El sensor DHT11:
El sensor DHT11 es el componente o dispositivo de entrada que nos permite hacer la medida de temperatura y humedad relativa.
El sensor DHT11 nos proporcionará la señal de entrada digital al Arduino.
Sus características principales son:
Medida de temperatura | De 0ºC a 50ºC (±2ºC a 25ºC) |
Medida de humedad relativa | Mide entre el 20% y el 80% (±5ºC entre 0ºC y 50ºC) |
Alimentación | Entre 3,5V – 5V |
Respecto a la entrada de señal al Arduino:
Sabemos que la temperatura y la humedad son magnitudes físicas y por tanto señales analógicas, ahora bien, el sensor DHT11 hará la conversión de analógico a digital y en consecuencia nosotros leeremos una señal digital. Para los más curiosos la transformación se hace de la siguiente manera: la trama de datos para transmitir la información es de 40 bits ordenada como sigue:
- Primer grupo de 8 bits: corresponde a la parte entera de la temperatura.
- Segundo grupo de 8 bits: corresponde a la parte decimal de la temperatura.
- Tercer grupo de 8 bits: corresponde a la parte entera de la humedad relativa.
- Cuarto grupo de 8 bits: corresponde a la parte decimal de la humedad relativa.
- Quinto grupo de 8 bits: los llamados bits de paridad. Sirven para confirmar que no hay datos corruptos. (Se comprueba que la suma de los 4 primeros grupos da como resultado los bits de paridad).
Conexionado del sensor DHT11:
El sensor DHT11 tiene tres pines de conexión disponibles, se conectarán:
SENSOR DHT11 | CONEXIONES EN LA PLACA O LA PROTOBOARD MINI |
Pin marcado con una S (señal) | Pin digital (por ejemplo el 9) de la placa. (Leerá la señal). |
Pin marcado con el signo (-) negativo | GND fila de negativo en la protoboard mini |
Pin central sin marcar. (Corresponde al positivo) | 5V fila de positivo en la protoboard mini |
Es importante mencionar que el sensor que mostramos en la foto superior que es con el que vamos a trabajar viene montado en una placa PCB la cual lleva incorporada una resistencia pull-up integrada.
En el caso de que nuestro sensor venga sin placa PCB:
habrá que incorporar al montaje dicha resistencia (normalmente de 5 a 10 kΩ) entre el positivo y el pin de señal S (PinOutput).
En nuestro proyecto de la Estación meteorológica utilizamos el sensor DHT11 con placa PCB porque es muy práctico para ahorrarnos espacio y simplificarnos el montaje.
Programación del sensor dht11 con Arduino:
Tenemos que instalar la librería DHT.h para que funcione correctamente.
Pero antes de eso ¿qué es una librería? Es un archivo de código que incorporamos a nuestro programa y nos permite nuevas funcionalidades.
Esto nos permitirá hacer funcionar dicho componente.
¿Cómo las añadimos?
– Vamos a: Herramientas > Administar bibliotecas
– Aparecerá el Gestor de Librerías.
– Escribimos en la búsqueda “DHT sensor library”. La buscamos y procedemos a instalarla. Es posible que nos aparezca un cuadro de diálogo pidiéndonos permiso para instalar otras bibliotecas relacionadas necesarias, en ese caso, le damos a instalar a todo (Install all).
Ahora vamos con un ejemplo en el cual leeremos la humedad relativa y la temperatura y la mostraremos en la pantalla del ordenador por el monitor serie del IDE de Arduino:
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/* InputMakers Programa para mostrar por pantalla, la temperatura y la humedad relativa mediante el sensor DHT11. Instrucciones: Conectar el pin de señal del Sensor DHT11 a la entrada digital 9. Necesario descargar la librería DHT para poder utilizar este sensor. */ #include "DHT.h" // Incluimos la librería del sensor DHT. #define DHTPIN 9 // Definimos el pin digital donde conectamos el sensor, en este caso al pin digital 9. #define DHTTYPE DHT11 // Definimos el tipo de sensor. DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE); // Inicializamos el sensor DHT11. void setup() { Serial.begin(9600); // Iniciamos el puerto serie. dht.begin(); // Inicializamos el sensor DHT. } void loop() { int h = dht.readHumidity(); // Definimos la variable entera h y leemos la humedad. int t = dht.readTemperature(); // Definimos la variable entera t y leemos la temperatura. /* Comprobamos que la lectura se ha hecho correctamente mediante la función isnan() Esta devuelve un 1 en caso de que el valor no sea numérico. El símbolo || corresponde al operador OR. Dará error si se cumple una de las dos condiciones. */ if (isnan(h) || isnan(t)) { Serial.println("Error en la lectura del sensor DHT11"); return; } Serial.print("Humedad: "); Serial.print(h); Serial.print(" % \t"); Serial.print("Temperatura: "); Serial.print(t); Serial.println(" C"); delay(2000); } |
Ejecutamos el programa y efectivamente al activar el Monitor serie del IDE de Arduino nos muestra los resultados esperados.
