DHT11(温・湿度センサー)をラズベリーパイ3(Raspberry Pi 3)で使う

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OSOYOO(オソヨー) Raspberry Pi 学ぶ電子工作キット 初心者演習用パーツセット」には、温度センサーと湿度センサーが一体となった「DHT11」が含まれている。


これは、『カラー図解 最新 Raspberry Piで学ぶ電子工作 作って動かしてしくみがわかる』で推奨されている温度センサーとは異なっているため、本の中で紹介されているプログラムでは、センサーの取得した値を読み取ることができない。


LCD同様、インターネット上で動作させるためのプログラムを探し、HDT11が使えるようになった。

DHT11

「DHT」(digital temperature and humidity sensor)は温度センサーと湿度センサーが一体となったものだが、性能はいまいちのようだ(参考:温湿度センサDHT11をRaspberry Piに繋いでシリアル入力を学ぶ)。


なお、激安温湿度センサDHT11を使ってみたのページによれば、5V以外ではまともに動かない(精度が低い)とのこと。


(おもて面)



(うら面)



なお、『カラー図解 最新 Raspberry Piで学ぶ電子工作 作って動かしてしくみがわかる』の推奨センサーとは異なり、DHT11はI2C接続ではない

DHT11の値を読み取るためのプログラム

osoyooの解説ページにある「dht11.py」と「temperature.py」の一部を利用することで、「DHT11」で取得した値を読み取ることができるようになる。

サンプルプログラム

「DHT11」で取得した値をLCDに表示させるプログラムである「temperature.py」から、「DHT11」の値を取得するのに必要な部分だけを抜き出すと次のようになる。

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import dht11
import RPi.GPIO as GPIO
import time

# Define GPIO to LCD mapping
Temp_sensor=14

GPIO.setwarnings(False)
GPIO.setmode(GPIO.BCM)       # Use BCM GPIO numbers
instance = dht11.DHT11(pin = Temp_sensor)

while True:
    #get DHT11 sensor value
    result = instance.read()
    if result.is_valid():
        lcd_string("temp:"+str(result.temperature)+" C",LCD_LINE_1)
        lcd_string("humid:"+str(result.humidity)+"%",LCD_LINE_2)
        time.sleep(3) # 3 second delay

このプログラムのコードを一部書き換えて、「DHT11」で取得した値をコンソールに表示させるようにする。

import dht11
import RPi.GPIO as GPIO
import time

# Define GPIO to LCD mapping
Temp_sensor=14

GPIO.setwarnings(False)
GPIO.setmode(GPIO.BCM)       # Use BCM GPIO numbers
instance = dht11.DHT11(pin = Temp_sensor)

while True:
    #get DHT11 sensor value
    result = instance.read()
    if result.is_valid():
        print("temp:"+str(result.temperature)+" C") #「lcd_string」を「print」に置き換えて、第2引数を削除した
        print("humid:"+str(result.humidity)+"%") #「lcd_string」を「print」に置き換えて、第2引数を削除した
        time.sleep(3) # 3 second delay

これで、「DHT11」で取得した値をコンソールに表示させることができるようになった。

「日時」と「温・湿度」を表示させるプログラムと配線

その後、上記で紹介されているプログラムに少し手を加えて、LCDに「日時」と「温・湿度」を3秒ずつ交互に表示できるようにした(要「dht11.py」)。


(動作の様子)

配線

※ラズベリーパイへの入力が5Vになっているので自己責任で


「日時」と「温・湿度」を表示させるプログラム

# -*- coding: utf-8 -*-
#!/usr/bin/python
import RPi.GPIO as GPIO
import dht11 #「dht11.py」が必要
from time import sleep
from time import gmtime, strftime
import datetime

import smbus


#initialize GPIO
GPIO.setwarnings(False)
GPIO.setmode(GPIO.BCM)
GPIO.cleanup()

#read data using pin4
instance = dht11.DHT11(pin=4)


# Define some device parameters
I2C_ADDR  = 0x27 # I2C device address
LCD_WIDTH = 16   # Maximum characters per line

# Define some device constants
LCD_CHR = 1 # Mode - Sending data
LCD_CMD = 0 # Mode - Sending command

LCD_LINE_1 = 0x80 # LCD RAM address for the 1st line
LCD_LINE_2 = 0xC0 # LCD RAM address for the 2nd line

LCD_BACKLIGHT  = 0x08  # On
#LCD_BACKLIGHT = 0x00  # Off

ENABLE = 0b00000100 # Enable bit

# Timing constants
E_PULSE = 0.0005
E_DELAY = 0.0005

#Open I2C interface
#bus = smbus.SMBus(0)  # Rev 1 Pi uses 0
bus = smbus.SMBus(1) # Rev 2 Pi uses 1

def lcd_init():
  # Initialise display
  lcd_byte(0x33,LCD_CMD) # 110011 Initialise
  lcd_byte(0x32,LCD_CMD) # 110010 Initialise
  lcd_byte(0x06,LCD_CMD) # 000110 Cursor move direction
  lcd_byte(0x0C,LCD_CMD) # 001100 Display On,Cursor Off, Blink Off 
  lcd_byte(0x28,LCD_CMD) # 101000 Data length, number of lines, font size
  lcd_byte(0x01,LCD_CMD) # 000001 Clear display
  sleep(E_DELAY)

def lcd_byte(bits, mode):
  # Send byte to data pins
  # bits = the data
  # mode = 1 for data
  #        0 for command

  bits_high = mode | (bits & 0xF0) | LCD_BACKLIGHT
  bits_low = mode | ((bits<<4) & 0xF0) | LCD_BACKLIGHT

  # High bits
  bus.write_byte(I2C_ADDR, bits_high)
  lcd_toggle_enable(bits_high)

  # Low bits
  bus.write_byte(I2C_ADDR, bits_low)
  lcd_toggle_enable(bits_low)

def lcd_toggle_enable(bits):
  # Toggle enable
  sleep(E_DELAY)
  bus.write_byte(I2C_ADDR, (bits | ENABLE))
  sleep(E_PULSE)
  bus.write_byte(I2C_ADDR,(bits & ~ENABLE))
  sleep(E_DELAY)
  

def lcd_string(message,line):
  # Send string to display
  message = message.ljust(LCD_WIDTH," ")
  lcd_byte(line, LCD_CMD)
  for i in range(LCD_WIDTH):
    lcd_byte(ord(message[i]),LCD_CHR)

def main():
    # Main program block
    # Initialise display
    lcd_init()
  
    while True:
      count = 0
      result = instance.read()
      if result.is_valid():
        # Send some test
        lcd_string(strftime("%Y.%m.%d (%a)", gmtime()) , LCD_LINE_1)
        while count < 3:
          local_time = datetime.datetime.now()
          lcd_string(local_time.strftime("%H:%M:%S"), LCD_LINE_2)
          sleep(1)
          count += 1
  
        # Send some more text
        temp = "Temperature: " + str(result.temperature) + "C"
        humi = "Humidity: " + str(result.humidity) + "%"
        lcd_string(temp, LCD_LINE_1)
        lcd_string(humi ,LCD_LINE_2)

        sleep(3)

try:        
  print('Start:' + str(datetime.datetime.now()))
  main()
except KeyboardInterrupt:

まとめ

  • DHT11の値を読み取るプログラムを探した
  • PythonのプログラムによりDHT11の値を読み取れるようになった
  • 「日時」と「温度・湿度」を交互にLCDに表示させるようにした