DHT11-Sensorhandbuch: Funktionsweise, Verkabelung und Anwendungen

Unter den vielen verfügbaren Sensoren sticht der DHT11 als kostengünstige und einsteigerfreundliche Lösung hervor, die Temperatur- und Feuchtigkeitsmessung in einem einzigen kompakten Paket vereint.In diesem Artikel wird der Temperatur- und Feuchtigkeitssensor DHT11 im Detail besprochen, einschließlich seiner Grundlagen, Pinbelegung, Spezifikationen, typischen Schaltkreise, Verwendungsmethoden, Anwendungen, Vergleiche und mehr.

Katalog

DHT11 Temperatur- und Feuchtigkeitssensor Basic

Die DHT11 Der digitale Temperatur- und Feuchtigkeitssensor ist ein kompakter und benutzerfreundlicher Sensor zur gleichzeitigen Messung der Umgebungstemperatur und der relativen Luftfeuchtigkeit.Es bietet einen kalibrierten digitalen Ausgang, was bedeutet, dass die Messwerte bereits intern verarbeitet werden und ohne zusätzliche Signalaufbereitung direkt von einem Mikrocontroller gelesen werden können.

Im Inneren des DHT11 wird ein feuchtigkeitsempfindliches Widerstandselement verwendet, um die Feuchtigkeit in der Luft zu erkennen, während ein NTC-Temperatursensor Temperaturänderungen misst.Diese Sensorelemente sind mit einem integrierten leistungsstarken 8-Bit-Mikrocontroller verbunden, der die Rohsignale in stabile und zuverlässige digitale Daten umwandelt.Dieses Design trägt dazu bei, eine gute Genauigkeit, Langzeitstabilität und eine konsistente Leistung über einen längeren Zeitraum sicherzustellen.Der DHT11 arbeitet typischerweise mit 3,3 V bis 5 V, unterstützt einen Temperaturbereich von 0 °C bis 50 °C und misst die Luftfeuchtigkeit von 20 % bis 80 % relative Luftfeuchtigkeit.

Wenn Sie am Kauf des Temperatur- und Feuchtigkeitssensors DHT11 interessiert sind, kontaktieren Sie uns bitte bezüglich Preis und Verfügbarkeit.

Details zur Pinbelegung des DHT11-Sensors

Pinbelegung des DHT11-Sensors (nackter Sensor).

Pin Nein.	Pin Name	Beschreibung
1	VCC	Stromversorgungsstift (3,3 V bis 5 V)
2	Daten	Digitale Daten Ausgangspin (Single-Wire-Kommunikation)
3	NC	Nicht verbunden (keine interne Verbindung)
4	GND	Erdungsstift

Pinbelegung des DHT11-Moduls

Pin Nein.	Pin Name	Beschreibung
1	VCC	Stromversorgung Eingang (3,3 V bis 5 V)
2	Daten	Digitale Daten Ausgangspin
3	GND	Erdungsstift

Alternativen und gleichwertiges Modell

Sensor Modell	Schnittstelle	Temperatur Bereich (°C)	Temperatur Genauigkeit	Luftfeuchtigkeit Bereich (%RH)	Luftfeuchtigkeit Genauigkeit	Betrieb Spannung
DHT22	Eindrahtig digital	−40 bis 80	±0,5 °C	0 bis 100	±2 %rF	3,3–6 V
AM2302	Eindrahtig digital	−40 bis 80	±0,5 °C	0 bis 100	±2 %rF	3,3–6 V
AM2301	Eindrahtig digital	−40 bis 80	±0,5 °C	0 bis 100	±3 %rF	3,3–5,5 V
SHT11	Digital (2-Draht)	−40 bis 125	±0,5 °C	0 bis 100	±3 %rF	2,4–5,5 V
SHT15	Digital (2-Draht)	−40 bis 125	±0,3 °C	0 bis 100	±2 %rF	2,4–5,5 V
SHT21	I²C	−40 bis 125	±0,3 °C	0 bis 100	±2 %rF	2,1–3,6 V
SHT31	I²C	−40 bis 125	±0,3 °C	0 bis 100	±2 %rF	2,15–5,5 V
HTU21D	I²C	−40 bis 125	±0,3 °C	0 bis 100	±2 %rF	1,5–3,6 V
Si7021	I²C	−40 bis 125	±0,4 °C	0 bis 100	±3 %rF	1,9–3,6 V
AHT10	I²C	−40 bis 85	±0,3 °C	0 bis 100	±2 %rF	2,0–5,5 V
AHT20	I²C	−40 bis 85	±0,3 °C	0 bis 100	±2 %rF	2,0–5,5 V
BME280	I²C / SPI	−40 bis 85	±1,0 °C	0 bis 100	±3 %rF	1,71–3,6 V

