DHT11 در مقابل DHT22: کدام سنسور دما و رطوبت آردوینو بهتر است؟

انتخاب حسگرهای مناسب در طول توسعه پروژه آردوینو ضروری است زیرا هم دقت و هم عملکرد سیستم را تعیین می‌کند. دسته حسگرهای دما و رطوبت شامل دو محصول اصلی است: DHT11 و DHT22. این حسگرها به طور گسترده در کاربردهای متنوعی از جمله سیستم‌های اتوماسیون خانگی و ایستگاه‌های هواشناسی استفاده می‌شوند، زیرا راه‌حل‌های مقرون به صرفه و عملکرد ساده‌ای ارائه می‌دهند.

شباهت اولیه بین این سنسورها، تفاوت‌های اساسی که بر عملکرد پروژه شما تأثیر می‌گذارند را پنهان می‌کند. این وبلاگ شما را پوشش می‌دهد. شما یک مقایسه واضح و ساده از DHT11 در مقابل DHT22 خواهید داشت. این اطلاعات به شما در انتخاب سنسوری که به بهترین وجه با نیازهای شما مطابقت دارد، کمک خواهد کرد.

سنسورهای DHT چیستند؟

DHT مخفف رطوبت و دمای دیجیتال است. این ماژول‌ها دو وظیفه اصلی دارند:

•  دما را اندازه گیری کنید

•  رطوبت را اندازه گیری کنید

سنسورهای DHT با استفاده از اجزای داخلی ساده‌ای کار می‌کنند. در داخل هر سنسور، یک سنسور رطوبت خازنی و یک ترمیستور شرایط محیطی را اندازه‌گیری می‌کنند. این اندازه‌گیری‌ها توسط یک تراشه داخلی پردازش می‌شوند که داده‌ها را به صورت سیگنال دیجیتال خروجی می‌دهد.

این سنسور سیگنال‌های آنالوگ را به صورت داخلی پردازش می‌کند. اما قبل از ارسال آنها به آردوینو، آنها را به داده‌های دیجیتال تبدیل می‌کند و شما را از دردسرهای مربوط به ADCها یا فیلتر کردن سیگنال نجات می‌دهد. به همین دلیل است که مبتدیان آنها را دوست دارند. علاوه بر این، برای دریافت داده‌ها فقط به یک سیم نیاز دارید. این باعث می‌شود سنسورهای DHT برای پروژه‌هایی با پین‌های محدود ایده‌آل باشند.

خواهید دید که آنها در موارد زیر استفاده می‌شوند:

•  ایستگاه های هواشناسی

•  نظارت بر گلخانه

•  ترموستات هوشمند

•  پروژه‌های اینترنت اشیا

دو نوع اصلی وجود دارد: DHT11 و DHT22. در اینجا نگاهی دقیق‌تر به هر یک می‌اندازیم.

سنسورهای رطوبت چگونه کار می کنند؟

حسگرهای رطوبت میزان بخار آب موجود در هوا را اندازه‌گیری می‌کنند. آن‌ها قطرات آب را مستقیماً تشخیص نمی‌دهند. در عوض، آن‌ها تشخیص می‌دهند که رطوبت چگونه بر خواص الکتریکی تأثیر می‌گذارد.

چند نوع سنسور وجود دارد، اما DHT11 و DHT22 هر دو از حسگر خازنی استفاده می‌کنند. نحوه کار آن به شرح زیر است:

•  درون حسگر یک لایه نازک از ماده جاذب رطوبت (معمولاً پلیمر یا سرامیک) وجود دارد.

•  این لایه مانند یک خازن معمولی بین دو الکترود قرار دارد.

•  با افزایش رطوبت، بخار آب بیشتری جذب می‌شود.

•  ظرفیت خازنی ماده تغییر می‌کند و حسگر متوجه این تغییر می‌شود.

•  این تغییر به یک مقدار رطوبت دیجیتال تبدیل می‌شود.

