DHT22 (AM2302) Sensorhandbuch: Funktionsprinzip, Pinbelegung und Verwendung

Die Überwachung von Temperatur und Luftfeuchtigkeit spielt in vielen elektronischen, industriellen und IoT-Anwendungen eine entscheidende Rolle.Unter den am häufigsten verwendeten Sensoren zeichnet sich der Temperatur- und Feuchtigkeitssensor DHT22 durch seine ausgewogene Genauigkeit, seinen großen Messbereich und seine einfache Integration in Mikrocontroller aus.In diesem Artikel werden das Funktionsprinzip, die Pinbelegung, Spezifikationen, Funktionen und mehr des DHT22-Sensors erläutert.

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Was ist ein DHT22-Sensor?

Die DHT22 Der Temperatur- und Feuchtigkeitssensor, auch bekannt als AM2302, ist ein digitaler Sensor zur Messung der Umgebungstemperatur und der relativen Luftfeuchtigkeit in Elektronik- und IoT-Projekten.Es integriert ein kapazitives Feuchtigkeitssensorelement und einen Präzisionstemperatursensor und liefert einen werkseitig kalibrierten digitalen Ausgang für zuverlässige Messwerte.

Im Vergleich zu Sensoren der Einstiegsklasse bietet der DHT22 einen größeren Messbereich und eine bessere Genauigkeit.Es kann die Luftfeuchtigkeit von 0–100 % RH und die Temperatur von –40 °C bis +80 °C messen, mit stabiler Leistung über lange Zeiträume.Der Sensor nutzt eine digitale Eindraht-Kommunikationsschnittstelle und ermöglicht so eine einfache Verbindung mit Mikrocontrollern wie Arduino, ESP8266, ESP32 und Raspberry Pi.

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Details zur Pinbelegung des DHT22-Sensors

Pinbelegung des DHT22-Sensors (nackter Sensor).

Pin Nummer	Pin Name	Beschreibung
1	VCC	Stromversorgung Eingabe.An 3,3 V oder 5 V Gleichstrom anschließen.
2	DATEN	Digitaler Daten-Pin zur Temperatur- und Feuchteausgabe (Single-Wire-Protokoll).
3	NC	Nicht verbunden. Dieser Pin ist unbenutzt und sollte schwebend bleiben.
4	GND	Boden Verbindung.Mit Systemerde verbinden.

Pinbelegung des DHT22-Moduls

Pin Nummer	Pin Name	Beschreibung
1	VCC	Stromversorgung Eingang, typischerweise 3,3 V oder 5 V DC.
2	DATEN	Digitaler Ausgang Pin für Temperatur- und Luftfeuchtigkeitsdaten.Normalerweise wird ein Pull-up-Widerstand eingebaut in das Modul ein.
3	GND	Erdungsstift für elektrische Referenz.

Alternativen und gleichwertiges Modell

• AM2302

• SHT21

• SHT31

• HDC1080

• BME280

Technische Daten des DHT22-Sensors

Parameter	Spezifikation
Modell	DHT22 / AM2302
Sensortyp	Digital Temperatur- und Feuchtigkeitssensor
Stromversorgung Spannung	3,3 V bis 6,0 V Gleichstrom
Betrieb Aktuell	~0,3 mA (Messung), ~60 µA (Standby)
Ausgangssignal	Digitales Signal über Single-Wire-Bus
Sensorelement	Polymer kapazitiver Feuchtigkeitssensor + Bandlücken-Temperatursensor
Luftfeuchtigkeit Messbereich	0 bis 100 % RH
Temperatur Messbereich	−40 °C bis +80 °C
Luftfeuchtigkeit Genauigkeit	±2 %rF (typisch), ±5 % RH (max.)
Temperatur Genauigkeit	±0,5 °C
Luftfeuchtigkeit Auflösung	0,1 %rF
Temperatur Auflösung	0,1 °C
Wiederholbarkeit	±1 %rF (Feuchtigkeit), ±0,2 °C (Temperatur)
Luftfeuchtigkeit Hysterese	±0,3 %rF
Langfristig Stabilität	±0,5 %rF pro Jahr
Probenahmezeitraum	≥ 2 Sekunden
Datenformat	40-Bit seriell Daten (Feuchte + Temperatur + Prüfsumme)
Schnittstelle	Eindrahtig digitale Kommunikation
Austauschbarkeit	Vollständig austauschbar, werkseitig kalibriert
Abmessungen (Sensorkörper)	Klein: 14 × 18 × 5,5 mm
Abmessungen (Modul/Paket)	Groß: 22 × 28 × 5 mm
Betrieb Umwelt	Innenbereich, nicht kondensierend
Kalibrierung	Fabrik kalibriert

