溫濕度傳感器原理

1、課程名稱：_傳感器原理與應(yīng)用_項目名稱：_溫濕度傳感器的使用_ 一、 實驗準備 注：1、實驗準備部分包括實驗環(huán)境準備和實驗所需知識點準備。2、若是單人單組實驗，同組成員填無。： 實驗?zāi)康模毫私獠⒄莆諏貪穸葌鞲衅鞯氖褂?實驗環(huán)境、知識點準備： 實驗環(huán)境： 一臺運行Arduino軟件的計算機 知識點準備： 1、傳感器性能說明參數(shù)條件MinTypMax單位濕度分辨率111%RH16Bit重復(fù)性±1%RH精度25±4%RH050±5%RH互換性可完全互換量程范圍03090%RH252090%RH502080%RH響應(yīng)時間1/e(63%)25，1m/s 空氣61015S遲

2、滯±1%RH長期穩(wěn)定性典型值±1%RH/yr溫度分辨率111161616Bit重復(fù)性±1精度±1±2量程范圍050響應(yīng)時間1/e(63%)630S2、 接口說明 建議連接線長度短于20米時用5K上拉電阻,大于20米時根據(jù)實際情況使用合適的上拉電阻3、電源引腳DHT11的供電電壓為35.5V。傳感器上電后，要等待 1s 以越過不穩(wěn)定狀態(tài)在此期間無需發(fā)送任何指令。電源引腳（VDD，GND）之間可增加一個100nF 的電容，用以去耦濾波。4、串行接口 (單線雙向)DATA 用于微處理器與 DHT11之間的通訊和同步,采用單總線數(shù)據(jù)格式,一次通訊時間4

3、ms左右,數(shù)據(jù)分小數(shù)部分和整數(shù)部分,具體格式在下面說明,當前小數(shù)部分用于以后擴展,現(xiàn)讀出為零.操作流程如下:一次完整的數(shù)據(jù)傳輸為40bit,高位先出。數(shù)據(jù)格式:8bit濕度整數(shù)數(shù)據(jù)+8bit濕度小數(shù)數(shù)據(jù)+8bi溫度整數(shù)數(shù)據(jù)+8bit溫度小數(shù)數(shù)據(jù) +8bit校驗和數(shù)據(jù)傳送正確時校驗和數(shù)據(jù)等于“8bit濕度整數(shù)數(shù)據(jù)+8bit濕度小數(shù)數(shù)據(jù)+8bi溫度整數(shù)數(shù)據(jù)+8bit溫度小數(shù)數(shù)據(jù)”所得結(jié)果的末8位。用戶MCU發(fā)送一次開始信號后,DHT11從低功耗模式轉(zhuǎn)換到高速模式,等待主機開始信號結(jié)束后,DHT11發(fā)送響應(yīng)信號,送出40bit的數(shù)據(jù),并觸發(fā)一次信號采集,用戶可選擇讀取部分數(shù)據(jù).從模式下,DHT11接

4、收到開始信號觸發(fā)一次溫濕度采集,如果沒有接收到主機發(fā)送開始信號,DHT11不會主動進行溫濕度采集.采集數(shù)據(jù)后轉(zhuǎn)換到低速模式。1.通訊過程如圖1所示圖1總線空閑狀態(tài)為高電平,主機把總線拉低等待DHT11響應(yīng),主機把總線拉低必須大于18毫秒,保證DHT11能檢測到起始信號。DHT11接收到主機的開始信號后,等待主機開始信號結(jié)束,然后發(fā)送80us低電平響應(yīng)信號.主機發(fā)送開始信號結(jié)束后,延時等待20-40us后, 讀取DHT11的響應(yīng)信號,主機發(fā)送開始信號后,可以切換到輸入模式,或者輸出高電平均可, 總線由上拉電阻拉高。圖2總線為低電平,說明DHT11發(fā)送響應(yīng)信號,DHT11發(fā)送響應(yīng)信號后,再把總線拉

5、高80us,準備發(fā)送數(shù)據(jù),每一bit數(shù)據(jù)都以50us低電平時隙開始,高電平的長短定了數(shù)據(jù)位是0還是1.格式見下面圖示.如果讀取響應(yīng)信號為高電平,則DHT11沒有響應(yīng),請檢查線路是否連接正常.當最后一bit數(shù)據(jù)傳送完畢后，DHT11拉低總線50us,隨后總線由上拉電阻拉高進入空閑狀態(tài)。數(shù)字0信號表示方法如圖4所示 圖4數(shù)字1信號表示方法.如圖5所示 圖55、 測量分辨率測量分辨率分別為 8bit（溫度）、8bit（濕度）。6、電氣特性VDD=5V，T = 25，除非特殊標注參數(shù)條件mintypmax單位供電 DC355.5V供電電流測量0.52.5mA平均0.21mA待機100150uA采樣周期