آنها همچنین شامل یک ترمیستور داخلی برای خواندن دما هستند. این مهم است زیرا هوای گرم رطوبت بیشتری نسبت به هوای سرد در خود نگه می‌دارد. بنابراین، سنسور به طور خودکار برای این موضوع تنظیم می‌شود.

در اینجا به مواردی اشاره می‌کنیم که حسگرهای خازنی (مانند DHTها) را به انتخابی خوب تبدیل می‌کند:

•  خوانش‌های پایدار در طول زمان.

•  مصرف کم انرژی.

•  اندازه جمع و جور، مناسب برای سیستم‌های تعبیه‌شده

•  خروجی دیجیتال آسان - بدون نیاز به ADC روی آردوینو.

حسگرهای رطوبت خازنی مستقیماً قطرات آب را "حس" نمی‌کنند. در عوض، آنها به تغییرات ثابت دی‌الکتریک ناشی از رطوبت هوا واکنش نشان می‌دهند. این تغییر، مقدار خازن را تغییر می‌دهد که تراشه حسگر آن را تفسیر می‌کند. این حسگرها در کارخانه کالیبره شده‌اند، به این معنی که نیازی به تنظیم دستی منحنی پاسخ آنها ندارید.

انواع دیگری از حسگرها مانند مقاومتی یا حرارتی نیز وجود دارند، اما برای اکثر پروژه‌های سرگرمی و اینترنت اشیا، حسگرهای خازنی گزینه ایده‌آلی هستند.

بررسی اجمالی سنسور DHT11

بیایید با ارزان‌ترین شروع کنیم. DHT11 یک سنسور رطوبت پایه آردوینو است که به طور گسترده برای پروژه‌های مبتدی استفاده می‌شود. اگر پروژه شما به دقت فوق‌العاده‌ای نیاز ندارد، انتخاب بسیار خوبی است.

در اینجا آنچه ارائه می دهد:

•  محدوده دما: 0 درجه سانتیگراد تا 50 درجه سانتیگراد

•  محدوده رطوبت: 20% تا 90%

•  دقت دما: ± 2 درجه سانتی گراد

•  دقت رطوبت: ± 5٪

•  نرخ نمونهبرداری: 1 خوانش در ثانیه

•  ولتاژ: 3.3 ولت تا 5 ولت

•  تولید: سیگنال دیجیتال

برای اکثر پروژه‌های داخلی به اندازه کافی سریع است. می‌توانید هر ثانیه اطلاعات را دریافت کنید. این برای یک سنسور اتاق بیش از حد کافی است.

این ماژول ساده است. معمولاً یک ماژول آبی با ۳ یا ۴ پین دریافت می‌کنید. پین‌های DHT3 سرراست هستند:

•  VCC,en

•  داده ها

•  NC

•  GND

مقاومت بالاکش روی خط داده مورد نیاز است. در غیر این صورت، ممکن است مقادیر اندازه‌گیری شده قابل اعتماد نباشند. با این حال، DHT11 محدودیت‌هایی دارد. در محیط‌های سرد دچار مشکل می‌شود و در دمای زیر 0 درجه سانتیگراد به درستی کار نمی‌کند. علاوه بر این، اگر پروژه شما به دقت دمایی بهتر از ±2 درجه سانتیگراد نیاز دارد، DHT11 ممکن است مناسب نباشد.

از موارد استفاده کنید:

•  سنسورهای خانگی

•  پروژه های مدرسه

•  نمایشگرهای پایه آردوینو

همچنین برای استفاده در فضای باز یا طولانی مدت ایده‌آل نیست. دقت کالیبراسیون محدودی دارد، به خصوص در محدوده‌های نزدیک به برد. با گذشت زمان و قرار گرفتن در معرض رطوبت بالا می‌تواند ناپایدار شود.

