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2.2.3 DHT-11
はじめに
デジタル温度湿度センサーDHT11は、温度と湿度のキャリブレートされたデジタル信号出力を含む複合センサーです。専用のデジタルモジュール収集技術と温度湿度検知技術が適用されており、製品が高い信頼性と優れた安定性を持っていることを確保します。
センサーには、湿式抵抗センサーとNTC温度センサーが含まれており、高性能の8ビットマイクロコントローラーに接続されています。
必要な部品
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。
全キットを購入することは確かに便利です。リンクはこちら：
名前 |
このキットのアイテム |
リンク |
|---|---|---|
Raphael Kit |
337 |
以下のリンクから個別に購入することもできます。
コンポーネントの紹介 |
購入リンク |
|---|---|
回路図
実験手順
ステップ1: 回路を作成します。
ステップ2: コードのフォルダに移動します。
cd ~/raphael-kit/c/2.2.3/
ステップ3: コードをコンパイルします。
gcc 2.2.3_DHT.c -lwiringPi
ステップ4: 実行可能ファイルを実行します。
sudo ./a.out
コードが実行されると、プログラムはコンピュータの画面にDHT11で検出された温度と湿度を表示します。
注釈
実行後に動作しない、またはエラーメッセージが表示される場合「wiringPi.h: No such file or directory」は、 WiringPiのインストールと確認 を参照してください。
コード
#include <wiringPi.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdint.h>
#define MAXTIMINGS 85 // Maximum number of timing transitions
int dht11_dat[5] = {0, 0, 0, 0, 0}; // Data array to hold sensor values
// Function to read data from DHT11 sensor
void read_dht11_dat(int GPIOPIN)
{
uint8_t currState;
uint8_t laststate = HIGH;
uint8_t counter = 0;
uint8_t j = 0;
uint8_t i;
float f; // Temperature in Fahrenheit
// Reset data array before each read
dht11_dat[0] = dht11_dat[1] = dht11_dat[2] = dht11_dat[3] = dht11_dat[4] = 0;
// Pull pin down for 18 milliseconds to initiate communication
pinMode(GPIOPIN, OUTPUT);
digitalWrite(GPIOPIN, LOW);
delay(18);
// Then pull it up for 40 microseconds
digitalWrite(GPIOPIN, HIGH);
delayMicroseconds(40);
// Prepare to read the pin
pinMode(GPIOPIN, INPUT);
// Detect change and read data
for (i = 0; i < MAXTIMINGS; i++)
{
counter = 0;
// Count how long each state lasts
while (digitalRead(GPIOPIN) == laststate)
{
counter++;
delayMicroseconds(2);
if (counter == 255)
{
break;
}
}
// Save the current state
laststate = digitalRead(GPIOPIN);
if (counter == 255) break;
// Ignore first 3 transitions (DHT11 response signal)
if ((i >= 4) && (i % 2 == 0))
{
// Shift bits and store data
dht11_dat[j/8] <<= 1;
if (counter > 16)
{
dht11_dat[j/8] |= 1;
}
j++;
}
}
// Check if we received 40 bits (5 bytes) and verify checksum
if ((j >= 40) && (dht11_dat[4] == ((dht11_dat[0] + dht11_dat[1] + dht11_dat[2] + dht11_dat[3]) & 0xFF)) )
{
// Convert temperature to Fahrenheit
f = dht11_dat[2] * 9.0 / 5.0 + 32;
printf("Humidity = %d.%d %% Temperature = %d.%d °C (%.1f °F)\n",
dht11_dat[0], dht11_dat[1], dht11_dat[2], dht11_dat[3], f);
}
else
{
printf("Data not good, skip\n");
}
}
int main (void)
{
printf("Raspberry Pi wiringPi DHT11 Temperature test program\n");
// Initialize wiringPi using BCM GPIO pin numbering
if (wiringPiSetupGpio() == -1)
{
exit(1);
}
while(1)
{
// Read data from DHT11 connected to GPIO pin 17
read_dht11_dat(17);
delay(1000); // Wait 1 second before next read
}
return 0;
}
コード説明
ヘッダーのインクルード: コードには、wiringPi関数と標準入出力に必要なヘッダーが含まれています。
#include <wiringPi.h> #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <stdint.h>
定義：
MAXTIMINGS： DHT11 センサーから予期される最大タイミング遷移数（85）。
#define MAXTIMINGS 85 // Maximum number of timing transitions
グローバルデータ配列：
dht11_dat[5]： DHT11 センサーから受信した 5 バイトのデータを格納する配列。
int dht11_dat[5] = {0, 0, 0, 0, 0}; // Data array to hold sensor values
関数
read_dht11_dat(int GPIOPIN)： 指定した GPIO ピンに接続された DHT11 センサーからデータを読み取ります。初期化： 各読み取り前に
dht11_dat配列をゼロにリセットします。dht11_dat[0] = dht11_dat[1] = dht11_dat[2] = dht11_dat[3] = dht11_dat[4] = 0;
スタート信号： DHT11 にデータ送信を開始するように信号を送るために、GPIO ピンを少なくとも 18 ミリ秒間低にします。
pinMode(GPIOPIN, OUTPUT); digitalWrite(GPIOPIN, LOW); delay(18); // 18 milliseconds
GPIO ピンを 40 マイクロ秒間高にします。
digitalWrite(GPIOPIN, HIGH); delayMicroseconds(40); // 40 microseconds
センサーからのデータを読み取るために GPIO ピンを入力モードに設定します。
pinMode(GPIOPIN, INPUT);
データ読み取りループ：
MAXTIMINGS回までループしてデータビットを読み取ります。各遷移（高から低、または低から高）に対して、ピンが各状態に滞在する時間を測定します。
for (i = 0; i < MAXTIMINGS; i++) { counter = 0; while (digitalRead(GPIOPIN) == laststate) { counter++; delayMicroseconds(2); if (counter == 255) { break; } } laststate = digitalRead(GPIOPIN); // ... rest of the loop }
データビット抽出： 最初の 3 つの遷移は、DHT11 の初期応答の一部であるため無視されます。
各データビットについて、ピンが高状態に滞在する期間に基づいてビットが 0 か 1 かを判定します。
if ((i >= 4) && (i % 2 == 0)) { dht11_dat[j/8] <<= 1; if (counter > 16) { dht11_dat[j/8] |= 1; } j++; }
チェックサム検証： すべてのビットを受信後、データの整合性を保証するためにチェックサムを検証します。
if ((j >= 40) && (dht11_dat[4] == ((dht11_dat[0] + dht11_dat[1] + dht11_dat[2] + dht11_dat[3]) & 0xFF)) )
チェックサムが正しい場合、湿度および温度の値を出力します。
f = dht11_dat[2] * 9.0 / 5.0 + 32; printf("Humidity = %d.%d %% Temperature = %d.%d °C (%.1f °F)\n", dht11_dat[0], dht11_dat[1], dht11_dat[2], dht11_dat[3], f);
チェックサムが一致しない場合、エラーメッセージを出力します。
else { printf("Data not good, skip\n"); }
メイン関数：
スタートメッセージを出力します。
printf("Raspberry Pi wiringPi DHT11 Temperature test program\n");
BCM GPIO ピン番号を使用して WiringPi を初期化します。
if (wiringPiSetupGpio() == -1) { exit(1); }
DHT11 センサーから毎秒データを読み取る無限ループに入ります。
while(1) { read_dht11_dat(17); delay(1000); // wait 1 second }
現象の画像
