آموزش ماژول دما و رطوبت DHT11 از پکیج ۳۷ سنسور آردوینو با LCD

امروزه سنسورهای تشخیص عوامل محیطی بسیار کاربردی هستند. هر کدام با روشی خاص یک یا چند پارامتر محیطی را می‌سنجند. کاربرد سنسورها در هوشمند سازی و یادگیری ماشینی بسیار اهمیت دارند. سنسور آلودگی هوا یا سنسور گرد و غبار در هوا پارامترها را برای مدار اصلی ارسال می‌کند. در اثر این موارد تصمیم گیری صحیح و به موقع انجام می‌شود. در آموزش سنسور بسیار معروف DHT11 به عنوان ماژول دما و رطوبت DHT11 شناخته می‌شود. در ادامه با وب سایت مرجع آردوینو به زبان فارسی، دیجی اسپارک همراه باشید.

 

 

---

ماژول دما و رطوبت DHT11

---

سنسور DHT11 یک سنسور دیجیتالی است که برای اندازه‌گیری دما و رطوبت محیط استفاده می‌شود. این سنسور توسط شرکت Aosong (قبلاً با نام Adafruit Industries) تولید شده است. DHT11 یکی از سنسورهای پرکاربرد و اقتصادی برای اندازه‌گیری دما و رطوبت در پروژه‌های الکترونیکی می‌باشد. سنسور DHT11 یک سنسور دیجیتال است که توانایی اندازه‌گیری دما و رطوبت را دارد. این سنسور با استفاده از یک ترمیستور و یک سنسور رطوبتی، اطلاعات محیط را اندازه‌گیری می‌کند و آن‌ها را به شکل سیگنال دیجیتال خروجی می‌دهد.دقت دما این سنسور ±۲ درجه سانتی‌گراد است، یعنی مقدار اندازه‌گیری شده با دقت ±۲ درجه سانتی‌گرادی از مقدار واقعی دما ممکن است متفاوت باشد. همچنین، دقت رطوبت آن نیز ±۵ درصد است. این یعنی مقدار اندازه‌گیری شده برای رطوبت ممکن است با مقدار واقعی رطوبت تا ±۵ درصد متفاوت باشد.سنسور DHT11 با ولتاژ کاری ۳ تا ۵ ولت عمل می‌کند. در ارتباط با میکروکنترلرها و بردهای مبتنی بر آردوینو، می‌توان از ولتاژ ۵ ولت عملیاتی آردوینو استفاده کرد.این سنسور از رابط خروجی دیجیتال استفاده می‌کند، به این معنی که خروجی آن به صورت یک سیگنال دیجیتال (۰ و ۱) است. این سیگنال برای ارسال داده‌های دما و رطوبت به میکروکنترلر یا برد مبتنی بر آردوینو استفاده می‌شود.برای استفاده از سنسور DHT11، نیاز به برنامه‌نویسی میکروکنترلر یا برد آردوینو است. بسیاری از کتابخانه‌ها و راهنماهای برنامه‌نویسی موجود برای آردوینو از جمله کتابخانه DHT11، که به طور خاص برای ارتباط با سنسور DHT11 توسعه داده شده است،

 

---

ویژگی‌های سنسور DHT11

---

مهمترین نکته در استفاده از سنسور DHT11 این است که این سنسور فقط برای اندازه‌گیری دما و رطوبت محیط مناسب است و قابلیت اندازه‌گیری دیگر پارامترها مانند فشار و سرعت باد را ندارد. همچنین، به دلیل دقت متوسط آن، در برخی موارد ممکن است نیاز به سنسورهای دقیق‌تر و پیشرفته‌تر باشد.سنسور DHT11 یک سنسور قابل استفاده است و به طور معمول در پروژه‌هایی که نیاز به اندازه‌گیری دما و رطوبت محیط دارند، مورد استفاده قرار می‌گیرد. از جمله کاربردهای رایج آن می‌توان به اندازه‌گیری دما و رطوبت در خانه‌ها، آشپزخانه‌ها، گلخانه‌ها، آزمایشگاه‌ها و سیستم‌های کنترل هوشمند اشاره کرد.برای استفاده از سنسور DHT11، به یک میکروکنترلر (مانند Arduino) و یک کتابخانه‌ی مربوطه نیاز دارید تا اطلاعات اندازه‌گیری شده را بخوانید و پردازش کنید. کتابخانه‌هایی برای Arduino و میکروکنترلرهای دیگر برای ارتباط با سنسور DHT11 وجود دارند که برنامه‌نویسی و استفاده از این سنسور را آسان می‌کنند.

