DHT11 против DHT22: какой датчик температуры и влажности Arduino лучше?

Выбор подходящих датчиков остается важным во время разработки проекта Arduino, поскольку он определяет как точность, так и функциональность системы. Категория датчиков температуры и влажности включает два основных продукта: DHT11 и DHT22. Эти датчики широко используются в различных приложениях, включая системы домашней автоматизации и метеостанции, поскольку они предлагают экономически эффективные решения и простую эксплуатацию.

Первоначальное сходство между этими датчиками скрывает фундаментальные различия, которые влияют на производительность вашего проекта. Этот блог вам поможет. Вы получите ясное и простое сравнение DHT11 и DHT22. Эта информация поможет вам выбрать датчик, который лучше всего соответствует вашим требованиям.

Что такое датчики DHT?

DHT означает цифровую влажность и температуру. Эти модули выполняют две основные задачи:

•  Измерьте температуру

•  Измерьте влажность

Датчики DHT работают с использованием простых внутренних компонентов. Внутри каждого датчика емкостный датчик влажности и термистор измеряют условия окружающей среды. Эти измерения обрабатываются встроенным чипом, который выводит данные в виде цифрового сигнала.

Внутри датчик обрабатывает аналоговые сигналы. Но он преобразует их в цифровые данные перед отправкой на Arduino, избавляя вас от возни с АЦП или фильтрацией сигналов. Вот почему новички их любят. Кроме того, вам нужен только один провод для получения данных. Это делает датчики DHT идеальными для проектов с ограниченным количеством контактов.

Вы увидите их использование в:

•  Погодные станции

•  Мониторинг теплиц

•  Умные термостаты

•  Проекты Интернета вещей

Существует два основных типа: DHT11 и DHT22. Рассмотрим каждый из них подробнее.

Как работают датчики влажности?

Датчики влажности измеряют количество водяного пара в воздухе. Они не обнаруживают капли воды напрямую. Вместо этого они определяют, как влажность влияет на электрические свойства.

Существует несколько типов, но DHT11 и DHT22 оба используют емкостное считывание. Вот как это работает:

•  Внутри датчика находится тонкий слой влаговпитывающего материала (обычно полимера или керамики).

•  Этот слой находится между двумя электродами, как обычный конденсатор.

•  По мере увеличения влажности поглощается больше водяного пара.

•  Емкость материала изменяется, и датчик замечает это изменение.

•  Это изменение преобразуется в цифровое значение влажности.

Они также включают встроенный термистор для считывания температуры. Это важно, поскольку теплый воздух содержит больше влаги, чем холодный. Поэтому датчик автоматически подстраивается под это.

Вот почему емкостные датчики (например, DHT) являются хорошим выбором:

•  Стабильные показания с течением времени.

•  Низкое энергопотребление.

•  Компактный размер, идеально подходит для встраиваемых систем.

•  Простой цифровой вывод — на Arduino не требуется АЦП.

Емкостные датчики влажности не «чувствуют» капли воды напрямую. Вместо этого они реагируют на изменения диэлектрической проницаемости, вызванные влажностью воздуха. Этот сдвиг изменяет значение конденсатора, которое интерпретирует чип датчика. Эти датчики откалиброваны на заводе, что означает, что вам не нужно вручную настраивать их кривую отклика.

Существуют и другие типы датчиков, например, резистивные или тепловые, но для большинства любительских и IoT-проектов емкостные датчики являются наилучшим выбором.

Обзор датчика DHT11

Начнем с более дешевого. DHT11 — это базовый датчик влажности Arduino, который широко используется в проектах для начинающих. Это отличный выбор, если вашему проекту не нужна суперточность.

Вот что он предлагает:

•  Темп диапазон: От 0 ° C до 50 ° C

•  Диапазон влажности: От 20% до 90%

•  Точность температуры: ± 2 ° C

•  Точность влажности: ± 5%

•  Частота выборки: 1 показание в секунду

•  Напряжение: от 3.3 В до 5 В

•  Результат: Цифровой сигнал

Достаточно быстро для большинства проектов в помещении. Вы можете получать показания каждую секунду. Этого более чем достаточно для комнатного датчика.

Модуль простой. Обычно вы получаете синий модуль с 3 или 4 контактами. Распиновка DHT11 проста:

•  VCC

•  Данные

•  NC

•  GND

Нагрузочный резистор на линии передачи данных обязателен. В противном случае ваши показания могут быть ненадежными. Однако DHT11 имеет ограничения. Он испытывает трудности в холодных условиях и не будет работать должным образом при температуре ниже 0°C. Кроме того, если для вашего проекта требуется точность измерения температуры выше ±2°C, DHT11 может не подойти.

Случаи применения:

•  Датчики для дома

•  Школьные проекты

•  Базовые дисплеи Arduino

Он также не идеален для наружных или долгосрочных установок. Он имеет ограниченную точность калибровки, особенно в ближних экстремальных диапазонах. Он может стать нестабильным со временем и при воздействии высокой влажности.

О PCBasic

Время — деньги в ваших проектах — и PCBasic получает это. PCБазовый  - это компания по сборке печатных плат который обеспечивает быстрые и безупречные результаты каждый раз. Наш комплексный Услуги по сборке печатных плат включают экспертную инженерную поддержку на каждом этапе, гарантируя высочайшее качество каждой платы. Как ведущий производитель сборки печатных плат, мы предлагаем комплексное решение, которое оптимизирует вашу цепочку поставок. Сотрудничайте с нашими передовыми Завод по производству прототипов печатных плат для быстрого выполнения заказов и превосходных результатов, которым вы можете доверять.

