آموزش راه‌ اندازی سنسور دما و رطوبت DHT11 با اردوینو Arduino

آموزش راه‌ اندازی سنسور دما و رطوبت DHT11 با اردوینو Arduino در دنیای اینترنت اشیا و پروژه‌های هوشمند خانگی، اندازه‌گیری دقیق دما و رطوبت یکی از مهم‌ترین شاخص‌هاست. سنسور دما و رطوبت DHT11 یکی از محبوب‌ترین گزینه‌ها برای اندازه‌گیری این دو پارامتر است که به دلیل قیمت مناسب و استفاده آسان، جایگاه ویژه‌ای در بین پروژه‌های مبتدی و حرفه‌ای دارد. این مقاله به شما کمک می‌کند تا با ساختار، نحوه اتصال، دقت، و کاربردهای سنسور DHT11 آشنا شوید و دیدگاه کاملی نسبت به آن به دست آورید.

معرفی سنسور دما و رطوبت DHT11

DHT11 یک سنسور ساده و مقرون‌به‌صرفه برای اندازه‌گیری دما و رطوبت محیط است که از چندین مزیت مهم برخوردار است. این سنسور قادر به اندازه‌گیری دما در محدوده‌ی ۰ تا ۵۰ درجه سانتی‌گراد و رطوبت در بازه‌ی ۲۰٪ تا ۹۰٪ است. با دقت ±۲ درجه سانتی‌گراد برای دما و ±۵٪ برای رطوبت، این سنسور گزینه‌ی مناسبی برای پروژه‌های هوشمند خانگی و آموزشی به شمار می‌رود.

مشخصات فنی DHT11

• محدوده دما: ۰ تا ۵۰ درجه سانتی‌گراد
• محدوده رطوبت: ۲۰٪ تا ۹۰٪
• دقت دما: ±۲ درجه سانتی‌گراد
• دقت رطوبت: ±۵٪
• ولتاژ کاری: ۳ تا ۵ ولت
• خروجی دیجیتال: داده‌ها به صورت دیجیتال و در قالب یک سیگنال سریال ارسال می‌شوند.

اجزای داخلی و نحوه عملکرد DHT11

این سنسور دارای دو بخش اصلی است: یک مقاومت رطوبتی و یک سنسور دما. سنسور دما به کمک مواد پیزوالکتریک عمل می‌کند که با تغییر دما، ولتاژ خروجی تغییر می‌کند. برای اندازه‌گیری رطوبت، یک مقاومت با جنس سرامیک استفاده می‌شود که با تغییر رطوبت، مقاومت داخلی آن تغییر می‌کند.

این تغییرات به یک میکروکنترلر کوچک در داخل سنسور ارسال می‌شوند که این میکروکنترلر پس از پردازش داده‌ها، اطلاعات دما و رطوبت را به صورت دیجیتال از طریق پین خروجی در اختیار قرار می‌دهد. یکی از ویژگی‌های جذاب DHT11 این است که به صورت دیجیتال خروجی می‌دهد، بنابراین نیازی به تبدیل آنالوگ به دیجیتال نیست، که این مسئله کار را برای بسیاری از کاربران آسان می‌کند.

نحوه اتصال سنسور DHT11 به Arduino

DHT11 دارای ۴ پین است که معمولاً پین‌های VCC، GND، و Data استفاده می‌شوند و پین NC یا همان “پین بدون اتصال” را می‌توان نادیده گرفت.

1. پین VCC: این پین به ولتاژ ۵V متصل می‌شود.
2. پین GND: به زمین (GND) متصل می‌شود.
3. پین دیتا: به یکی از پین‌های دیجیتال (مثل پین ۲ یا ۷) در Arduino متصل می‌شود.

نکته مهم در نصب

یک مقاومت ۱۰ کیلو اهم بین پین دیتا و VCC قرار دهید. این مقاومت به عنوان یک Pull-up عمل کرده و به پایدارتر شدن خروجی داده‌ها کمک می‌کند. اگر در پروژه خود مشکلات نویز مشاهده کردید، استفاده از این مقاومت بسیار توصیه می‌شود.

کدنویسی برای خواندن داده‌های سنسور DHT11 در Arduino

برای خواندن اطلاعات از DHT11 به کمک Arduino، از کتابخانه‌ی DHT استفاده می‌شود که نصب آن از طریق بخش “Manage Libraries” در Arduino IDE به راحتی امکان‌پذیر است. این کتابخانه علاوه بر ساده‌سازی خواندن داده‌ها، به تنظیمات خاص برای این سنسور نیز مجهز است.