Funktionen des DHT22-Sensors

• Digitaler Ausgang – Bietet kalibrierte Temperatur- und Feuchtigkeitsdaten, ohne dass eine analoge Signalverarbeitung erforderlich ist

• Großer Messbereich – Misst 0–100 % relative Luftfeuchtigkeit und –40 °C bis +80 °C Temperatur

• Hohe Genauigkeit – Bietet eine Genauigkeit von ±2 % relative Luftfeuchtigkeit und eine Temperaturgenauigkeit von ±0,5 °C für zuverlässige Messwerte

• Feine Auflösung – Unterstützt eine Auflösung von 0,1 % RH und 0,1 °C für eine präzise Umgebungsüberwachung

• Single-Wire-Schnittstelle – Verwendet eine Datenleitung, reduziert die Komplexität der Verkabelung und spart MCU-Pins

• Werkskalibriert – Keine externe Kalibrierung erforderlich, wodurch konsistente und wiederholbare Messungen gewährleistet sind

• Geringer Stromverbrauch – Geeignet für batteriebetriebene und energiesparende Anwendungen

• Langzeitstabilität – Behält die Leistung im Laufe der Zeit bei minimaler Abweichung bei

• Hohe Austauschbarkeit – Sensoren können ohne Neukalibrierung ausgetauscht werden

• Einfache MCU-Integration – Kompatibel mit Arduino, ESP32, ESP8266 und anderen Mikrocontrollern

So verwenden Sie den DHT22-Sensor

Das Diagramm zeigt eine einfache Eindrahtverbindung zwischen der MCU und dem DHT22-Sensor, weshalb dieser Sensor einfach zu integrieren ist.Pin 1 (VDD) des DHT22 ist mit der Stromversorgung verbunden, während Pin 4 (GND) mit Masse verbunden ist und die erforderliche Betriebsspannung bereitstellt.

Der wichtigste Signalpfad ist Pin 2 (DATA).Dieser Pin ist direkt mit einem digitalen I/O-Pin der MCU verbunden.Wie im Diagramm gezeigt, wird ein 5-kΩ-Pull-up-Widerstand zwischen VDD und der DATA-Leitung platziert.Dieser Widerstand hält die Datenleitung auf einem stabilen High-Pegel, wenn kein Gerät ihn aktiv auf Low zieht, was für eine zuverlässige Kommunikation unerlässlich ist.

Um eine Messung zu starten, zieht die MCU die DATA-Leitung kurz auf Low und gibt sie dann frei.Der DHT22 erkennt diese Anfrage und antwortet, indem er Temperatur- und Feuchtigkeitsinformationen über dieselbe Datenleitung zurücksendet.Der Sensor überträgt die Daten als zeitgesteuertes digitales Signal, das die MCU in lesbare Werte interpretiert.

Diese Verkabelungsmethode funktioniert bei den meisten Mikrocontrollern gleich und viele DHT22-Module enthalten bereits den Pull-up-Widerstand, was den Anschluss noch weiter vereinfacht.

DHT22-Verkabelung mit Arduino

Der Temperatur- und Feuchtigkeitssensor DHT22 (AM2302) wird über ein Steckbrett mit einem Arduino Uno verbunden.Die Verkabelung ist einfach, da der DHT22 eine einzige digitale Datenleitung zur Übertragung sowohl der Temperatur- als auch der Luftfeuchtigkeitswerte verwendet.Damit ist es ideal für Einsteiger und gängige Arduino-basierte Projekte.

In diesem Aufbau ist der VCC-Pin des DHT22 über ein rotes Kabel mit dem 5-V-Pin des Arduino Uno verbunden.Der GND-Pin des Sensors wird über ein schwarzes Kabel mit dem Arduino-GND verbunden und vervollständigt so den Stromkreis.Diese beiden Anschlüsse ermöglichen den Betrieb des Sensors innerhalb seines unterstützten Spannungsbereichs.

Der DATA-Pin des DHT22 ist über ein gelbes Kabel mit einem der digitalen I/O-Pins des Arduino verbunden, üblicherweise Pin D2.Diese Datenleitung überträgt das digitale Signal, das Temperatur- und Feuchtigkeitsmesswerte darstellt.Zwischen VCC und der DATA-Leitung ist ein Pull-up-Widerstand (typischerweise 4,7 kΩ bis 10 kΩ) erforderlich, um eine stabile Kommunikation zu gewährleisten.Bei Verwendung eines DHT22-Moduls ist dieser Widerstand häufig bereits eingebaut.

Nach der Verkabelung kommuniziert der Arduino mit dem DHT22, indem er ein Startsignal auf der Datenleitung sendet.Der Sensor antwortet dann, indem er einen zeitgesteuerten digitalen Datenstrom sendet, den der Arduino mithilfe einer kompatiblen Bibliothek dekodiert.Dieser Aufbau ermöglicht genaue Umgebungsmessungen mit minimalem Hardwareaufwand.

