを行います。
```
while True:
   try:
      sensor.measure()
      temperature = sensor.temperature
      humidity = sensor.humidity
      print("Temperature: {}°C   Humidity: {}%".format(temperature, humidity))
   except OSError as e:
      print("Failed to read sensor.")
   utime.sleep(2)
```

さらに試してみる

摂氏を華氏に変換する:

temperature_f = temperature * 9 / 5 + 32
print("Temperature: {}°F   Humidity: {}%".format(temperature_f, humidity))

LCDに読み取り結果を表示する:

LCDディスプレイを統合して、コンピュータなしで結果を表示します。
アラートを設定する:

温度や湿度が特定の閾値を超えたときに、LEDやブザーでアラートを出すように設定します。

トラブルシューティングのヒント

読み取りエラー:
- センサーが正しく接続されていることを確認してください。
- ワイヤの緩みや接続不良を確認してください。
センサーの読み取りに失敗:

タイミングの問題で発生することがあります。コードにはこのエラーを処理するためのtry-exceptブロックが含まれています。
プルアップ抵抗:

センサーが動作しない場合、センサーが必要とする場合は、VCCとデータピンの間にプルアップ抵抗を接続してください。

結論

このレッスンでは、Raspberry Pi Pico 2を使用してDHT11温湿度センサーを操作する方法を学びました。環境条件を監視することは、天気予報システムやホームオートメーションシステムなど、さまざまなプロジェクトの基本的な要素です。

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