کد نمونه برای خواندن دما و رطوبت از DHT11

#include <DHT.h>

#define DHTPIN 2    // پین داده سنسور متصل به پین ۲ Arduino
#define DHTTYPE DHT11   // مشخص کردن نوع سنسور

DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  dht.begin();
}

void loop() {
  float humidity = dht.readHumidity();  // خواندن رطوبت
  float temperature = dht.readTemperature();  // خواندن دما

  // بررسی برای خطای خواندن
  if (isnan(humidity) || isnan(temperature)) {
    Serial.println("Error in reading data from DHT11 sensor!");
    return;
  }

  Serial.print("Humidity: ");
  Serial.print(humidity);
  Serial.print(" %\t");
  Serial.print("Temperature: ");
  Serial.print(temperature);
  Serial.println(" °C");

  delay(2000);  // تاخیر ۲ ثانیه برای خواندن مجدد
}

این کد ابتدا پین دیتا را مشخص کرده و سپس در هر ۲ ثانیه، مقادیر دما و رطوبت را از سنسور دریافت می‌کند و در خروجی سریال نمایش می‌دهد.

دقت و محدودیت‌های سنسور DHT11

هر چند DHT11 برای بسیاری از پروژه‌های آموزشی و کاربردهای ساده مناسب است، ولی باید در نظر داشت که این سنسور دقت متوسطی دارد و برای پروژه‌های نیازمند به دقت بالا (مانند کاربردهای صنعتی یا پزشکی) توصیه نمی‌شود. دقت ±۲ درجه برای دما و ±۵٪ برای رطوبت می‌تواند در برخی موارد باعث ایجاد خطاهای کوچک در اندازه‌گیری‌ها شود، به خصوص در محیط‌های با تغییرات دمایی یا رطوبتی سریع.

دیدگاه‌های کاربران در رابطه با DHT11

بسیاری از کاربران معتقدند که DHT11 یک سنسور عالی برای شروع پروژه‌های مبتنی بر محیط هوشمند و یادگیری Arduino است، اما برای پروژه‌های جدی‌تر، به جای آن می‌توان از سنسورهای DHT22 یا AM2302 استفاده کرد که دقت بالاتری دارند و گستره اندازه‌گیری وسیع‌تری را پوشش می‌دهند.

موارد کاربرد DHT11 در پروژه‌ها

1. مانیتورینگ هوشمند اتاق: با استفاده از DHT11 می‌توانید دما و رطوبت اتاق را مانیتور کرده و این داده‌ها را به کاربر ارسال کنید.
2. کنترل هوشمند گلخانه: از آنجا که گیاهان نیازمند دما و رطوبت کنترل‌شده هستند، می‌توانید از DHT11 برای مانیتورینگ شرایط داخل گلخانه استفاده کنید.
3. سیستم‌های تهویه و رطوبت‌ساز: می‌توانید با استفاده از داده‌های DHT11، سیستم‌های گرمایشی، سرمایشی یا رطوبت‌ساز را در محیط‌های خانگی یا اداری به صورت خودکار کنترل کنید.

نتیجه‌گیری

DHT11 یک سنسور اقتصادی و مناسب برای اندازه‌گیری دما و رطوبت در پروژه‌های الکترونیکی و هوشمند است. این سنسور با نصب و راه‌اندازی آسان و قیمت مناسب، گزینه‌ای عالی برای افرادی است که به تازگی با Arduino و پروژه‌های اینترنت اشیا آشنا شده‌اند. با این حال، اگر به دقت و محدوده اندازه‌گیری بیشتری نیاز دارید، بررسی مدل‌های پیشرفته‌تر مثل DHT22 پیشنهاد می‌شود. DHT11 به شما امکان می‌دهد تا داده‌های محیطی خود را به سادگی ثبت کرده و تجربه‌ای عملی از کار با سنسورها کسب کنید.

آموزش راه‌ اندازی سنسور دما و رطوبت DHT11 با اردوینو Arduino

مطلب پیشنهادی

ارتباط سریال UART در اردوینو Arduino آموزش ارسال و دریافت داده

نویزگیری کلید در آردوینو (دیبانسینگ سوییچ)