En próximas entradas al blog estudiaremos cómo mostrar estos datos por una pantalla LCD como la de la estación meteorológica.
Aquí debajo puedes ver nuestro proyecto “Estación meteorológica” mencionado anteriormente, con el que podrás ampliar tus conocimientos sobre el uso y montaje del sensor de temperatura y humedad relativa DHT11 así como sobre la pantalla LCD y Arduino. ¡ÉCHALE UN VISTAZO!
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Estación meteorológica
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Descripción
Si tienes interés en comprar este kit de robótica, estación meteorológica con Arduino tal vez te interese echar un vistazo al manual online con la explicación de los componentes, el esquema de montaje y la programación. Al realizar la compra lo recibirás en formato pdf. MANUAL ONLINE: INTRODUCCIÓN: La estación meteorológica es un kit de robótica que sirve para conocer la temperatura y la humedad relativa del ambiente. Un sensor mide dichos datos, la placa compatible con Arduino los procesa y se muestran por pantalla en tiempo real. Con la Estación Metereológica de Inputmakers vas a aprender sobre:- La placa compatible con Arduino.
- La placa protoboard mini.
- El sensor de temperatura y humedad relativa Modelo DHT11.
- La pantalla LCD con módulo Adaptador I2C.
- Montaje de circuitos.
- Programación.
- DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO Y SUS COMPONENTES:
- Placa compatible con Arduino con cable USB.
- Placa protoboard mini.
- Cables de conexión macho-macho (2 unidades) y macho-hembra (7 unidades).
- Sensor DHT11.
- Pantalla LCD con módulo I2C.
- Pila de 9 V.
- Conector para pila.
- Piezas de cartón.
- 1. LA PLACA COMPATIBLE CON ARDUINO:
- Un microcontrolador.
- Pines digitales: 14 entradas/salidas digitales que llamaremos pines. Cada uno de estos pines pueden configurarse como entrada o como salida. Solo los 6 que van acompañados del símbolo ~ pueden utilizarse como salidas PWM (Modulación por ancho de pulso). Dentro de lo pines digitales podemos encontrar en la posición 0 el pin RX SERIAL IN (recepción) y en la posición 1 el pin TX SERIAL OUT (transmisión).
- 6 entradas analógicas: pines destinados a leer señales analógicas.
- Power header.
- Conector de alimentación externa: acepta tensiones entre 7 y 12 V,
- Conector USB (5V).
- 2. PLACA PROTOBOARD MINI:
- 3. SENSOR DE TEMPERATURA Y HUMEDAD RELATIVA:
Medida de temperatura | De 0ºC a 50ºC (±2ºC a 25ºC) |
Medida de humedad relativa | Mide entre el 20% y el 80% (±5ºC entre 0ºC y 50ºC) |
Alimentación | Entre 3,5V – 5V |
- Primer grupo de 8 bits: corresponde a la parte entera de la temperatura.
- Segundo grupo de 8 bits: corresponde a la parte decimal de la temperatura.
- Tercer grupo de 8 bits: corresponde a la parte entera de la humedad relativa.
- Cuarto grupo de 8 bits: corresponde a la parte decimal de la humedad relativa.
- Quinto grupo de 8 bits: los llamados bits de paridad. Sirven para confirmar que no hay datos corruptos. (Se comprueba que la suma de los 4 primeros grupos da como resultado los bits de paridad).
- Jumper backlight: permite oscurecer la pantalla o dejarla con el color verde de fondo.
- Un potenciómetro para ajustar el contraste de la pantalla.
- Los pines de conexión: Vcc (5 V), GND, SDA y SCL.
MÓDULO I2C | CONEXIONES EN LA PLACA O LA PROTOBOARD MINI |
GND (pin de conexión a tierra o negativo) | GND fila de negativo en la protoboard mini |
Vcc (pin para alimentación) | 5V fila de positivo en al protoboard mini |
SDA (serial data: conexión por donde se transmite la información) | Pin analógico 4 (A4) de la placa |
SCL (serial clock: define la velocidad de comunicación) | Pin analógico 5 (A5) de la placa |
CHIP PFC8574 | DIRECCIÓN (ADDRESS) |
PFC8574T | 0x27 |
PFC8574AT | 0x3f |
SENSOR DHT11 | CONEXIONES EN LA PLACA O LA PROTOBOARD MINI |
Pin marcado con una S (señal) | Pin digital número 9 de la placa (Leerá la señal). |
Pin marcado con el signo (-) negativo | GND fila de negativo en la protoboard mini |
Pin central sin marcar. (Corresponde al positivo) | 5V fila de positivo en la protoboard mini |
- Descarga el programa Arduino IDE (software libre y gratuito) de la página oficial de Arduino e instálalo en tu ordenador.
- Una vez instalado correctamente el programa, tenemos que instalar diferentes librerías para que funcione correctamente.
- Conecta la placa al ordenador con el cable USB.
- Comprueba que tenemos seleccionado el modelo de la placa Arduino/Genuino Uno.