درباره PCBasic

زمان در پروژه‌های شما حکم پول را دارد – و PCBasic آن را دریافت می کند. PCاساسی هست یک شرکت مونتاژ PCB که هر بار نتایج سریع و بی‌نقصی ارائه می‌دهد. خدمات جامع ما خدمات مونتاژ PCB شامل پشتیبانی مهندسی متخصص در هر مرحله، تضمین کیفیت برتر در هر تخته. به عنوان یک پیشرو سازنده مونتاژ PCB, ما یک راهکار جامع ارائه می‌دهیم که زنجیره تأمین شما را ساده می‌کند. با تیم پیشرفته ما همکاری کنید کارخانه نمونه اولیه PCB برای تحویل سریع و نتایج عالی که می‌توانید به آنها اعتماد کنید.

بررسی اجمالی سنسور DHT22

DHT22 پیشرفته‌تر است. دقت بهبود یافته، محدوده عملیاتی وسیع‌تری را ارائه می‌دهد و برای کاربردهایی که به داده‌های قابل اعتمادتری نیاز دارند، مناسب‌تر است.

مشخصات:

•  محدوده دما: -40 درجه سانتیگراد تا 80 درجه سانتیگراد

•  محدوده رطوبت: 0% تا 100%

•  دقت دما: ± 0.5 درجه سانتی گراد

•  دقت رطوبت: ±۲٪ تا ۵٪

•  نرخ نمونهبرداری: هر ۲ ثانیه

•  ولتاژ: 3 ولت تا 6 ولت

•  تولید: داده‌های دیجیتال ۱۶ بیتی

در نگاه اول، این تأخیر ۲ ثانیه‌ای ممکن است کند به نظر برسد. با این حال، برای اکثر برنامه‌های نظارتی، خوب است. شما به ندرت به داده‌ها در هر ثانیه نیاز دارید. برخلاف DHT2، این یکی در شرایط یخبندان هم کار می‌کند. این قابلیت برای ایستگاه‌های هواشناسی بسیار مهم است.

DHT22 در مقایسه با DHT11 کمی بزرگتر است. معمولاً با یک قاب سفید عرضه می‌شود. ماژول‌های از پیش لحیم شده‌ای را خواهید یافت که به راحتی به برد بورد یا هدر وصل می‌شوند. علاوه بر این، DHT22 به دلیل پروتکل ارتباطی کندتر، در برابر تداخل در کابل‌های بلند کمی حساس‌تر است.

به معایبش فکر می‌کنید؟ DHT22 کمی گران‌تر است. همچنین به کیفیت سیم‌کشی حساس‌تر است - کابل‌های بلند می‌توانند مشکلات سیگنال ایجاد کنند، مگر اینکه از سیم‌های محافظ استفاده کنید یا برای پایداری از خازن استفاده کنید.

از موارد استفاده کنید:

•  سیستم‌های آب و هوایی

•  کشاورزی هوشمند

•  کنترل سیستم تهویه مطبوع

•  سنسورهای صنعتی

خلاصه اینکه: اگر دقت مهم است، DHT22 را انتخاب کنید. اگر بودجه مهم است، DHT11 را انتخاب کنید.

DHT11 در مقابل DHT22: مقایسه رو در رو

بیایید این دو را مستقیماً با هم مقایسه کنیم. در اینجا یک جدول سریع برای روشن‌تر شدن موضوع آورده شده است:

حالا، بیایید در مورد کاربرد در دنیای واقعی صحبت کنیم.

•  دقتاگر به داده‌های دقیق محیطی نیاز دارید، از DHT22 صرف نظر کنید.

•  محدودهباز هم، DHT22. می‌تواند دمای انجماد و رطوبت ۱۰۰٪ را تشخیص دهد. DHT100 نمی‌تواند.

•  قیمتDHT11 ارزان‌تر است. اگر در حال ساخت چندین سنسور برای کلاس درس یا یک پروژه سرگرمی هستید، این یک گزینه مقرون به صرفه است.

•  سرعتDHT11 هر ثانیه داده ارسال می‌کند. DHT22 هر دو ثانیه. اما در اکثر کاربردها، آن تأخیر ۱ ثانیه‌ای قابل توجه نیست.

•  دوامDHT22 در شرایط سخت تمایل به ماندگاری بیشتری دارد.