 

• ولتاژ کاری: ۳ تا ۵ ولت (DC)
• جریان مصرفی: کمتر از ۲٫۵ میلی‌آمپر در حالت فعال و صفر در حالت استراحت
• دقت اندازه‌گیری دما: ±۲ درجه سانتی‌گراد
• بازه‌ی اندازه‌گیری دما: ۰ تا ۵۰ درجه سانتی‌گراد
• دقت اندازه‌گیری رطوبت: ±۵ درصد
• بازه‌ی اندازه‌گیری رطوبت: ۲۰ تا ۹۰ درصد
• زمان پاسخگویی: حدود ۲ ثانیه برای دما و رطوبت
• رابط خروجی: دیجیتال (از طریق پروتکل یک سیمه)
• ابعاد: ۱۵٫۵ میلیمتر در ۱۲ میلیمتر
• قابلیت خواندن مقادیر دما و رطوبت با استفاده از کتابخانه‌ها و برنامه‌نویسی آردوینو

 

 

---

بررسی پایه های سنسور dht11

---

 

سنسور DHT11 دارای ۴ پایه (پین) است که هر کدام وظیفه‌های خاصی را بر عهده دارند. در زیر توضیح مختصری از هر پایه آورده شده است:

• VCC: این پایه به منبع تغذیه متصل می‌شود و ولتاژ کاری سنسور (۳ تا ۵ ولت) از طریق این پایه تأمین می‌شود.
• Data: این پایه برای ارتباط با میکروکنترلر یا برد مبتنی بر آردوینو استفاده می‌شود. از طریق این پایه، داده‌های اندازه‌گیری شده از سنسور به میکروکنترلر ارسال می‌شود. این پایه با استفاده از پروتکل یک سیمه (One-Wire Protocol) کار می‌کند.
• NC (No Connection): این پایه معمولاً به گراند (زمین) متصل نمی‌شود و استفاده نمی‌شود. به طور کلی، این پایه ترکیبی از سایر پایه‌ها است و نیازی به آن نیست.
• GND: این پایه به گراند (زمین) متصل می‌شود و برای تأمین مشترک برق منفی استفاده می‌شود.

در استفاده از سنسور DHT11، اتصال پایه‌ها به درستی بسیار مهم است. برای ارتباط با میکروکنترلر یا برد آردوینو، پایه VCC به ولتاژ مثبت (۵ ولت)، پایه Data به پین دیجیتال مورد استفاده و پایه GND به گراند متصل می‌شود. همچنین، از توجه به ترتیب صحیح اتصال پایه‌ها و استفاده از کابل‌ها و نردبان‌های مناسب برای اتصال پیشنهاد می‌شود.

 

---

ال سی دی کاراکتری ۱۶*۲

---

LCD کاراکتری ۲X16 یکی از پایه‌ای ترین نمایشگرهای الکترونیکی می‌باشد. در بسیاری از مدارها کاربرد دارد. یکی از دلایل پر مصرف بودن این نوع از ال سی دی ها در مقابل نمایشگرهایی همچون سون سگمنت، عدم محدودیت در نمایش کاراکترها و حتی ساختن کارکترهای دلخواه می‌باشد. LCD 2×16 در رنگ‌های مختلف ارایه می‌شود. ال سی دی کاراکتری دارای ۱۶ پایه می‌باشد .ال‌سی‌دی کاراکتری ۲×۱۶ یک نوع از ال‌سی‌دی‌های کاراکتری است که در آن، می‌توانید دو خط با ۱۶ کاراکتر در هر خط را نمایش دهید. این ال‌سی‌دی‌ها در پروژه‌های الکترونیکی و میکروکنترلرها بسیار محبوب و استفاده شده‌اند.

