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2.2.3 DHT-11
Introduzione
In questa lezione, imparerai come collegare e leggere i dati da un sensore di temperatura e umidità DHT11 utilizzando un Raspberry Pi. Imparerai a configurare il sensore, leggere la temperatura sia in gradi Celsius che Fahrenheit e ottenere le letture dell’umidità. Questo progetto ti introdurrà al lavoro con sensori esterni, alla gestione dei dati in tempo reale e alla gestione delle eccezioni di base in Python.
Componenti Necessari
In questo progetto, abbiamo bisogno dei seguenti componenti.
È sicuramente comodo acquistare un kit completo, ecco il link:
Nome |
ARTICOLI IN QUESTO KIT |
LINK |
|---|---|---|
Kit Raphael |
337 |
Puoi anche acquistarli separatamente dai link qui sotto.
INTRODUZIONE AI COMPONENTI |
LINK PER L’ACQUISTO |
|---|---|
Schema Elettrico
Procedure Sperimentali
Passo 1: Costruisci il circuito.
Passo 2: Vai nella cartella del codice.
cd ~/raphael-kit/python
Passo 3: Esegui il file eseguibile.
sudo python3 2.2.3_DHT.py
Una volta eseguito il codice, il programma stamperà la temperatura e l’umidità rilevate dal DHT11 sullo schermo del computer.
Codice
Nota
Puoi Modificare/Reimpostare/Copiare/Eseguire/Interrompere il codice qui sotto. Ma prima devi accedere al percorso del codice come raphael-kit/python. Dopo aver modificato il codice, puoi eseguirlo direttamente per vedere l’effetto.
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 = ""
# -------------- invio start --------------
gpio = OutputDevice(self._pin)
gpio.off()
time.sleep(0.02)
gpio.close()
gpio = InputDevice(self._pin, pull_up=self._pull_up)
# -------------- attesa risposta --------------
while gpio.value == 1:
pass
# -------------- lettura dati --------------
while bit_count < self.BITS_LEN:
while gpio.value == 0:
pass
while gpio.value == 1:
delay_count += 1
if delay_count > self.MAX_DELAY_COUNT:
break
if delay_count > self.BIT_1_DELAY_COUNT:
bits += "1"
else:
bits += "0"
delay_count = 0
bit_count += 1
# -------------- verifica --------------
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 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)
Spiegazione del Codice
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)
#...
Questa funzione implementa le operazioni del DHT11. I dati rilevati vengono archiviati nell’array bits[]. Il DHT11 trasmette 40 bit di dati alla volta. I primi 16 bit sono relativi all’umidità, i successivi 16 bit sono relativi alla temperatura, e gli ultimi 8 bit vengono utilizzati per la verifica. Il formato dei dati è:
8 bit di dati interi di umidità +8 bit di dati decimali di umidità +8 bit di dati interi di temperatura + 8 bit di dati decimali di temperatura + 8 bit di bit di controllo.
Quando la validità è rilevata tramite il bit di controllo, la funzione restituisce due risultati: 1. errore; 2. umidità e 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}')
Ad esempio, se i dati ricevuti sono 00101011 (valore intero a 8 bit dell’umidità) 00000000 (valore decimale a 8 bit dell’umidità) 00111100 (valore intero a 8 bit della temperatura) 00000000 (valore decimale a 8 bit della temperatura) 01100111 (bit di controllo)
Calcolo:
00101011 + 00000000 + 00111100 + 00000000 = 01100111.
Se il risultato finale è diverso dai dati del bit di controllo, la trasmissione dei dati è anomala: restituisce False.
Se il risultato finale è uguale ai dati del bit di controllo,
i dati ricevuti sono corretti, e verranno restituiti humidity e temperature, con la stampa
"Umidità =43%, Temperatura =60°C".