شناخت و راه اندازی DHT با آردوینو – { پروژه های آردوینو }

مقدمه

با سلام خدمت همه شما دوستان. در این جلسه قصد داریم در مورد نحوه راه اندازی سنسور دما و رطوبت DHT با همدیگه صحبت کنیم. مثل همیشه پینهاد میکنم اگه چیزی از آردوینو نمیدونید ، ابتدا به دوره آموزشی مقدماتی آردوینو نگاهی بیندازید:

• دوره آموزشی آردوینو

مقدمه رو بیشتر از این طولانی نمیکنیم و وارد اصل مطلب میشیم.

آشنایی با سنسور DHT :

سنسور DHT یک سنسور دما و رطوبت ارزان قیمت و کند هست که برای کارهای مقدماتی میشه ازش استفاده کرد. این سنسور از دو بخش تشکیل شده. یک سنسور رطوبت خازنی و یک ترمیستور . داخل این سسنور یک چیپ مرکزی هم وجود داره که مقادیر آنالوگ رو به دیجیتال تبدیل میکنه و نتیجه دیجیتال شده رو به خروجی انتقال میده و خوندن این مقدار دیجیتال با استفاده از میکروکنترلر بسیار آسون هست.در شکل زیر نمایی از سنسور DHT که در دو مدل DHT11 و DHT22 وجود داره رو میبینید:

مقایسه DHT11 و DHT22 :

همونطور که گفتیم ، دو نوع سنسور DHT وجود داره که این دو نوع مشابه همدیگه هستند و پایه های خروجی اون ها هم یکسان هست ، اما مشخصات متفاوتی رو دارند. در زیر مشخصات این دو مدل با یکدیگه مقایسه شده :

مدل DHT11 :

• فوق العاده ارزان قیمت
• تغذیه 3 تا 5 ولت
• ماکزیمم جریان مصرفی 2.5 میلی آمپر ( در حالتی که عمل تبدیل آنالوگ به دیجیتال را انجام میدهد و ما هم از آن میخواهیم دما را ارسال کند)
• رنج اندازه گیری (مناسب) رطوبت از  20 تا 80 درصد با دقت 5 درصد
• رنج دمایی از 0 تا 50 درجه با دقت 2 درجه سانتیگراد
• حداکثر نرخ نمونه برداری 1Hz ( یک ثانیه در هر بار)
• اندازه : 15.5mm در 12mm در 5.5mm 
• دارای 4 پین خروجی با فاصله 0.1 اینچ

مدل DHT22 :

• ارزان قیمت
• تغذیه 3 تا 5 ولت
• ماکزیم جریان مصرفی 2.5 میلی آمپر ( در حالتی که عمل تبدیل آنالوگ به دیجیتال را انجام میدهد و ما هم از آن میخواهیم دما را ارسال کند)
• مناسب برای رنج اندازه گیری رطوبت از 0 تا 100 درصد با دفت 2 تا 5 درصد
• قابلیت اندازه گیری دما از 40- درجه تا 125 درجه با دقت 0.5 درصد
• حداکثر نرخ نمونه برداری 0.5 هرتز ( هر ثانیه دوبار)
• اندازه 15.1mm در 25mm در 7.7mm
• دارای 4 پین خروجی با فاصله 0.1 اینچ

همونطور که از مقایسه بالا هم مشخص هست DHT22 یه مقدار دقتش بالاتره و رنج های اندازه گیری بیشتری هم داره. هر دوتاشون برای انتقال داده ها از یک پایه دیجیتال استفاده میکنند و یه خورده هم کند هست. ( DHT11 هر 1 ثانیه یک بار و DHT22 هر 1 ثانیه 2 بار دما رو ارسال میکنه). در شکل زیر پایه های خروجی این دو سنسور رو مشاهده میکنید :

بخش سخت افزاری :

اتصال سنسور به آردوینو:

اتصال این سنسور به آردوینو بسیار ساده هست و چون فاصله پین هاشون با همدیگه 01 اینچ هست ، پس میتونیم اون رو روی بردبرد قرار بدیم و سیم های مورد نظرمون رو بهش وصل کنیم.

همونطور که در شکل بالا دیدم این سنسور 4 تا پایه داره که ما با یکی از پایه هاش (NC) اصلا کاری نداریم. در ضمن بین پایه های VCC و Data باید یک مقاومت Pull up قرار بدیم ( مقاومت 10K مناسب هست). البته خود آردوینو هم یک Pullup داخلی در رنج 20 تا 50 کیلو داره که البته بسیار ضعیف هست. ( در صورتی که نمیدونید مقاومت Pull up چیست هست میتونید از این لینک ، آموزش مربوط به اون رو بخونید)

در شکل زیر نحوه اتصال این سنسور به برد آردوینو نشان داده شده است :

البته پایه Data میتونه به هر کدوم از پایه های دیجیتال وصل بشه و هیچ محدودتی وجود نداره. ( البته بهتر هست که به پایه های شماره 0 و 1 دیجیتال متصل نشه ، چون اون پایه ها برای پروگرم کردن میکروکنترلر هستند. )

بخش نرم افزاری:

قبل از هر چیزی ، مثل سایر سنسورها در آردوینو ما نیاز داریم تا کتابخانه مربوط به این سنسور رو نصب کنیم.از این لینک میتونید این کتابخانه و چندین کتابخانه دیگر را دانلود و نصب کنید. ( ما نحوه دانلود و نصب کتابخانه ها رو در این لینک آموزش داده ایم. اگه مشکلی دارید میتونید مراجعه کنید.  ) . پس از دانلود این مجموعه کتابخانه ها ، باید کتابخانه DHTlib را جدا کرده و آن را جداگانه نصب کنید. 

پس از دانلود و نصب میتونید از کد زیر برای راه اندازی DHT استفاده کنید. در ادامه این کد رو به صورت خط به خط آموزش میدیم:

#include <dht.h>
#define dataPin 2 // Defines pin number to which the sensor is connected
dht DHT; // Creats a DHT object
void setup() {
  Serial.begin(9600);
}
void loop() {
  int readData = DHT.read11(dataPin); // Reads the data from the sensor
  float t = DHT.temperature; // Gets the values of the temperature
  float h = DHT.humidity; // Gets the values of the humidity
  
  // Printing the results on the serial monitor
  Serial.print("Temperature = ");
  Serial.print(t);
  Serial.print(" *C ");
  Serial.print("    Humidity = ");
  Serial.print(h);
  Serial.println(" % ");
  
  delay(2000); // Delays 2 secods, as the DHT22 sampling rate is 0.5Hz
}

توضیح خط به خط کد:

• خط شماره 1 و 2: تعریف هدر این کتابخانه و مشخص کردن پایه ی دیجیتالی که میخواهیم سنسور DHT ما به آن وصل شود.
• خط 3: تعریف یک آبجکت از کلاس dht با نام DHT
•  خط 5: راه اندازی ارتباط سریال برای نشان داده دما و رطوبت بر روی پنجره سریال با بادریت 9600 
• خط 8 : خواندن دیتا از سنسور و ریختن آن در متغیر readData  ( اگر  از DHT22 استفاده میکنید باید از دستور read22 به جای read11 استفاده کنید.)
• خط 9 و 10 : خواندن مقادیر رطوبت و دما و ریختن آن در متغیرهای t و h
• خطوط 13 تا 18 : نمایش این داده ها بر روی پنجره سریال
• خطوط 19 : 2 ثانیه تاخیر فاصله خواندن های متوالی از سنسور