Датчик температуры и влажности DHT22 (AM2302)/DHT11 для Orange Pi

Подключим датчик температуры и влажности к Orange Pi, напишем и скомпилируем фрагмент кода C, чтобы отобразить показания датчика.

Для этого проекта понадобится:

• Одноплатный компьютер Orange Pi
• датчик температуры и влажности DHT22  (также будет работать DHT11)
• Соединительные провода

Описание датчика

DHT22 (AM2302)  представляет собой откалиброванный датчик влажности и температуры с цифровым выходом, для измерения используется емкостной датчик влажности и термистор, все показания передаются по цифровой информационной шине. Сверхмалый размер, низкое энергопотребление, дальность передачи сигнала до 20 метров. Сделало его лучшим выбором для всех видов приложений.

DHT22 имеет 3 вывода. Один предназначен для питания (VCC), другой — для выхода данных (DOUT), а третий — для заземления (GND).

Технические параметры

• Модель: DHT22
• Напряжение питания: 3.3 В … 5 В
• Выходной сигнал: цифровой
• Чувствительный элемент: полимерный конденсатор
• Диапазон измерения влажности: 0 … 100%, погрешность ±2%
• Диапазон измерения температуры:  -40°С … +80°С, погрешность  ±0.5°С
• Задержка: 2с

Принцип работы датчика

DHT22 (AM2302) использует упрощенную технологию единой шины для связи, в которой для обмена и управления данными в системе применяется только одна линия данных. В приложениях обычно требуется внешний подтягивающий резистор, около 5,1 кОм. Когда шина свободна, ее статус переключится на HIGH. SDA используется для передачи данных и синхронизации между микропроцессором и AM2302. Он принимает формат данных с одной шиной, 40 бит данных в одной передаче, старший бит первым. Соответствующая временная диаграмма показана ниже.

Сравнение датчиков DHT22 и DHT11

Датчик DHT11:

• определение влажности в диапозоне 20-80%
• определение температуры от 0°C до +50°C
• частота опроса 1 раз в секунду

Датчик DHT22:

• определение влажности в диапазоне 0-100%
• определение температуры от -40°C до +125°C
• частота опроса 1 раз в 2 секунды

Подключение к Orange Pi

Для подключения будем использовать контакты GPIO. Orange Pi имеет 40 контактов GPIO. Можно использовать контакты GPIO для связи и передачи питания на светодиоды, датчики, двигатели и даже другие микроконтроллеры, такие как Arduino. Расположение выводов для Orange Pi, более подробно описано здесь .

Прежде всего, отключим питание Orange Pi при подключении датчиков. С помощью соединительных проводов соединим следующие контакты (датчик с пи):

• DOUT к PIN 7 (GPCLK)
• GND к PIN 6 (GND)
• VCC к PIN 1 (VCC-3.3V)

Настроив аппаратное обеспечение, нам нужно настроить программную часть.

Код C для выводов GPIO

Для того, чтобы прочитать данные , переданные с помощью датчика надо написать программу C. Для этого нам нужно установить библиотеку C, которая поможет получить доступ к выводам GPIO. Для Orange Pi соответствующая библиотека называется WiringOP . Установим его, выполнив команду в домашней папке:

git clone https://github.com/zhaolei/WiringOP.git -b h3

Затем, следуя инструкциям на Github, запустим:

cd WiringOP
chmod +x ./build
sudo ./build

Можно подтвердить расположение выводов, выполнив команду, которая выведет макет таблицы GPIO:

gpio readall

Теперь можно написать и скомпилировать скрипт C, который считывает данные с датчика. Вернемся в домашнюю папку и откроем файл C с именем dht с помощью nano:

cd
nano dht.c

Затем, запишем в файл:

#include <wiringPi.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdint.h>
 
#define MAX_TIMINGS 85
#define DHT_PIN 7
int data[5] = { 0, 0, 0, 0, 0 };
 
void read_dht_data()
{
    uint8_t laststate    = HIGH;
    uint8_t counter        = 0;
    uint8_t j            = 0, i;
 
    data[0] = data[1] = data[2] = data[3] = data[4] = 0;
 
    /* pull pin down for 18 milliseconds */
    pinMode( DHT_PIN, OUTPUT );
    digitalWrite( DHT_PIN, LOW );
    delay( 18 );
 
    /* prepare to read the pin */
    pinMode( DHT_PIN, INPUT );
 
    /* detect change and read data */
    for ( i = 0; i < MAX_TIMINGS; i++ )
    {
        counter = 0;
        while ( digitalRead( DHT_PIN ) == laststate )
        {
            counter++;
            delayMicroseconds( 1 );
            if ( counter == 255 )
            {
                break;
            }
        }
        laststate = digitalRead( DHT_PIN );
 
        if ( counter == 255 )
            break;
 
        /* ignore first 3 transitions */
        if ( (i >= 4) && (i % 2 == 0) )
        {
            /* shove each bit into the storage bytes */
            data[j / 8] <<= 1;
            if ( counter > 16 )
                data[j / 8] |= 1;
            j++;
        }
    }
 
    /*
     * check we read 40 bits (8bit x 5 ) + verify checksum in the last byte
     * print it out if data is good
     */
 
    if ( (j >= 40) &&
         (data[4] == ( (data[0] + data[1] + data[2] + data[3]) & 0xFF) ) )
    {
        float h = (float)((data[0] << 8) + data[1]) / 10;
        if ( h > 100 )
        {
            h = data[0];    // for DHT11
        }
        float c = (float)(((data[2] & 0x7F) << 8) + data[3]) / 10;
        if ( c > 125 )
        {
            c = data[2];    // for DHT11
        }
        if ( data[2] & 0x80 )
        {
            c = -c;
        }
        float f = c * 1.8f + 32;
        printf( "Humidity = %.1f %% Temperature = %.1f *C (%.1f *F)\n", h, c, f );
    }
    else  {
       printf( "Data not good, skip\n" );
    }
}
 
int main( void )
{
    printf( "DHT22 temperature/humidity test\n" );
 
    if ( wiringPiSetup() == -1 )
        exit( 1 );
 
    while ( 1 )
    {
        read_dht_data();
        delay( 2000 ); /* wait 2 seconds before next read */
    }
    return(0);
}

Затем сохраним код с помощью Ctrl + O, закроем командой Ctrl + X и скомпилируем командой:

cc -Wall -o dht dht.c -lwiringPi

Чтобы выполнить, просто запустим:

sudo ./dht

Результат должен быть:

И готово, скрипт выводит влажность и температуру из DHT22!

Руководство пользователя и Datasheet

	User Manual DHT22 (AM2302)
	AM2302-Datasheet
	User Manual DHT22

Купить датчик температуры и влажности DHT22/DHT11