温湿度传感器原理.doc

课程名称:_传感器原理与应用_项目名称:_温湿度传感器得使用_一、 实验准备 注:1、实验准备部分包括实验环境准备与实验所需知识点准备。2、若就是单人单组实验,同组成员填无。: 实验目得:了解并掌握对温湿度传感器得使用 实验环境、知识点准备: 实验环境: 一台运行Arduino软件得计算机 知识点准备: 1、传感器性能说明参数条件MinTypMax单位湿度分辨率111%RH16Bit重复性1%RH精度254%RH0505%RH互换性可完全互换量程范围03090%RH252090%RH502080%RH响应时间1/e(63%)25,1m/s 空气61015S迟滞1%RH长期稳定性典型值1%RH/yr温度分辨率111161616Bit重复性1精度12量程范围050响应时间1/e(63%)630S2、 接口说明 建议连接线长度短于20米时用5K上拉电阻,大于20米时根据实际情况使用合适得上拉电阻3、电源引脚DHT11得供电电压为35、5V。传感器上电后,要等待 1s 以越过不稳定状态在此期间无需发送任何指令。电源引脚(VDD,GND)之间可增加一个100nF 得电容,用以去耦滤波。4、串行接口 (单线双向)DATA 用于微处理器与 DHT11之间得通讯与同步,采用单总线数据格式,一次通讯时间4ms左右,数据分小数部分与整数部分,具体格式在下面说明,当前小数部分用于以后扩展,现读出为零、操作流程如下:一次完整得数据传输为40bit,高位先出。数据格式:8bit湿度整数数据+8bit湿度小数数据+8bi温度整数数据+8bit温度小数数据 +8bit校验与数据传送正确时校验与数据等于“8bit湿度整数数据+8bit湿度小数数据+8bi温度整数数据+8bit温度小数数据”所得结果得末8位。用户MCU发送一次开始信号后,DHT11从低功耗模式转换到高速模式,等待主机开始信号结束后,DHT11发送响应信号,送出40bit得数据,并触发一次信号采集,用户可选择读取部分数据、从模式下,DHT11接收到开始信号触发一次温湿度采集,如果没有接收到主机发送开始信号,DHT11不会主动进行温湿度采集、采集数据后转换到低速模式。1、通讯过程如图1所示图1总线空闲状态为高电平,主机把总线拉低等待DHT11响应,主机把总线拉低必须大于18毫秒,保证DHT11能检测到起始信号。DHT11接收到主机得开始信号后,等待主机开始信号结束,然后发送80us低电平响应信号、主机发送开始信号结束后,延时等待2040us后, 读取DHT11得响应信号,主机发送开始信号后,可以切换到输入模式,或者输出高电平均可, 总线由上拉电阻拉高。图2总线为低电平,说明DHT11发送响应信号,DHT11发送响应信号后,再把总线拉高80us,准备发送数据,每一bit数据都以50us低电平时隙开始,高电平得长短定了数据位就是0还就是1、格式见下面图示、如果读取响应信号为高电平,则DHT11没有响应,请检查线路就是否连接正常、当最后一bit数据传送完毕后,DHT11拉低总线50us,随后总线由上拉电阻拉高进入空闲状态。数字0信号表示方法如图4所示 图4数字1信号表示方法、如图5所示 图55、 测量分辨率测量分辨率分别为 8bit(温度)、8bit(湿度)。6、电气特性VDD=5V,T = 25,除非特殊标注参数条件mintypmax单位供电 DC355、5V供电电流测量0、52、5mA平均0、21mA待机100150uA采样周期秒1次注:采样周期间隔不得低于1秒钟。7、应用信息7、1工作与贮存条件超出建议得工作范围可能导致高达3%RH得临时性漂移信号。返回正常工作条后,传感器会缓慢地向校准状态恢复。要加速恢复进程/可参阅7、3小节得“恢复处理”。在非正常工作条件下长时间使用会加速产品得老化过程。7、2暴露在化学物质中电阻式湿度传感器得感应层会受到化学蒸汽得干扰,化学物质在感应层中得扩散可能导致测量值漂移与灵敏度下降。在一个纯净得环境中,污染物质会缓慢地释放出去。下文所述得恢复处理将加速实现这一过程。高浓度得化学污染会导致传感器感应层得彻底损坏。7、3恢复处理置于极限工作条件下或化学蒸汽中得传感器,通过如下处理程序,可使其恢复到校准时得状态。在5060与70%RH得湿度条件下保持 5小时以上。7、4温度影响气体得相对湿度,在很大程度上依赖于温度。因此在测量湿度时,应尽可能保证湿度传感器在同一温度下工作。如果与释放热量得电子元件共用一个印刷线路板,在安装时应尽可能将DHT11远离电子元件,并安装在热源下方,同时保持外壳得良好通风。为降低热传导,DHT11与印刷电路板其它部分得铜镀层应尽可能最小,并在两者之间留出一道缝隙。7、5光线长时间暴露在太阳光下或强烈得紫外线辐射中,会使性能降低。7、6配线注意事项DATA信号线材质量会影响通讯距离与通讯质量,推荐使用高质量屏蔽线。8、封装信息 1 2 3 49、 DHT11引脚说明Pin名称注释1VDD供电 35、5VDC2DATA串行数据,单总线3NC空脚,请悬空4GND接地,电源负极10、 焊接信息手动焊接,在最高260得温度条件下接触时间须少于10秒。11、注意事项(1)避免结露情况下使用。(2)长期保存条件:温度1040,湿度60以下。二、 实验过程记录 注:实验过程记录要包含实验步骤,页码不够可自行添加。: Arduino 源程序#define DHT11_PIN 0 / ADC0 接到模拟口0byte read_dht11_dat byte i = 0; byte 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(7i); while(PINC & _BV(DHT11_PIN); / wait 1 finish return result;void setup DDRC |= _BV(DHT11_PIN); PORTC |= _BV(DHT11_PIN); Serial、begin(19200); Serial、println(Ready);void loop byte dht11_dat5; byte dht11_in; byte i; / start condition / 1、 pulldown i/o pin from 18ms PORTC &= _BV(DHT11_PIN); delay(18); PORTC |= _BV(DHT11_PIN); delayMicroseconds(40); DDRC &= _BV(DHT11_PIN); delayMicroseconds(40); dht11_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 data reception for (i=0; i5; 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(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);实验操作成绩(百分制)_ 实验指导教师签字:_三、 实验小结: 注:1、实验小结应包含实验所需知识点与实验方法得总结,实验心得体会等。2、分组实验需包含同组讨论内容。 通过这次实验报告,我对于温湿度传感器得原理及运行有了更深一层 得了解。一边自己动手操作,一边解决问题实验过程中遇到得问题,这让我 得理解更透彻,更能接受。所以,任何事情都要在实践中去获取真理。在实 践中加深对理论知识得理解与掌握。、实验报告成绩(百分制)_ 实验指导教师签字:_