- Comprueba que la placa está conectada al puerto USB. Herramientas> Puerto: usbserial (se conecta por defecto).
- Comprueba que en el programa pones la Dirección (address) correcta correspondiente al modelo del chip de tu módulo I2C.
- 0x27 si tienes el modelo PCF8574T
- 0x3f si tienes el modelo PCF8574A
- Escribe el código de programación (lo tienes a continuación) en el IDE de Arduino.
- Presionamos el icono VERIFICAR para comprobar que el programa no contiene ningún error en el código. Si la verificación es correcta y no tenemos ningún error, pulsamos en el icono SUBIR.
- Una vez subido el programa a la placa, podemos desconectarla del cable USB y alimentarla con la pila de 9V.
- La primera parte en la que básicamente se van a incluir librerías necesarias para ejecutar el programa y se van a definir variables.
- La segunda parte, el void setup, aquí definimos si los pines de Arduino van a corresponder a variables de entrada o salida (con el comando pinMode) y inicializamos elementos del sistema como sensores, pantallas…
- La tercera parte, el void loop, implementamos las órdenes necesarias para que el programa realice lo que queramos.
Aquí tienes el programa:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 |
/* InputMakers Proyecto Estación meteorológica. Programa para mostrar en la pantalla LCD, la temperatura y la humedad relativa mediante el sensor DHT11. Instrucciones: Conectar el pin de señal del Sensor DHT11 a la entrada digital 9. Necesario descargar la librería DHT para poder utilizar este sensor. Recuerda que utilizaremos una pantalla LCD controlada mediante un Módulo Serial I2C */ #include <Wire.h> // Incluimos la librería Wire.h que establece la comunicación con el protocolo I2C. #include <LiquidCrystal_I2C.h> // Incluimos la librería para usar la pantalla LCD con el módulo I2C. LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 2, 1, 0, 4, 5, 6, 7, 3, POSITIVE); // Establece la dirección/conexión de la pantalla LCD y el módulo I2C con el Arduino (Set the LCD I2C address). Si no funciona, revisa estas adress: 0x3f (chip PCF8574AT) o 0x27 (chip PCF8574T). #include "DHT.h" // Incluimos la librería del sensor DHT. #define DHTPIN 9 // Definimos el pin digital donde conectamos el sensor, en este caso al pin digital 9. #define DHTTYPE DHT11 // Definimos el tipo de sensor. DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE); // Inicializamos el sensor DHT11. void setup() { lcd.begin(16,2); // Inicializamos el display con 16 caracteres y 2 líneas. dht.begin(); // Inicializamos el sensor DHT. } void loop() { int h = dht.readHumidity(); // Definimos la variable entera h y leemos la humedad. int t = dht.readTemperature(); // Definimos la variable entera t y leemos la temperatura. lcd.clear(); // Elimina todos los símbolos de la LCD. lcd.setCursor(0,0); // Posiciona la primera letra en el segmento 0 de línea 1 (Se empieza a contar desde 0). lcd.print("Humedad Relativa "); // Imprime por pantalla Humedad Relativa. lcd.setCursor(6,1); // Posiciona la primera letra en el segmento 6 de línea 2 (Se empieza a contar desde 0). lcd.print(h); // Imprime la humedad en pantalla. lcd.print(" %"); // Imprime en pantalla %. delay (2500); // Pausa el programa 2,5 segundos. lcd.clear(); // Elimina todos los símbolos de la LCD. lcd.setCursor(3,0); // Posiciona la primera letra en el segmento 3 de línea 1 (Se empieza a contar desde 0). lcd.print("Temperatura "); // Imprime por pantalla Temperatura. lcd.setCursor(6,1); // Posiciona la primera letra en el segmento 6 de línea 2 (Se empieza a contar desde 0). lcd.print(t); // Imprime la temperatura en pantalla. lcd.print(" C"); // Imprime en pantalla C. delay (2500); // Pausa el programa 2,5 segundos. lcd.clear(); // Elimina todos los símbolos de la LCD. lcd.setCursor(0,0); // Posiciona la primera letra en el segmento 0 de línea 1 (Se empieza a contar desde 0). lcd.print("Lecturas:"); // Imprime en pantalla Lecturas. delay (2500); // Pausa el programa 2,5 segundos. } |
- La placa compatible con Arduino.
- La placa protoboard mini.
- El sensor de temperatura y humedad relativa Modelo DHT11.
- La pantalla LCD con módulo Adaptador I2C.
- Entradas analógicas.
- Montaje de circuitos.
- Programación en el IDE de Arduino.
3 valoraciones en Estación meteorológica
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Saludos del equipo de InputMakers y ¡sigue siempre aprendiendo!
Carlos –
Para la asignatura de Tecnología está de 10 y un servicio impecable. Lo recomiendo.
Jose Luis G. –
Muy chulo para tenerlo por casa en el escritorio. Se lo regalamos a mi hijo de 16 años que le gusta la robótica y lo montó sin problemas.
Carla Martínez –
Muy bueno para principiantes con Arduino, le doy cinco estrellas.