• ابعاد: ال‌سی‌دی ۲×۱۶ دارای ابعاد استاندارد ۸۴×۴۴ میلی‌متر می‌باشد.
• ترتیب ردیف‌ها: در این نوع ال‌سی‌دی، ردیف اول در بالا و ردیف دوم در پایین قرار دارد. هر ردیف شامل ۱۶ کاراکتر است.نوع نمایش: ال‌سی‌دی ۲×۱۶ از نوع نمایش کاراکتری با فونتی استاندارد استفاده می‌کند. هر کاراکتر می‌تواند شامل اعداد، حروف الفبا، علائم و سایر کاراکترها باشد.
• رابط کنترل: برای کنترل و نمایش محتویات روی ال‌سی‌دی، از رابط‌های مختلفی استفاده می‌شود. معمولاً از رابط‌های مبتنی بر میکروکنترلر مانند رابط I2C، SPI یا پیچی استفاده می‌شود.
• ولتاژ کاری: ولتاژ کاری ال‌سی‌دی ۲×۱۶ در محدوده ۵ ولت است، اما ممکن است برخی مدل‌ها نیاز به ولتاژ ۳٫۳ ولت داشته باشند. لطفاً بر اساس مدل مورد استفاده خود، ولتاژ کاری را بررسی کنید.
• قابلیت نمایش کاراکترهای خاص: ال‌سی‌دی ۲×۱۶ قادر به نمایش کاراکترهای خاص مانند علامت‌ها، عدد واژگان و عناصر دیگر است. این کاراکترها به صورت خاص تعریف شده‌اند و می‌توانند در نمایش اطلاعات و پیام‌های متنی مفید باشند.
• کنتراست قابل تنظیم: برخی از ال‌سی‌دی‌های ۲×۱۶ دارای قابلیت تنظیم کنتراست هستند. این به شما اجازه می‌دهد تا شدت نمایش را به تناسب با شرایط نور محیط تنظیم کنید و نمایش را بهتر کنید.
• مصرف انرژی: ال‌سی‌دی‌های کاراکتری به طور کلی مصرف انرژی کمی دارند و برای پروژه‌هایی که نیاز به نمایش کاراکتری ساده دارند، مناسب هستند.

 

 

---

 فراخوانی کتابخانه ماژول DHT11

---

کتابخانه DHT برای آردوینو، یک کتابخانه محبوب برای استفاده از سنسورهای دما و رطوبت مبتنی بر پروتکل ۱-Wire مانند سنسور DHT11 است. با استفاده از این کتابخانه، می‌توانید به راحتی داده‌های دما و رطوبت از سنسور DHT11 را خوانده و در پروژه‌های آردوینو خود استفاده کنید. ابتدا باید کتابخانه DHT را در نرم‌افزار آردوینو نصب کنید. برای این کار، به قسمت “مدیریت کتابخانه‌ها” در منوی ابزارها بروید و در جستجوی “DHT”، کتابخانه DHT را پیدا کنید و نصب کنید.

فراخوانی: برای استفاده از کتابخانه DHT در کد آردوینو خود، باید آن را به کد اضافه کنید. برای این کار، در بالای کد خود، خط زیر را قرار دهید:

#include <DHT.h>

تعریف سنسور: در بخش setup کد خود، باید سنسور DHT11 را تعریف کنید. برای مثال، اگر سنسور را به پین دیجیتال ۲ متصل کرده‌اید، این خط را اضافه کنید:

#define DHTPIN 2

تعریف نوع سنسور: بر اساس نوع سنسوری که استفاده می‌کنید (DHT11، DHT22 و غیره)، نوع سنسور را در کد تعریف کنید. برای مثال، اگر از سنسور DHT11 استفاده می‌کنید، این خط را اضافه کنید:

#define DHTTYPE DHT11

ساخت شیء سنسور: در بخش setup کد خود، بعد از تعریف سنسور و نوع سنسور، باید یک شیء از کلاس DHT بسازید. برای این کار، از خطوط زیر استفاده کنید:

DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);

شروع کردن سنسور: در بخش setup کد خود، در تابع setup()، باید سنسور را شروع کنید. برای این کار، از خط زیر استفاده کنید:

dht.begin();

