Arduino关于DHT11和DHT22湿度和温度传感器的完整指南

原文地址：https://gndtovcc.home.blog/2020/04/16/complete-guide-for-dht11-dht22-humidity-and-temperature-sensor-with-arduino/

本文是Arduino上流行的DHT11和DHT22温度和湿度传感器的指南。我们将解释其工作原理，展示其某些功能并分享一个Arduino项目示例，您可以对其进行修改以在自己的项目中使用。

DHT11和DHT22]

有关其他流行传感器的更多指南，请查看我们对60多个Arduino教程和项目的汇编： 60多个Arduino项目和教程。

介绍DHT11和DHT22传感器

DHT11和DHT22传感器用于测量温度和相对湿度。这些在制造商和电子爱好者中非常受欢迎。

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这些传感器包含一个芯片，该芯片进行模数转换，并随温度和湿度发出数字信号。这使得它们非常易于与任何微控制器一起使用。

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DHT11和DHT22

DHT11和DHT22非常相似，但规格不同。下表比较了DHT11和DHT22温度和湿度传感器的一些最重要的规格。要对这些传感器进行更深入的分析，请检查传感器的数据表。

	DHT11	DHT22
温度范围	0至50ºC +/- 2ºC	-40至 80ºC+/-0.5ºC
湿度范围	20至90％ +/- 5％	0至100％ +/- 2％
解析度	湿度：1％ 温度：1ºC	湿度：0.1％ 温度：0.1ºC
工作电压	3 – 5.5 V直流	直流3 – 6 V
供电	0.5 – 2.5毫安	1 – 1.5毫安
采样期	1秒	2秒

DHT22传感器具有更好的分辨率以及更宽的温度和湿度测量范围。但是，它有点贵，并且您只能以2秒的间隔请求读数。

DHT11的范围更小，准确度也更低。但是，您可以每秒请求一次传感器读数。它也便宜一些。

尽管它们有所不同，但它们的工作方式相似，您可以使用相同的代码读取温度和湿度。您只需要在代码中选择要使用的传感器类型。

DHT引脚排列

DHT传感器具有四个引脚，如下图所示。但是，如果将DHT传感器放在分线板上，则它只有三个引脚，引脚2上带有内部上拉电阻。

下表显示了DHT22和DHT11的引脚排列。当传感器面对您时，插针编号从左到右从1开始

DHT引脚	连接到
1个	5伏
2个	任何数字GPIO; 还连接一个10k欧姆上拉电阻
3	不要连接
4	地线

带Arduino的DHT11温湿度传感器

在本节中，我们将使用Arduino构建一个简单的项目，该项目读取温度和湿度并将结果显示在串行监视器上。

所需零件

要完成本教程，您需要以下组件：

• Arduino UNO –阅读最佳Arduino入门套件
• DHT11温湿度传感器
• 面包板
• 4.7k欧姆电阻
• 跳线

原理图

按照下一个示意图将DHT11（或DHT22）温度和湿度传感器连接到Arduino。

这里是连接（从左到右）：

DHT引脚	Arduino的
pin1	5伏
pin2	D2或任何其他数字引脚
pin3	不要连接
pin4	地线

注意： 如果您使用的模块带有DHT传感器，则通常仅带有三个引脚。引脚上应标有标签，以便您知道如何对其进行接线。此外，这些模块中的许多模块已经带有内部上拉电阻，因此您无需在电路中增加一个。

安装库

要读取DHT传感器，我们将使用Adafruit的 DHT库。要使用此库，您还需要安装 Adafruit Unified Sensor库。请按照以下步骤安装这些库。

打开您的Arduino IDE并转到 “草图” >“ 包含库” >“ 管理库”。图书馆管理器应打开。

在“搜索”框中搜索“ DHT ”，然后从Adafruit安装DHT库。

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从Adafruit安装DHT库后，在搜索框中键入“ Adafruit Unified Sensor ”。一直向下滚动以找到该库并进行安装。

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安装库后，重新启动Arduino IDE。

代码

安装必要的库之后，您可以从库中上传示例代码。

在您的Arduino IDE中，转到“ 文件” >“ 示例” >“ DHT传感器库” >“ DHTtester”

以下代码应加载。它读取温度和湿度，并将结果显示在串行监视器中。

// Example testing sketch for various DHT humidity/temperature sensors
// Written by ladyada, public domain

// REQUIRES the following Arduino libraries:
// - DHT Sensor Library: https://github.com/adafruit/DHT-sensor-library
// - Adafruit Unified Sensor Lib: https://github.com/adafruit/Adafruit_Sensor

#include "DHT.h"

#define DHTPIN 2     // Digital pin connected to the DHT sensor
// Feather HUZZAH ESP8266 note: use pins 3, 4, 5, 12, 13 or 14 --
// Pin 15 can work but DHT must be disconnected during program upload.