DHT22-Sensoranwendungen

• Wetterstationen

• Smart-Home-Systeme

• HVAC-Überwachung und -Steuerung

• Überwachung der Raumluftqualität

• Klimakontrolle im Gewächshaus

• Landwirtschaftliche Überwachungssysteme

• Datenprotokollierungssysteme

• IoT-Umweltsensorik

• Überwachung der Temperatur und Luftfeuchtigkeit im Serverraum

• Industrielle Umweltüberwachung

Vergleich: DHT22 vs. DHT11

Parameter	DHT22 (AM2302)	DHT11
Sensortyp	Digital Temperatur- und Feuchtigkeitssensor	Digital Temperatur- und Feuchtigkeitssensor
Betrieb Spannung	3,3 V – 6,0 V	3,3 V – 5,5 V
Luftfeuchtigkeitsbereich	0–100 % relative Luftfeuchtigkeit	20–80 % relative Luftfeuchtigkeit
Temperatur Reichweite	−40 °C bis +80 °C	0 °C bis +50 °C
Luftfeuchtigkeit Genauigkeit	±2 % RH (typisch)	±5 %rF
Temperatur Genauigkeit	±0,5 °C	±2 °C
Luftfeuchtigkeit Auflösung	0,1 %rF	1 %rF
Temperatur Auflösung	0,1 °C	1 °C
Ausgangssignal	Digital (eindrahtig)	Digital (eindrahtig)
Abtastrate	≥ 2 Sekunden	≥ 1 Sekunde
Kalibrierung	Fabrik kalibriert	Fabrik kalibriert
Typische Kosten	Höher	Niedriger
Typische Verwendung	Präzise Überwachung, IoT, HVAC	Einfach, günstig Projekte

Mechanische Abmessungen

Hersteller

AOSONG (Guangzhou Aosong Electronic Co., Ltd.) ist der Originalhersteller des DHT22 (AM2302) und auf Temperatur- und Feuchtigkeitssensortechnologien spezialisiert.Das Unternehmen entwickelt und produziert Sensoren, die kapazitive Polymer-Feuchtigkeitselemente in Kombination mit präzisen Temperaturerfassungskomponenten verwenden und eine stabile und genaue digitale Ausgabe liefern.AOSONG betreibt automatisierte Produktions- und Kalibrierlinien und gewährleistet so werkseitig kalibrierte Sensoren mit hoher Austauschbarkeit und langfristiger Zuverlässigkeit.Der Herstellungsprozess umfasst strenge Qualitätskontrollen, Umwelttests und elektrische Überprüfungen, um eine gleichbleibende Leistung über große Produktionsmengen hinweg sicherzustellen.

Häufig gestellte Fragen [FAQ]

1. Ist DHT22 für den Außenbereich geeignet?

Der DHT22 ist standardmäßig nicht wetterfest.Für den Einsatz im Freien muss es in einem belüfteten, wasserdichten Gehäuse untergebracht werden, um es vor Regen und Kondenswasser zu schützen.

2. Wie oft kann DHT22 Messungen durchführen?

Der DHT22 hat ein Mindestabtastintervall von ca. 2 Sekunden, was bedeutet, dass Messwerte nicht häufiger angefordert werden sollten, um Fehler zu vermeiden.

3. Funktioniert DHT22 mit 3,3-V-Mikrocontrollern?

Ja, der DHT22 arbeitet zuverlässig mit 3,3-V-Systemen wie ESP8266, ESP32 und Raspberry Pi ohne Pegelverschiebung.

4. Warum gibt mein DHT22 NaN oder falsche Werte zurück?

Dies ist in der Regel auf fehlende Pull-Up-Widerstände, lange Kabel, Instabilität der Stromversorgung oder schnellere Messwerte des Sensors als die zulässige Abtastrate zurückzuführen.

5. Können mehrere DHT22-Sensoren auf einem Mikrocontroller verwendet werden?

Ja, aber jeder DHT22 benötigt einen eigenen dedizierten Daten-Pin, da das Protokoll keine Adressierung auf einem gemeinsam genutzten Bus unterstützt.

6. Welche Kabellänge ist für DHT22-Verbindungen sicher?

Für stabile Messwerte sollte die Kabellänge idealerweise unter 20 Metern liegen;Längere Kabel erfordern möglicherweise stärkere Pull-up-Widerstände.

7. Kann DHT22 schnelle Temperaturänderungen genau messen?

Der DHT22 reagiert mäßig schnell, ist aber im Vergleich zu Industriesensoren nicht ideal für sehr schnelle Temperaturschwankungen.