اگر از خود می‌پرسید «بهترین سنسور رطوبت برای آردوینو چیست؟» - خب، بستگی دارد. برای پروژه‌هایی که به دقت و قابلیت اطمینان بالاتری نیاز دارند، به خصوص در فضای باز یا شرایط سخت، DHT22 انتخاب بهتری است. برای نمونه‌سازی سریع و استفاده‌های اولیه، DHT11 کافی است.

نحوه استفاده از سنسورهای DHT با آردوینو

هر دو سنسور به یک روش به آردوینو متصل می‌شوند.

شما نیاز دارید:

•  یک سنسور DHT11 یا DHT22

•  برد آردوینو (Uno، Nano و غیره)

•  سیم های جامپر

•  یک مقاومت پول‌آپ ۱۰ کیلو اهمی (مهم!)

پین‌های خروجی DHT11 و DHT22 معمولاً به صورت زیر هستند:

۱. وی سی سی

2 داده ها

۳. NC (متصل نیست)

4. GND

بعضی از ماژول‌ها فقط ۳ پین دارند. مشکلی نیست. در بعضی از ماژول‌ها، ممکن است پین سوم (NC) حذف شود و فقط VCC، Data و GND باقی بمانند.

راه اندازی مرحله به مرحله:

•  VCC را به ۵ ولت آردوینو وصل کنید (۳.۳ ولت هم کار می‌کند)

•  GND را به GND وصل کنید

•  پین داده را به هر پین دیجیتال (مثلاً D2) وصل کنید.

•  یک مقاومت ۱۰ کیلو اهمی بین VCC و Data قرار دهید (پول‌آپ)

سپس، کتابخانه DHT را با استفاده از Adafruit نصب کنید. IDE آردوینو را باز کنید. به مسیر زیر بروید:

طرح → افزودن کتابخانه → مدیریت کتابخانه‌ها → جستجوی "DHT" → نصب "کتابخانه حسگر DHT" از Adafruit

بعد از نصب، به مسیر زیر بروید:

فایل → مثال‌ها → کتابخانه حسگر DHT → تستر DHT

نوع سنسور خود را انتخاب کنید:

#define DHTTYPE DHT11 // یا DHT22

کد را آپلود کنید و سریال مانیتور را باز کنید. خواهید دید که مقادیر دما و رطوبت چاپ می‌شوند.

در اینجا مشکلات رایج و راه حل های آنها آورده شده است.

این سنسورها برای مبتدیان مناسب هستند. اگر سیم‌کشی درست انجام شود، در کمتر از ۵ دقیقه می‌توانید آنها را راه‌اندازی کنید.

نتیجه

DHT11 در مقابل DHT22 - کدام یک را باید انتخاب کنید؟ اگر در حال آزمایش یا یادگیری اصول اولیه هستید، DHT11 مقرون به صرفه و ساده است و آن را برای مبتدیان ایده‌آل می‌کند. با این حال، محدودیت‌هایی نیز دارد: دقت کمتر، محدوده اندازه‌گیری باریک‌تر و عملکرد ضعیف در محیط‌های سرد.

از طرف دیگر، DHT22 برای کسانی است که عملکرد بهتری می‌خواهند. دقیق‌تر است. شرایط سخت را تحمل می‌کند. کمی گران‌تر است، اما نه خیلی زیاد.

اگر پروژه شما شامل نظارت بر گیاهان، خانه‌های هوشمند، ایستگاه‌های فضای باز یا کنترل دقیق آب و هوا است، DHT22 را انتخاب کنید. ارزشش را دارد. اما اگر یک نمایش مدرسه یا ساخت آخر هفته است، DHT11 کار را انجام می‌دهد.

بهترین بخش این است که هر دو به طور یکپارچه با آردوینو کار می‌کنند. پس از اتصال، به سادگی کد را آپلود می‌کنید و شروع به نظارت می‌کنید. اکنون که تفاوت‌های آنها را درک کرده‌اید، می‌توانید سنسور مناسب را برای پروژه خود انتخاب کنید. چه بخواهید رطوبت را در گلخانه اندازه‌گیری کنید و چه دمای گاراژ خود را ثبت کنید، ابزار لازم را دارید.