// Uncomment whatever type you're using!
//#define DHTTYPE DHT11   // DHT 11
#define DHTTYPE DHT22   // DHT 22  (AM2302), AM2321
//#define DHTTYPE DHT21   // DHT 21 (AM2301)

// Connect pin 1 (on the left) of the sensor to +5V
// NOTE: If using a board with 3.3V logic like an Arduino Due connect pin 1
// to 3.3V instead of 5V!
// Connect pin 2 of the sensor to whatever your DHTPIN is
// Connect pin 3 (on the right) of the sensor to GROUND (if your sensor has 3 pins)
// Connect pin 4 (on the right) of the sensor to GROUND and leave the pin 3 EMPTY (if your sensor has 4 pins)
// Connect a 10K resistor from pin 2 (data) to pin 1 (power) of the sensor

// Initialize DHT sensor.
// Note that older versions of this library took an optional third parameter to
// tweak the timings for faster processors.  This parameter is no longer needed
// as the current DHT reading algorithm adjusts itself to work on faster procs.
DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  Serial.println(F("DHTxx test!"));

  dht.begin();
}

void loop() {
  // Wait a few seconds between measurements.
  delay(2000);

  // Reading temperature or humidity takes about 250 milliseconds!
  // Sensor readings may also be up to 2 seconds 'old' (its a very slow sensor)
  float h = dht.readHumidity();
  // Read temperature as Celsius (the default)
  float t = dht.readTemperature();
  // Read temperature as Fahrenheit (isFahrenheit = true)
  float f = dht.readTemperature(true);

  // Check if any reads failed and exit early (to try again).
  if (isnan(h) || isnan(t) || isnan(f)) {
    Serial.println(F("Failed to read from DHT sensor!"));
    return;
  }

  // Compute heat index in Fahrenheit (the default)
  float hif = dht.computeHeatIndex(f, h);
  // Compute heat index in Celsius (isFahreheit = false)
  float hic = dht.computeHeatIndex(t, h, false);

  Serial.print(F("Humidity: "));
  Serial.print(h);
  Serial.print(F("%  Temperature: "));
  Serial.print(t);
  Serial.print(F("°C "));
  Serial.print(f);
  Serial.print(F("°F  Heat index: "));
  Serial.print(hic);
  Serial.print(F("°C "));
  Serial.print(hif);
  Serial.println(F("°F"));
}

代码如何工作

首先包括DHT库：

#include "DHT.h"

然后，定义DHT传感器连接的引脚。在这种情况下，它连接到数字引脚2。

#define DHTPIN 2 // what digital pin we're connected to

然后，您需要定义您正在使用的DHT传感器类型。在我们的示例中，我们使用的是DHT11。

#define DHTTYPE DHT11 // DHT 11

如果您正在使用其他DHT传感器，则需要注释上一行，并取消注释以下其中一项：

//#define DHTTYPE DHT22 // DHT 22 (AM2302)
//#define DHTTYPE DHT21 // DHT 21 (AM2301)

然后，使用引脚和您先前定义的类型初始化一个名为dht的DHT对象：

DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);

在setup（）中，以9600的波特率初始化串行监视器，以进行调试。

erial.begin(9600);
Serial.println("DHTxx test!");

使用.begin（）方法初始化DHT传感器。

dht.begin();

在loop（）的开头，有2秒的延迟。需要此延迟，以使传感器有足够的时间进行读数。DHT22的最大采样率为2秒，DHT11的最大采样率为1秒。

delay(2000);

读取温度和湿度非常简单。为了获得湿度，您只需要在dht对象上使用readHumidity（）方法。在这种情况下，我们将湿度保存在h变量中。请注意，readHumidity（）方法返回的是float类型的值。

float h = dht.readHumidity();

同样，要读取温度，请使用readTemperature（）方法。

float t = dht.readTemperature();

要获取以华氏度为单位的温度，只需将true传递给readTemperature（）方法，如下所示：

float f = dht.readTemperature(true);

该库还提供了以华氏度和摄氏度计算热量指数的方法：

// Compute heat index in Fahrenheit (the default)
float hif = dht.computeHeatIndex(f, h);
// Compute heat index in Celsius (isFahreheit = false)
float hic = dht.computeHeatIndex(t, h, false);