Обзор датчика DHT22

DHT22 более продвинут. Он обеспечивает улучшенную точность, более широкий рабочий диапазон и лучше подходит для приложений, требующих более надежных данных.

Технические характеристики:

•  Темп диапазон: От -40 ° C до 80 ° C

•  Диапазон влажности: От 0% до 100%

•  Точность температуры: ± 0.5 ° C

•  Точность влажности: ±2% до 5%

•  Частота выборки: Каждые 2 секунды

•  Напряжение: от 3 В до 6 В

•  Результат: 16-битные цифровые данные

На первый взгляд эта 2-секундная задержка может показаться медленной. Однако для большинства приложений мониторинга это нормально. Вам редко нужны данные каждую секунду. В отличие от DHT11, этот работает в условиях замерзания. Эта возможность имеет решающее значение для метеостанций.

DHT22 немного больше по размеру по сравнению с DHT11. Обычно поставляется в белом корпусе. Вы найдете предварительно запаянные модули, которые легко подключаются к макетным платам или разъемам. Кроме того, DHT22 немного более чувствителен к помехам на длинных кабелях из-за своего более медленного протокола связи.

Думая о недостатках? DHT22 стоит немного дороже. Он также более чувствителен к качеству проводки — длинные кабели могут вызывать проблемы с сигналом, если вы не используете экранированные провода или не включаете конденсаторы для стабильности.

Случаи применения:

•  Погодные системы

•  Умное сельское хозяйство

•  Управление HVAC

•  Промышленные датчики

Короче говоря: если важна точность, выбирайте DHT22. Если важен бюджет, выбирайте DHT11.

DHT11 против DHT22: прямое сравнение

Давайте сравним эти два показателя напрямую. Вот небольшая таблица, чтобы было понятнее:

Теперь давайте поговорим о реальном использовании.

•  Точность подачи: DHT22 побеждает с большим отрывом. Если вам нужны точные показания окружающей среды, не идите на компромисс.

•  Диапазон: Опять же, DHT22. Он может считывать температуру замерзания и 100% влажность. DHT11 просто не может.

•  Цена: DHT11 дешевле. Если вы создаете несколько датчиков для класса или хобби-проекта, это экономит деньги.

•  Скорость: DHT11 отправляет данные каждую секунду. DHT22 отправляет их каждые две. Но в большинстве приложений эта задержка в 1 секунду не заметна.

•  Долговечность: DHT22 имеет тенденцию сохраняться дольше в суровых условиях.

Если вы спрашиваете себя «какой датчик влажности лучше всего подходит для Arduino?» — ну, это зависит от обстоятельств. Для проектов, требующих более высокой точности и надежности, особенно на открытом воздухе или в экстремальных условиях, лучшим выбором будет DHT22. Для быстрого прототипирования и базового использования достаточно DHT11.

Как использовать датчики DHT с Arduino

Оба датчика подключаются к Arduino одинаково.

Вам понадобятся:

•  Датчик DHT11 или DHT22

•  Плата Arduino (Uno, Nano и т. д.)

•  перемычки провода

•  Подтягивающий резистор сопротивлением 10 кОм (важно!)

Распиновка DHT11 и DHT22 обычно следующая:

1. ВЦК

2. Данные

3. NC (не подключен)

4. GND

Некоторые модули имеют только 3 контакта. Это нормально. В некоторых модулях третий контакт (NC) может быть опущен, оставляя только VCC, Data и GND.

Пошаговая настройка:

•  Подключите VCC к 5 В на Arduino (3.3 В тоже подойдет)

•  Подключите GND к GND

•  Подключите вывод данных к любому цифровому выводу (например, D2)

•  Установите резистор сопротивлением 10 кОм между VCC и Data (подтягивающий)

Затем установите библиотеку DHT с помощью Adafruit. Откройте Arduino IDE. Перейдите по ссылке:

Sketch → Включить библиотеку → Управление библиотеками → Поиск «DHT» → Установить «DHT sensor library» от Adafruit

После установки перейдите по ссылке:

Файл → Примеры → Библиотека датчиков DHT → Тестер DHT

Выберите тип датчика:

#define DHTTYPE DHT11 // или DHT22

Загрузите код и откройте Serial Monitor. Вы начнете видеть распечатанные значения температуры и влажности.

Вот распространенные проблемы и их решения.

Эти датчики подходят для новичков. Вы заставите их работать менее чем за 5 минут, если правильно подключите.

Заключение

DHT11 против DHT22 — какой выбрать? Если вы экспериментируете или изучаете основы, DHT11 доступен и прост, что делает его идеальным для новичков. Однако у него есть ограничения: сниженная точность, узкий диапазон измерений и плохая производительность в холодных условиях.

DHT22, с другой стороны, для тех, кто хочет лучшей производительности. Он более точный. Справляется с экстремальными условиями. Стоит немного дороже, но не намного.

Если ваш проект включает в себя мониторинг растений, умных домов, наружных станций или точного управления климатом, то выбирайте DHT22. Это того стоит. Но если это школьная демонстрация или сборка на выходные? DHT11 справится с этой работой.

Самое лучшее в том, что оба работают без проблем с Arduino. После подключения вы просто загружаете код и начинаете мониторинг. Теперь, когда вы понимаете их различия, вы можете выбрать правильный датчик для своего проекта. Хотите ли вы измерить влажность в теплице или регистрировать температуру в гараже, у вас есть инструменты.