Fiche technique DHT11 – Spécifications du capteur numérique de température et d'humidité

L'intensité de la température et la quantité de vapeur d'eau dans l'air sont toujours corrélées. Pour mesurer les deux simultanément, vous avez besoin d'un capteur de température et d'humidité (DHT11). Le capteur numérique d'humidité relative et de température est un composant hautement précis pour mesurer la température et l'humidité. Cet article est une fiche technique DHT11 pour les passionnés désireux d'en savoir plus sur le capteur. Pour ceux prêts à aller plus loin et assembler le leur, l'assemblage PCB allège la charge de travail. Plongez-y, et devenez compétent de manière claire, élaborée et concise.

1. Alors, qu'est-ce que le DHT11 ?

Le DHT11 est un capteur utile dans une variété d'applications. Il a un capteur hautement précis dont l'étalonnage est fait dans une chambre d'étalonnage d'humidité. Le capteur stocke ensuite les coefficients d'étalonnage en mémoire programme OTP, où il récupère les relevés d'humidité 0-100 % en sortie de signal numérique. Le capteur inclut une thermistance et un capteur d'humidité capacitif pour mesurer la température et l'humidité. Le microcontrôleur 8 bits convertit le signal analogique en signal numérique pour lire la température et l'humidité.

Les capteurs sont petits et ont une portée de transmission de signal de 20 mètres tout en ayant une tension de fonctionnement très faible.

un module DHT11

2. Application du capteur DHT11

Les capteurs DHT11 sont essentiels dans les composants qui mesurent la température et l'humidité. Ce sont :

• appareils électroménagers
• déshumidificateurs
• systèmes CVC (HVAC)
• régulation de température dans les véhicules
• pour prédire les conditions de température et d'humidité dans les stations météo
• le capteur est également utile dans les enregistreurs de données (data loggers)
• dans les équipements médicaux nécessitant un contrôle d'humidité et de mesure
• le capteur joue un rôle dans l'automatisation de processus spécifiques

3. Avantages du DHT11 par rapport aux autres capteurs

1. il a une excellente stabilité à long terme
2. Le DHT11 peut transmettre sur une large portée
3. Le capteur fonctionne bien avec des applications exigeantes et a un faible taux de consommation d'énergie
4. l'accélérateur de mémoire adaptatif en temps réel le rend favorable parmi les utilisateurs
5. le boîtier 4 broches du capteur d'humidité numérique a une disposition en rangée unique améliorant la commodité

4. Caractéristiques / Spécifications techniques du capteur

La tension de fonctionnement du capteur varie de 3,5 V à 5,5 V.

Le DHT11 a une période d'échantillonnage de plus de deux secondes avec un courant de veille de 60 µA et un courant de sortie de 0,3 mA.

Le capteur a également un boîtier 4 broches à rangée unique.

Caractéristiques d'humidité relative supplémentaires :

• Signal de sortie : signal numérique via bus unique
• Plage de mesure : À 50 °C, relevés d'humidité 20-80 %
• Élément de détection : résistance polymère
• Interchangeabilité : entièrement interchangeable
• Stabilité à long terme : <± 0,5 % RH / an
• Précision : À 25 °C est ±5 % RH
• Hystérésis : <± 0,3 % RH
• Résolution : 1 % RH

Les spécifications de température incluent :

• Résolution de température : 1 degré Celsius
• Répétabilité : ±1 °C
• Plage de fonctionnement : 0-50 °C
• Précision : ±2,0 °C

5. Configuration des broches du DHT11

Les quatre broches du capteur sont :

1. VCC alimentation 3,5 ~ 5,5 V DC – se connecte au fil rouge
2. DATA données série, bus unique – se connecte au fil jaune ou blanc
3. Pas de connexion donc non utilisé
4. GND mise à la masse, alimentation négative – se connecte au fil noir

La différence entre le module capteur d'humidité et le capteur d'humidité est que le module a un condensateur de filtrage intégré et une résistance de pull-up.

6. Modèle 2D du capteur DHT11

 (Source : creative commons)

7. Fiche technique DHT11 – Comment utiliser le DHT11 ?

Comme indiqué ci-dessous, puisque le capteur subit un étalonnage au point de production, il est facile à configurer.