خواندن داده‌ها: در بخش loop کد خود، برای خواندن داده‌های دما و رطوبت از سنسور، از تابع readTemperature() و readHumidity() استفاده کنید. مقادیر دما و رطوبت را در متغیرهای مناسب ذخیره کنید. برای مثال:

float temperature = dht.readTemperature();
float humidity = dht.readHumidity();

استفاده از داده‌ها: حالا می‌توانید از داده‌های خوانده شده (دما و رطوبت) در پروژه‌های خود استفاده کنید. می‌توانید آن‌ها را به صورت پیام سریال چاپ کنید یا برای کنترل دستگاه‌های دیگر استفاده کنید.در هر بار خواندن داده‌ها از سنسور، بهتر است به ازای هر بار خواندن، کمی تاخیر دهید تا سنسور زمان کافی برای اندازه‌گیری دما و رطوبت داشته باشد. این تاخیر حدود ۲ ثانیه است. برای این کار، می‌توانید از تابع delay() استفاده کنید.با استفاده از کتابخانه DHT در آردوینو و دنبال کردن مراحل فوق، می‌توانید به راحتی داده‌های دما و رطوبت از سنسور DHT11 را خوانده و در پروژه‌های خود استفاده کنید.

 

 

---

اتصال سنسور DHT11 به آردوینو

---

• پایه سیگنال (S) ماژول دما و رطوبت temperature & humidity را به پایه ۸ آردوینو اتصال دهید.
• پایه GND ماژول دما و رطوبت temperature & humidity را به پایه GND آردوینو اتصال دهید.
• پایه VCC ماژول دما و رطوبت temperature & humidity را به پایه VCC آردوینو اتصال دهید.

 

---

اتصال LCD 2*16 کاراکتری به آردوینو

---

برای اتصال سنسور DHT11 به آردوینو، شما به دو پین آردوینو نیاز دارید: یک پین دیجیتال برای اتصال داده‌ها و یک پین تغذیه برای ولتاژ تغذیه. اتصال پین دیجیتال: از آنجایی که سنسور DHT11 از طریق پروتکل ۱-Wire ارتباط برقرار می‌کند، شما باید پین دیجیتالی را برای اتصال داده‌ها استفاده کنید. می‌توانید هر پین دیجیتال آردوینو را برای این منظور انتخاب کنید. به عنوان مثال، اگر از پین دیجیتال ۲ استفاده کنید، باید سیم داده را به پین ۲ آردوینو متصل کنید.سنسور DHT11 به ولتاژ تغذیه ۵ ولت نیاز دارد. شما باید یک پین تغذیه ۵ ولت آردوینو را به پین تغذیه سنسور DHT11 متصل کنید. معمولاً پین VCC یا پین ۵V آردوینو برای این منظور استفاده می‌شود. به همین ترتیب، اتصال گراند آردوینو به پین گراند سنسور نیز لازم است.برخی از مدل‌های سنسور DHT11 نیاز به اتصال یک مقاومت پول-آپ به پین دیجیتال دارند. این مقاومت به طور معمول بین سیم داده و ولتاژ تغذیه (۵ ولت) قرار می‌گیرد. اما در برخی مدل‌ها، این مقاومت به طور داخلی و درون سنسور تعبیه شده است و نیازی به اتصال خارجی ندارد. در صورتی که به اتصال مقاومت پول-آپ نیاز است، برای اتصال مقاومت پول-آپ، باید یک مقاومت ۱۰ کیلو اهم بین پین دیجیتال و ولتاژ تغذیه (۵ ولت) قرار داد. مقاومت پول-آپ کاربرد خاصی دارد و به منظور اتصال سیم داده به ولتاژ تغذیه به کار می‌رود و کمک می‌کند تا ارتباط بین آردوینو و سنسور بهتر برقرار شود. پس از انجام اتصالات، می‌توانید با استفاده از کتابخانه DHT و دستورات مربوطه، دما و رطوبت را از سنسور DHT11 خوانده و در پروژه‌های آردوینو خود استفاده کنید.