Technische Daten des DHT11-Sensors

Parameter	Spezifikation
Sensortyp	Digital Temperatur- und Feuchtigkeitssensor
Ausgangssignal	Eindrahtig digitales Signal
Versorgungsspannung	DC 3,3 V bis 5,5 V
Aktuell Verbrauch	≤ 2,5 mA (Messung), ≤ 100 µA (Standby)
Abtastrate	1 Hz (1 Messwert pro Sekunde)
Betrieb Temperaturbereich	0 °C bis 50 °C
Temperatur Genauigkeit	±2 °C (bei 25 °C)
Temperatur Auflösung	1 °C
Luftfeuchtigkeit Messbereich	20 % bis 80 % relative Luftfeuchtigkeit
Luftfeuchtigkeit Genauigkeit	±5 %rF (bei 25 °C)
Luftfeuchtigkeit Auflösung	1 %rF
Wiederholbarkeit (Luftfeuchtigkeit)	±1 %rF
Wiederholbarkeit (Temperatur)	±1 °C
Reaktionszeit (Luftfeuchtigkeit)	≤ 6 s (63 % Reaktion, 1 m/s Luftstrom)
Reaktionszeit (Temperatur)	≤ 10 s (63 % Antwort)
Hysterese	≤ ±0,3 %rF
Langfristig Stabilität	≤ ±0,5 %rF pro Jahr
Austauschbarkeit	Vollständig austauschbar (werkseitig kalibriert)
Kommunikation Entfernung	Bis zu ~20 m (mit entsprechendem Pull-up-Widerstand)
Pakettyp	4-polig einreihig Paket-/Modulversion
Betrieb Luftfeuchtigkeit (nicht kondensierend)	≤ 95 %rF
Lagerung Temperatur	−40 °C bis 80 °C

Typische Schaltung des DHT11-Sensors

Das typische Schaltbild des DHT11 zeigt, wie der Sensor an einen Mikrocontroller angeschlossen wird, um Temperatur und Luftfeuchtigkeit zu messen und die Daten dann anzuzeigen.In diesem Aufbau verwendet der DHT11 nur eine Datenleitung (I/O) für die Kommunikation mit dem Mikrocontroller, wodurch die Schaltung einfach und leicht verständlich ist.Der Sensor wird über die VCC-Leitung mit Strom versorgt, während der GND-Pin mit der gemeinsamen Masse des Systems verbunden ist, um einen stabilen Betrieb zu gewährleisten.

Ein Pull-up-Widerstand ist zwischen der DHT11-Datenleitung und VCC angeschlossen.Dieser Widerstand ist sehr wichtig, da der DHT11 ein digitales Eindraht-Kommunikationsprotokoll verwendet.Der Pull-Up-Widerstand hält die Datenleitung auf einem bekannt hohen Pegel, wenn der Sensor oder Mikrocontroller sie nicht aktiv auf Low zieht, was zu einer zuverlässigen Datenübertragung beiträgt und Signalrauschen verhindert.

