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2.2.3 DHT-11
Introduzione
In questa lezione imparerai a collegare e leggere i dati da un sensore di temperatura e umidità DHT11 utilizzando un Raspberry Pi. Imparerai come configurare il sensore, leggere la temperatura sia in Celsius che in Fahrenheit, e ottenere le letture di umidità. Questo progetto ti introdurrà al lavoro con sensori esterni, alla gestione di dati in tempo reale e alla gestione base delle eccezioni in Python.
Componenti Necessari
Per questo progetto, avremo bisogno dei seguenti componenti.
È decisamente comodo acquistare un kit completo, ecco il link:
Nome |
COMPONENTI NEL KIT |
LINK |
|---|---|---|
Raphael Kit |
337 |
Puoi anche acquistarli separatamente dai link sottostanti.
INTRODUZIONE AI COMPONENTI |
LINK D’ACQUISTO |
|---|---|
Schema Elettrico
Procedure Sperimentali
Passo 1: Costruisci il circuito.
Passo 2: Vai alla cartella del codice.
cd ~/raphael-kit/python-pi5
Passo 3: Esegui il file eseguibile.
sudo python3 2.2.3_DHT.py
Dopo l’esecuzione del codice, il programma stamperà sullo schermo la temperatura e l’umidità rilevate dal DHT11.
Avvertimento
Se viene visualizzato l’errore RuntimeError: Cannot determine SOC peripheral base address, fare riferimento a If gpiozero doesn’t work..
Code
Nota
Puoi Modificare/Resettare/Copiare/Eseguire/Fermare il codice qui sotto. Ma prima, devi andare al percorso sorgente del codice come raphael-kit/python-pi5. Dopo aver modificato il codice, puoi eseguirlo direttamente per vedere l’effetto.
from gpiozero import OutputDevice, InputDevice
import time
class DHT11():
MAX_DELAY_COUNT = 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 inizio --------------
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
# st = time.time()
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}')
# -------------- ritorno dati --------------
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 = ""
# -------------- invio inizio --------------
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 funzioni del DHT11. Memorizza i dati rilevati nell’array bits[]. Il DHT11 trasmette dati a 40 bit alla volta. I primi 16 bit sono relativi all’umidità, i successivi 16 bit alla temperatura e gli ultimi otto bit vengono utilizzati per la verifica. Il formato dei dati è:
8bit dati interi umidità +8bit dati decimali umidità +8bit dati interi temperatura + 8bit dati decimali temperatura + 8bit bit di controllo.
Quando la validità viene verificata 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 a 8 bit dell’umidità intera)
00000000 (valore a 8 bit dell’umidità decimale) 00111100 (valore a 8 bit della temperatura intera) 00000000 (valore a 8 bit della temperatura decimale) 01100111 (bit di controllo)
Calcolo:
00101011+00000000+00111100+00000000=01100111.
Se il risultato finale è diverso dal bit di controllo, la trasmissione dei dati è anomala: ritorna errore.
Se il risultato finale è uguale al bit di controllo, i dati ricevuti sono corretti e verranno restituite «umidità» e «temperatura» e stampato «Umidità =43%, Temperatura =60C».