• پایه VSS ال سی دی LCD 2*16 را به پایه GND آردوینو اتصال دهید.
• پایه VCC ال سی دی LCD 2*16 را به پایه ۵ ولت آردوینو اتصال دهید.
• پایه VO ال سی دی LCD 2*16 را به پایه GND آردوینو اتصال دهید.
• پایه RS ال سی دی LCD 2*16 را به پایه ۱۲ آردوینو اتصال دهید.
• پایه RW ال سی دی LCD 2*16 را به پایه GND آردوینو اتصال دهید.
• پایه E ال سی دی LCD 2*16 را به پایه ۱۱ آردوینو اتصال دهید.
• پایه D4 ال سی دی LCD 2*16 را به پایه ۵ آردوینو اتصال دهید.
• پایه D5 ال سی دی LCD 2*16 را به پایه ۴ آردوینو اتصال دهید.
• پایه D6 ال سی دی LCD 2*16 را به پایه ۳ آردوینو اتصال دهید.
• پایه D7 ال سی دی LCD 2*16 را به پایه ۲ آردوینو اتصال دهید.
• پایه A ال سی دی LCD 2*16 را به پایه ۵ ولت آردوینو اتصال دهید.
• پایه K ال سی دی LCD 2*16 را به پایه GND آردوینو اتصال دهید.

 

 

---

وسایل مورد نیاز ماژول DHT11

---

ماژول دما و رطوبت DHT11 از پکیج ۳۷ سنسور آردوینو

#include <LiquidCrystal.h> // کتابخانه ال سی دی را طبق مراحل گفته شده در آموزش فراخوانی کنید
#include <DHT.h>  // کتابخانه DHT را طبق مراحل گفته شده در آموزش فراخوانی کنید
int DHT11Sensor = 8; // پایه ۸ آردوینو را به عنوان پایه سیگنال ماژول DHT تعریف کنید.
int DHT11value; 
#define DHTTYPE DHT11
 DHT dht(DHT11Sensor, DHTTYPE);
LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2);
byte degree[8] ={ B00001100,B00010010, B00010010, B00001100,B00000000, B00000000, B00000000, B00000000,};               
 void setup()
{
Serial.begin(9600); // سریال مانیتور را روی بادریت ۹۶۰۰ تنظیم کنید
lcd.begin(16,2); 
lcd.clear(); 
lcd.createChar(0, degree);
} 
void loop()
{
float h = dht.readHumidity(); // خواندن دیتای رطوبت
float t = dht.readTemperature(); // خواندن دیتای دما
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print("Temp : "); // نمایش عبارت Temp در ال سی  دی
lcd.print(" ");
lcd.setCursor(7,0);
lcd.print(t,1);
lcd.setCursor(12,0);
lcd.write((byte)0);
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print("Humid: "); // نمایش عبارت humid در ال سی دی
lcd.print(" ");
lcd.setCursor(7,1);
lcd.print(h,1);
lcd.setCursor(12,1);
lcd.print("%");
delay(2000);
}

 

 

حال کدها را در نرم افزار آردوینو کپی و سپس کامپایل کنید. در ابتدا طبق اتصالات گفته شده در متن، سنسور دما و رطوبت DHT را راه اندازی کنید. همانطور که مشاهده می‌کنید در ابتدا سنسور دمای عادی محیط و رطوبت را نمایش میدهد. حال با ایجاد رطوبت در محیط مشاهده خواهیم کرد که دمای سنسور رفته رفته افزایش پیدا کرده و رطوبت به سرعت تغییر می‌کند.

 

 

پروژه

اخیرا تصمیم گرفته‌ایم برای تعامل بیشتر با شما کاربران و ایجاد موقعیتی در راستای رقابت دانش کاربران، در انتهای هر آموزش یک پروژه تعریف می‌کنیم. به اولین کاربری که به پروژه تعریف شده پاسخ صحیح بدهد، بن خرید به ارزش ۳۰ هزار تومان از فروشگاه دانشجو کیت ارایه خواهد شد. پروژه: با تغییر در کدها، تعریف کنید که در اثر افزایش دما از یک مقدار مشخص شده،رله فعال شده و از طریق آلارم اعلام گردد.

 

در پایان نظرات و پیشنهادات خود را با ما درمیان بگذارید و با اشتراک گذاری این آموزش در شبکه های اجتماعی , از وبسایت دیجی اسپارک حمایت کنید.