Arduinoの基礎 - 温湿度センサ

概要

DHT-11はサーミスタと異なり、温度と湿度のキャリブレーション済みの状態で出荷されているセンサ(デジタル信号)である。
一般的な利用において、温度は1[℃]程度の誤差、湿度は4[%]程度の誤差で測定できる。

ピンの割り当ては、下図の通りである。

4本のピンは左から順に、VDD、DATA、NC(非接続)、GNDである。
VDDへの供給電圧は、3.3[V]〜5.5[V]の範囲である。

データシートを確認すると、VDDとGNDの間にパワーフィルタリングとして0.1[μF]のセラミックコンデンサを設置することができる。

データはシングル・バス・データフォーマットで少々面倒であるが、ArduinoではDHT用のライブラリが多数あるので、それらを使用する。
データのサンプリング間隔は最短で1[s]なので、ソフトウェア側でデータを取得する時に、delayする必要がある。

2番ピンであるDATAピンはプルアップして使用する。プルアップ抵抗は、ワイヤが20[m]以下の場合は、5[kΩ]程度が推奨される。
一般的には、4.7[kΩ]〜10[kΩ]程度がよく使用されている。
なお、Arduinoの内部プルアップ抵抗は20[kΩ]なので、DHT-11では使用できない。

サンプルコード

DHT-11およびDHT-21を使用するには、Adafruit DHTセンサライブラリをインストールする必要がある。
Adafruit DHTセンサライブラリのインストール手順を、以下に示す。

1. Arduino IDEのメニューバー[スケッチ] - [ライブラリをインクルード] - [ライブラリを管理]を選択する。
2. [ライブラリの管理]画面が起動するので、検索項目から"Adafruit Unified Sensor"と入力する。
3. ライブラリ一覧が表示されるので、Adafruit Unified Sensorを選択して、リスト右側にある[Install]ボタンを押下する。
4. 次に、Adafruit DHTセンサライブラリのGithubにアクセスして、zipファイルをダウンロードする。
5. Arduino IDEのメニューバー[スケッチ] - [ライブラリをインクルード] - [.ZIP形式のライブラリをインストール]を選択する。
6. ダウンロードしたzipファイルを選択して、Adafruit DHTセンサライブラリをインストールする。

まず、DHT-11から温度と湿度を取得する。
さらに、温度と湿度からヒートインデックス(体感温度)が取得できるので、それも併せて取得する。

以下のサンプルコードでは、シリアルポートに値を出力している。
これでシリアルモニタを開けば、3秒おきに結果が出力されることがわかる。

LCDに出力する場合は、Arduinoを用いてLCDに文字を表示を参照すること。

 #include <DHT.h>
 
 const int PIN_DHT = 8;
 DHT dht( PIN_DHT, DHT11 );
 
 void setup()
 {
    Serial.begin(9600);
    Serial.println("DHT11");
    dht.begin();
 }
 
 void loop()
 {
    delay(3000);
 
    bool isFahrenheit = true;
    float percentHumidity = dht.readHumidity();
    float temperature = dht.readTemperature( isFahrenheit );
 
    if (isnan(percentHumidity) || isnan(temperature))
    {
       Serial.println("ERROR");
       return;
    }
 
    float heatIndex = dht.computeHeatIndex(temperature, percentHumidity, isFahrenheit);
 
    String s = "Temp: ";
    s += String(temperature, 1);
    s += "[F] Humidity: ";
    s += String(percentHumidity, 1);
    s += "[%] HI: ";
    s += String(heatIndex, 1);
 
    Serial.println(s);
 }