6、秒1次注:采樣周期間隔不得低于1秒鐘。7、應(yīng)用信息7.1工作與貯存條件超出建議的工作范圍可能導(dǎo)致高達3%RH的臨時性漂移信號。返回正常工作條后，傳感器會緩慢地向校準狀態(tài)恢復(fù)。要加速恢復(fù)進程/可參閱7.3小節(jié)的“恢復(fù)處理”。在非正常工作條件下長時間使用會加速產(chǎn)品的老化過程。7.2暴露在化學(xué)物質(zhì)中電阻式濕度傳感器的感應(yīng)層會受到化學(xué)蒸汽的干擾，化學(xué)物質(zhì)在感應(yīng)層中的擴散可能導(dǎo)致測量值漂移和靈敏度下降。在一個純凈的環(huán)境中，污染物質(zhì)會緩慢地釋放出去。下文所述的恢復(fù)處理將加速實現(xiàn)這一過程。高濃度的化學(xué)污染會導(dǎo)致傳感器感應(yīng)層的徹底損壞。7.3恢復(fù)處理置于極限工作條件下或化學(xué)蒸汽中的傳感器，通過如下處理程序，可

7、使其恢復(fù)到校準時的狀態(tài)。在50-60和< 10%RH的濕度條件下保持2 小時（烘干）；隨后在20-30和>70%RH的濕度條件下保持 5小時以上。7.4溫度影響氣體的相對濕度，在很大程度上依賴于溫度。因此在測量濕度時，應(yīng)盡可能保證濕度傳感器在同一溫度下工作。如果與釋放熱量的電子元件共用一個印刷線路板，在安裝時應(yīng)盡可能將DHT11遠離電子元件，并安裝在熱源下方，同時保持外殼的良好通風(fēng)。為降低熱傳導(dǎo)，DHT11與印刷電路板其它部分的銅鍍層應(yīng)盡可能最小，并在兩者之間留出一道縫隙。7.5光線長時間暴露在太陽光下或強烈的紫外線輻射中，會使性能降低。7.6配線注意事項DATA信號線材質(zhì)量會影響

8、通訊距離和通訊質(zhì)量,推薦使用高質(zhì)量屏蔽線。8、封裝信息 1 2 3 49、 DHT11引腳說明Pin名稱注釋1VDD供電 35.5VDC2DATA串行數(shù)據(jù)，單總線3NC空腳，請懸空4GND接地，電源負極10、 焊接信息手動焊接，在最高260的溫度條件下接觸時間須少于10秒。11、注意事項(1)避免結(jié)露情況下使用。(2)長期保存條件：溫度1040，濕度60以下。2、 實驗過程記錄 注：實驗過程記錄要包含實驗步驟，頁碼不夠可自行添加。： Arduino 源程序#define DHT11_PIN 0 / ADC0 接到模擬口0byte read_dht11_dat() byte i = 0; byt

9、e result=0; for(i=0; i< 8; i+) while(!(PINC & _BV(DHT11_PIN); / wait for 50us delayMicroseconds(30); if(PINC & _BV(DHT11_PIN) result |=(1<<(7-i); while(PINC & _BV(DHT11_PIN); / wait '1' finish return result;void setup() DDRC |= _BV(DHT11_PIN); PORTC |= _BV(DHT11_PIN); Se

10、rial.begin(19200); Serial.println("Ready");void loop() byte dht11_dat5; byte dht11_in; byte i; / start condition / 1. pull-down i/o pin from 18ms PORTC &= _BV(DHT11_PIN); delay(18); PORTC |= _BV(DHT11_PIN); delayMicroseconds(40); DDRC &= _BV(DHT11_PIN); delayMicroseconds(40); dht11

11、_in= PINC & _BV(DHT11_PIN); if(dht11_in) Serial.println("dht11 start condition 1 not met"); return; delayMicroseconds(80); dht11_in = PINC & _BV(DHT11_PIN); if(!dht11_in) Serial.println("dht11 start condition 2 not met"); return; delayMicroseconds(80); / now ready for dat

12、a reception for (i=0; i<5; i+) dht11_dati = read_dht11_dat(); DDRC |= _BV(DHT11_PIN); PORTC |= _BV(DHT11_PIN); byte dht11_check_sum = dht11_dat0+dht11_dat1+dht11_dat2+dht11_dat3; / check check_sum if(dht11_dat4!= dht11_check_sum) Serial.println("DHT11 checksum error"); Serial.print(&quo

13、t;Current humdity = "); Serial.print(dht11_dat0, DEC); Serial.print("."); Serial.print(dht11_dat1, DEC); Serial.print("% "); Serial.print("temperature = "); Serial.print(dht11_dat2, DEC); Serial.print("."); Serial.print(dht11_dat3, DEC); Serial.println("C "); delay(2000); 實驗操作成績（百分制）_ 實驗指導(dǎo)教師簽字：_