Der Mikrocontroller liest das digitale Signal vom DHT11 über einen seiner Eingangs-/Ausgangspins.Im Mikrocontroller werden die empfangenen Daten verarbeitet und in auslesbare Temperatur- und Luftfeuchtigkeitswerte umgewandelt.Diese Werte werden dann an ein Anzeigemodul (z. B. eine 7-Segment-Anzeige im Diagramm) gesendet, sodass die Messergebnisse dem Benutzer direkt angezeigt werden können.

Die Schaltung enthält außerdem einen Spannungsregler 7805, der eine höhere Eingangsspannung in eine stabile 5-V-Versorgung umwandelt.Diese geregelte Spannung versorgt sowohl den Mikrocontroller als auch den DHT11-Sensor mit Strom, sorgt für eine konstante Leistung und schützt die Komponenten vor Spannungsschwankungen.Insgesamt erklärt das Diagramm ein vollständiges und praktisches Beispiel dafür, wie der DHT11-Sensor mit Strom versorgt, angeschlossen und in einem echten elektronischen System verwendet wird.

Verwendung des DHT11-Sensors

Das Diagramm zeigt eine grundlegende und korrekte Verwendung des DHT11-Sensors mit einem Mikrocontroller (MCU).Der DHT11 verfügt in diesem Setup über drei aktive Verbindungen: VDD (Strom), DATA und GND.Pin 1 des DHT11 ist mit VDD verbunden, das 3,3 V oder 5 V zur Stromversorgung des Sensors liefert.Pin 4 ist mit GND verbunden und hat eine gemeinsame Masse mit der MCU, um eine stabile und genaue Signalreferenz zu gewährleisten.

Pin 2 des DHT11 ist der DATA-Pin, der direkt mit einem digitalen I/O-Pin auf der MCU verbunden ist.Über diese einzelne Datenleitung werden sowohl Temperatur- als auch Feuchtigkeitswerte gesendet.Zwischen der DATA-Leitung und VDD wird ein 5-kΩ-Pull-up-Widerstand platziert.Dieser Widerstand hält die Datenleitung auf einem hohen Pegel, wenn sie von keinem Gerät aktiv angesteuert wird. Dies ist erforderlich, damit die digitale Eindrahtkommunikation des DHT11 zuverlässig funktioniert.

Während des Betriebs zieht die MCU die DATA-Leitung kurzzeitig auf Low, um eine Messung anzufordern.Der DHT11 antwortet dann und sendet die Temperatur- und Feuchtigkeitsdaten über dieselbe Datenleitung an die MCU zurück.Sobald die MCU auf diese Weise angeschlossen ist, kann sie die Sensorwerte mithilfe von zeitbasiertem Code oder einer speziellen DHT11-Softwarebibliothek lesen und verarbeiten.

DHT11-Sensoranwendungen

• Wetterüberwachungssysteme

• Hausautomationssysteme

• Intelligente Thermostate

• Überwachung des Raumklimas

• Gewächshausüberwachung

• Landwirtschaftliche Automatisierung

• HVAC-Steuerungssysteme

• Datenprotokollierungsprojekte

• Bildungs- und Schulungskits

• IoT-Umgebungsüberwachung

• Eingebettete Systemprojekte

• Laborexperimente

Vergleich: DHT11-Sensor vs. DHT22

Funktion	DHT11	DHT22 (AM2302)
Sensortyp	Digital Temperatur- und Feuchtigkeitssensor	Digital Temperatur- und Feuchtigkeitssensor
Ausgangssignal	Eindrahtig digital	Eindrahtig digital
Betrieb Spannung	3,3 V – 5,5 V	3,3 V – 6 V
Temperatur Reichweite	0 °C bis 50 °C	−40 °C bis 80 °C
Temperatur Genauigkeit	±2 °C	±0,5 °C
Temperatur Auflösung	1 °C	0,1 °C
Luftfeuchtigkeitsbereich	20 % – 80 % relative Luftfeuchtigkeit	0 % – 100 % relative Luftfeuchtigkeit
Luftfeuchtigkeit Genauigkeit	±5 %rF	±2 %rF
Luftfeuchtigkeit Auflösung	1 %rF	0,1 %rF
Abtastrate	1 Hz (1 Lesen/Sekunde)	0,5 Hz (1 Lesen/2 Sek.)
Reaktionszeit	Schneller	Etwas langsamer
Macht Verbrauch	Niedriger	Etwas höher
Kalibrierung	Fabrik kalibriert	Fabrik kalibriert
Kosten	Niedriger	Höher
Typische Verwendung	Basic & Einsteigerprojekte	Höhere Genauigkeit Anwendungen

