V tomto článku sa zameriame na dva populárne digitálne senzory vlhkosti a teploty: **DHT11** (často s modrým krytom) a **DHT22** (často s bielym krytom). Tieto senzory sú obľúbené pre svoju jednoduchosť použitia a nízku cenu, čo ich robí ideálnymi pre rôzne projekty s mikrokontrolérmi ako je Arduino.
Charakteristika senzorov DHT11 a DHT22
Senzory DHT11 a DHT22 sú digitálne senzory, ktoré merajú okolitú teplotu a vlhkosť. Sú navrhnuté tak, aby boli cenovo dostupné a ľahko integrovateľné do elektronických projektov.
Konštrukcia a pripojenie
Každý senzor má zvyčajne štyri vývody, z ktorých jeden býva nevyužitý. Dva vývody slúžia na napájanie v rozsahu 3V až 5V a jeden je dátový výstup. Pre spoľahlivý prenos dát je medzi dátovým výstupom a napájacím napätím (Vcc) odporúčané pripojiť pull-up rezistor s hodnotou medzi 4,7kΩ a 10kΩ. Na trhu sú však dostupné aj verzie vo forme modulov na malých plošných spojoch s tromi vývodmi, kde je pull-up rezistor už integrovaný a nie je potrebné ho pridávať samostatne.
Pod plastovým krytom senzora sa nachádza 8-bitový mikrokontrolér. Výrobcovia navyše každý senzor kalibrujú v špeciálnej komore a ukladajú kalibračné koeficienty do OTP pamäti (One-Time Programmable), ktoré sa následne používajú pri internom spracovaní signálu.
Rozdiely medzi DHT11 a DHT22
Hlavné rozdiely medzi týmito dvoma senzormi spočívajú v ich presnosti a rozsahu merania:
- DHT11: Ponúka nižšiu presnosť. Teplotu meria v celých stupňoch Celzia a vlhkosť tiež s menšou presnosťou. Je vhodný pre aplikácie, kde nie je vyžadovaná vysoká presnosť merania, napríklad pre základné experimentovanie s Arduinom.
- DHT22: Poskytuje vyššiu presnosť merania teploty aj vlhkosti. Je vhodnejší pre aplikácie, kde je potrebná spoľahlivejšia a presnejšia informácia o stave prostredia.
Tieto rozdiely sa prejavujú aj v najkratšom možnom meracom intervale. Pre DHT11 je to minimálne 1000ms (1 sekunda), zatiaľ čo pre DHT22 je to 2000ms (2 sekundy). Pri reálnom nasadení sa odporúča použiť dlhší interval merania.
Pripojenie k Arduinu a programovanie
Pripojenie senzora k Arduinu je pomerne jednoduché. V príklade použitia Arduino Nano s modulom DHT22 bol napájací vývod pripojený na napájanie Arduina a dátový vývod na digitálny pin D2.
Použitie knižnice DHT
Na obsluhu DHT senzorov v Arduino IDE je potrebné stiahnuť a naimportovať vhodnú knižnicu. Existuje viacero knižníc, pričom jedna z populárnych je napríklad "DHT sensor library" od Adafruit. Po inštalácii knižnice v Arduino IDE (cez Sketch -> Include library -> Manage libraries, následne vyhľadať "dht") je možné využívať jej funkcie.
Knižnica štandardne podporuje automatickú detekciu typu senzora. Pri spustení funkcie `dht.setup(pin)` (kde `pin` je číslo digitálneho pinu, ku ktorému je senzor pripojený) dôjde k identifikácii pripojeného senzora.
Po nastavení senzora je možné získavať namerané hodnoty pomocou funkcií ako:
- `dht.readHumidity()` - na získanie hodnoty vlhkosti
- `dht.readTemperature()` - na získanie hodnoty teploty v stupňoch Celzia
- `dht.readTemperature(true)` - na získanie hodnoty teploty v stupňoch Fahrenheita
Namerané hodnoty sa zvyčajne ukladajú do premenných typu `float` pre ďalšie spracovanie a porovnávanie s prahovými hodnotami.
Pripojenie viacerých senzorov
Je možné pripojiť k Arduinu aj viacero senzorov súčasne. V jednom z príkladov bol senzor DHT22 pripojený na pin D2 a senzor DHT11 na pin D3. Pri takomto zapojení sa pozorovali podobné hodnoty teploty, avšak vlhkosť nameraná DHT11 bola konzistentne nižšia ako u DHT22.
Praktické aplikácie a odporúčania
Senzory vlhkosti a teploty DHT11 a DHT22 nachádzajú široké uplatnenie v rôznych projektoch.
Odporúčanie
Na základe skúseností sa DHT22 javí ako lepšia a vhodnejšia voľba oproti DHT11, napriek svojej mierne vyššej cene. Poskytuje presnejšie merania, čo je kľúčové pre spoľahlivejšie fungovanie automatizovaných systémov.
Príklady použitia
- Automatizácia domácnosti (Home Automation): Integrácia do bezdrôtových senzorov napájaných batériou v rámci projektov s platformami ako Raspberry Pi.
- Záhradníctvo a poľnohospodárstvo: Využitie v systémoch aquaponiky a hydroponiky na reguláciu vlhkosti a teploty. Senzor môže detekovať dosiahnutie určitých prahových hodnôt a spustiť akčný člen (napr. otvoriť/zatvoriť ventiláciu alebo dvere) pomocou lineárneho aktuátora.
- Monitorovanie prostredia: Vytváranie vlastných meteostaníc alebo monitorovacích systémov pre skleníky, pivnice či iné priestory s potrebou kontroly klímy.
How Working Linear Actuator
Pri nasadení v prostrediach s vysokou vlhkosťou je dôležité dbať na ochranu samotného mikrokontroléra Arduino, ktorý nie je navrhnutý na priame vystavenie vlhkosti. Pre takéto aplikácie je možné použiť špeciálne ochranné kryty (IP-rated casings).