最后，所有读数都显示在串行监视器上。

Serial.print("Humidity: ");
Serial.print(h);
Serial.print(" %\t");
Serial.print("Temperature: ");
Serial.print(t);
Serial.print(" *C ");
Serial.print(f);
Serial.print(" *F\t");
Serial.print("Heat index: ");
Serial.print(hic);
Serial.print(" *C ");
Serial.print(hif);
Serial.println(" *F");

示范

将代码上传到Arduino之后，以9600的波特率打开Serial Monitor。您应该每两秒钟获取一次传感器读数。这是您在Arduino IDE串行监视器中应该看到的内容。

故障排除–无法从DHT传感器读取

如果您尝试从DHT11 / DHT22传感器读取温度和湿度，并且在串行监视器中收到错误消息，请按照以下步骤查看是否可以使传感器正常工作（或阅读我们专用的 DHT故障排除指南） 。

“无法从DHT传感器读取！” 或Nan读数

如果您的DHT传感器返回错误消息“无法从DHT传感器读取！” 或DHT读数返回“ Nan”：

请尝试以下故障排除提示之一：

• 接线： 构建电子项目时，需要仔细检查接线或引脚分配。在检查并测试电路是否正确连接后，如果仍然无法正常工作，请继续阅读以下故障排除提示。
• 电源： DHT传感器的工作范围为3V至5.5V（DHT11）或3V至6V（DHT22）。如果您是通过3.3V引脚为传感器供电，则在某些情况下，以5V为DHT供电可以解决该问题。
• USB端口或USB电缆 损坏**：**有时仅通过PC USB端口直接为Arduino供电是不够的。尝试将其插入由外部电源供电的USB集线器。这也可能有助于用更好或更短的USB电缆代替USB电缆。拥有可提供足够电力的USB端口或使用良好的USB电缆通常可以解决此问题。
• 电源： 如前一技巧中所述，您的Arduino可能无法提供足够的功率以正确地从DHT传感器读取数据。在某些情况下，您可能需要使用提供更多电流的电源为Arduino供电。
• 传感器类型： 仔细检查您的代码中未注释/注释过的项目适用的传感器。在这个项目中，我们使用的是DHT22：

//#define DHTTYPE DHT11  // DHT 11
#define DHTTYPE DHT22  // DHT 22 (AM2302), AM2321
//#define DHTTYPE DHT21  // DHT 21 (AM2301)

• 采样率： DHT传感器获取读数的速度非常慢（传感器读数最多可能需要2秒钟）。在某些情况下，增加两次读数之间的时间可以解决该问题。
• DHT传感器油炸或破碎： 不幸的是，这些便宜的传感器有时看起来完全正常，但它们却被油炸/破碎。因此，即使您组装了正确的电路和代码，它仍将无法获得读数。尝试使用其他传感器，看看它是否可以解决您的问题。
• 错误的波特率或无法上传代码： 如果您在Arduino IDE串行监视器中没有看到任何内容，请再次检查您是否选择了正确的波特率，COM端口或您是否成功上传了代码。

在构建项目时，我们在DHT方面遇到了类似的问题，始终可以通过采用上述方法之一来解决它。

致命错误：Adafruit_Sensor.h：没有此类文件或目录

当您尝试编译代码时，还会发生一个常见错误。如果收到以下错误：

fatal error: Adafruit_Sensor.h: No such file or directory 
#include <Adafruit_Sensor.h>

您需要安装Adafruit Unified Sensor驱动程序库。在您的Arduino IDE中，输入搜索框“ Adafruit Unified Sensor ”，一直向下滚动以查找该库并进行安装。

安装库之后，重新启动Arduino IDE，并且代码应该编译而不会出现错误消息。

包起来

DHT11和DHT22传感器为使用Arduino提供温度和湿度测量提供了一种简单而廉价的方法。接线非常简单–您只需要将DHT数据引脚连接到Arduino数字引脚即可。

借助DHT库，编写获取温度和湿度的代码也很简单。获取温度和湿度读数就像使用readTemperature（）和readHumidity（）方法一样简单。

希望本指南对您有所帮助。DHT11 / DHT22温湿度传感器的其他指南：

• ESP8266 DHT11 / DHT22温湿度Web服务器– Arduino IDE
• 带有DHT11 DHT22温度湿度Web服务器的ESP32 – Arduino IDE
• MicroPython：带DHT11 / DHT22温湿度传感器的ESP32 / ESP8266
• MicroPython：带DHT11 / DHT22 Web服务器的ESP32 / ESP8266