Mechanische Abmessungen des DHT11-Sensors

Vorteile und Einschränkungen des DHT11-Sensors

Vorteile des DHT11-Sensors

• Niedrige Kosten

• Einfach zu bedienen

• Digitaler Ausgang

• Werkseitig kalibriert

• Einfache Verkabelung

• Breite Unterstützung der Versorgungsspannung

• Geeignet für Anfänger

• Unterstützung großer Bibliotheken

Einschränkungen des DHT11-Sensors

• Begrenzter Temperaturbereich

• Enger Feuchtigkeitsbereich

• Geringe Messgenauigkeit

• Niedrige Auflösung

• Langsame Abtastrate

• Nicht für Präzisionsanwendungen geeignet

• Beeinträchtigt durch Umgebungslärm

• Begrenzte Langzeitzuverlässigkeit für den Außeneinsatz

Fazit

Die einfache digitale Eindrahtschnittstelle, die Werkskalibrierung und die einfache Integration des Temperatur- und Feuchtigkeitssensors DHT11 machen ihn gut geeignet für Einsteiger, Bildungsprojekte und unkritische Überwachungsanwendungen.In diesem Artikel wurden die Pin-Konfiguration des Sensors, elektrische und Umgebungsspezifikationen, typische Schaltkreisverbindungen und die tatsächliche Verwendung klar erläutert, zusammen mit Vergleichen zu fortschrittlicheren Alternativen wie dem DHT22.Wenn Sie sowohl seine Stärken als auch seine Einschränkungen kennen, können Sie sicher entscheiden, ob der DHT11 die Anforderungen Ihres spezifischen Projekts erfüllt.

Datenblatt PDF

DHT11 Datenblatt:

DHT11.pdf

Häufig gestellte Fragen [FAQ]

1. Muss der DHT11-Sensor vor der Verwendung kalibriert werden?

Nein. Der DHT11 ist werkseitig kalibriert und sofort einsatzbereit.Für Basisanwendungen ist eine zusätzliche Kalibrierung in der Regel nicht erforderlich.

2. Kann der DHT11 im Freien verwendet werden?

Für den direkten Einsatz im Freien ist es nicht zu empfehlen, da es empfindlich auf Kondenswasser, Regen und extreme Temperaturen reagiert.

3. Warum liefert der DHT11 manchmal falsche Messwerte?

Falsche Messwerte werden häufig durch eine instabile Stromversorgung, einen fehlenden Pull-up-Widerstand, lange Kabel oder zu häufiges Auslesen des Sensors verursacht.

4. Wie groß ist die minimale Verzögerung zwischen DHT11-Messungen?

Der DHT11 benötigt zwischen den Messwerten mindestens 1 Sekunde, um gültige und stabile Daten bereitzustellen.

5. Funktioniert der DHT11 mit langen Kabelverbindungen?

Ja, aber die Signalzuverlässigkeit nimmt mit der Entfernung ab.Bei Längen über 5–10 Meter sind ein geeigneter Pull-up-Widerstand und eine Rauschunterdrückung erforderlich.

6. Warum reagiert der DHT11 nach einiger Zeit nicht mehr?

Dies kann aufgrund von Zeitfehlern im Code, Instabilität der Stromversorgung oder wiederholten Abfragen, die schneller als die zulässige Abtastrate sind, passieren.

7. Kann der DHT11 ausgetauscht werden, ohne die Schaltung zu ändern?

Ja, in vielen Fällen kann der DHT22 oder AM2302 den DHT11 ersetzen, es sind jedoch Code- und Timing-Anpassungen erforderlich.