Schéma de connexion électrique

Vous aurez besoin d'un microcontrôleur 8 bits haute performance qui a un temporisation en microsecondes pour une meilleure efficacité.

Le fil bus unique est responsable de la communication entre le microcontrôleur et le DHT11. Un cycle de communication dure jusqu'à 4 microsecondes, et la résistance de pull-up 5K aide à contrôler le statut du capteur. Cela signifie que lorsque le taux est haut, le bus est inactif.

Les composants du capteur partagent une relation maître-esclave. Quand le maître appelle, c'est seulement alors que l'esclave peut répondre. Le non-respect de cette séquence bus unique entraînera l'absence de réponse du dispositif au signal hôte.

Le capteur envoie d'abord les bits de données de poids fort, et une transmission complète comprend 40 bits de données composés de parties entières et décimales.

Fiche technique DHT11 – Le format de données est comme indiqué ci-dessous :

Données entières d'humidité 8 bits + données décimales d'humidité 8 bits + données critiques de température 8 bits + données de température fractionnaires 8 bits + bit de parité 8 bits.

Il est important de noter que le bit décimal est toujours 0 dans la température et l'humidité.

Si la transmission de données est correcte, le dernier bit de « 8 bits données RH critiques + 8 bits données RH décimales + 8 bits données T entières + 8 bits données T décimales » devrait être la somme de contrôle (checksum).

Par exemple, le microcontrôleur recevant 40 bits de données du DHT11 se présente comme :

0010 0001   0000 0000       0001 1010 0000 0000           0011 1011

Humidité haute 8 Humidité basse 8 Température haute 8 Température basse 8 Bit de parité

Le calcul est fait comme indiqué ci-dessous :

0011 0101+0000 0000+0001 1000+0000 0000= 0100 1101

Fiche technique DHT11 – Données entrantes correctes :

Humidité : 0011 0101 = 33H = 33 % RH

Température : 0001 1010 = 18H = 26 °C

Quand le microcontrôleur envoie un signal au capteur, le capteur passe d'un faible taux de consommation à un état de haute consommation.

Ce processus se produit pendant que le MCU attend de compléter le signal initial. Compléter le signal de démarrage est essentiel car il n'y aura pas de réponse du capteur sans lui.

Le DHT11 répond alors avec une indication de 40 bits de données et déclenche les processus suivants.

Le processus de communication global

(Source : creative commons)

Dans le second processus, puisque la tension est haute sur le bus de données, le MCU abaissera la tension quand la communication commence. Pour que le capteur détecte le signal du MCU, ce processus doit durer environ 1 à 10 ms. Après avoir remarqué l'appel, le microcontrôleur tire vers le haut et attend une réponse de signal pendant environ 20-40 µs.

La détection du signal de démarrage influence une traction à basse tension de 80 µs par le DHT11. En se préparant à envoyer les données, il élève la tension à 80 µs.

MCU envoyant le signal de démarrage au DHT11 et DHT11 envoyant le signal de réponse au MCU

(Source : creative commons)

L'étape suivante implique le capteur envoyant l'information au microcontrôleur à une basse tension de 50 µs.

Les bits peuvent être « 1 » ou « 0 », selon la longueur du signal.

format de données bit « 1 »

(Source : creative commons)

Quelques facteurs peuvent mener à une mauvaise précision de mesure d'humidité ; ils incluent :

• surexposition aux rayonnements ultraviolets comme le soleil
• un fil de signal de données de mauvaise qualité ou un fil plus court
• l'exposition à la fumée, aux acides ou aux gaz oxydants peut ruiner le module capteur DHT11

8. Fiche technique DHT11 – Alternatives au DHT11

Ce sont quelques capteurs alternatifs équivalents au DHT11.

• DHT22
• SHT71
• AM2302

Résumé

En bref, le capteur DHT11 utilise une technologie de processus simple de conditionnement de signal pour la détection de température et d'humidité. Le capteur est avantageux par rapport aux autres capteurs car il est facile à entretenir et à acquérir et a déjà subi un étalonnage. Si vous avez un intérêt à fabriquer votre capteur DHT11, vous pouvez utiliser cette vidéo pour vous guider. Tous les composants nécessaires pour l'apprentissage ou même juste pour expérimenter avec la fiche technique DHT11 sont disponibles ici.