라즈베리 파이로 DHT11 온습도 데이터 읽기 Python

기술 토론 임베디드시스템
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라즈베리 파이 4에서 Python을 사용하여 GPIO를 통해 DHT11 온습도 센서에서 데이터 읽기

소개

DHT11은 교정된 디지털 신호 출력을 제공하는 온습도 센서입니다. 습도 정확도는 ±5%RH, 온도 정확도는 ±2℃이며, 측정 범위는 습도 20~90%RH, 온도 0~50℃입니다. 정확도는 낮지만 가격이 저렴합니다. DHT11은 싱글 바스 통신을 사용하며, 작동 전압은 3.3~5V입니다.

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Arduino로 DHT11, DHT22, SHTC3 온습도 데이터 읽기: https://blog.zeruns.com/archives/527.html
Python으로 마이크로초 단위 지연 구현 방법: https://blog.zeruns.com/archives/623.html

DHT11 데이터시트 다운로드 주소: https://url.zeruns.com/DHT11 비밀번호: qefk

소스 코드

회로 연결:

저는 라즈베리 파이 4를 사용했습니다. 다른 버전은 자체적으로 확인하여 수정하세요.

라즈베리 파이 4 GPIO 핀 설명: https://url.zeruns.com/RPI4_GPIO

DHT11		라즈베리 파이
 VCC---------5V (2번 핀)
 DATA-------BCM18 (BCM 번호 18번 핀, 즉 12번 핀)
 GND--------Ground (6번 핀)

소스 코드:

import RPi.GPIO as GPIO
import time

def delayMicrosecond(t):    # 마이크로초 단위 지연 함수
    start,end=0,0           # 변수 선언
    start=time.time()       # 시작 시간 기록
    t=(t-3)/1000000     # 입력 t를 초 단위로 변환, -3은 시간 보정
    while end-start<t:  # 시간 차이가 설정값 이상이 될 때까지 반복
        end=time.time()     # 종료 시간 기록

tmp=[]      # 읽은 데이터를 저장할 리스트

data = 18   # DHT11의 DATA 핀이 연결된 라즈베리 파이 GPIO 핀 (BCM 번호 사용)
# https://blog.zeruns.com  
a,b=0,0

def DHT11():
    GPIO.setup(data, GPIO.OUT)  # GPIO 핀을 출력 모드로 설정
    GPIO.output(data,GPIO.HIGH) # GPIO 출력을 고전압으로 설정
    delayMicrosecond(10*1000)   # 10밀리초 지연
    GPIO.output(data,GPIO.LOW)  # GPIO 출력을 저전압으로 설정
    delayMicrosecond(25*1000)   # 25밀리초 지연        
    GPIO.output(data,GPIO.HIGH) # GPIO 출력을 고전압으로 설정
    GPIO.setup(data, GPIO.IN)   # GPIO 핀을 입력 모드로 설정
# https://blog.zeruns.com     
    a=time.time()           # 루프 시작 시간 기록
    while GPIO.input(data): # 입력이 저전압이 될 때까지 반복
        b=time.time()       # 종료 시간 기록
        if (b-a)>0.1:       # 루프 시간이 0.1초를 초과하지 않았는지 확인 (무한 루프 방지)
            break           # 루프 탈출
          
    a=time.time()
    while GPIO.input(data)==0:  # 입력이 고전압이 될 때까지 반복
        b=time.time()
        if (b-a)>0.1:
            break
                 
    a=time.time()
    while GPIO.input(data): # 입력이 저전압이 될 때까지 반복
        b=time.time()
        if (b-a)>=0.1:
            break   
             
    for i in range(40):         # 40번 반복하여 온습도 데이터 수신
        a=time.time()
        while GPIO.input(data)==0:  # 입력이 고전압이 될 때까지 반복
            b=time.time()
            if (b-a)>0.1:
                break
# https://blog.zeruns.com                         
        delayMicrosecond(28)    # 28마이크로초 지연
             
        if GPIO.input(data):    # 28마이크로초 후에도 여전히 고전압인지 확인
            tmp.append(1)       # 수신된 비트를 1로 기록
                 
            a=time.time()
            while GPIO.input(data): # 입력이 저전압이 될 때까지 반복
                b=time.time()
                if (b-a)>0.1:
                    break
        else:
            tmp.append(0)       # 수신된 비트를 0으로 기록
             
while True:
    GPIO.setmode(GPIO.BCM)      # BCM 번호 모드 설정
    GPIO.setwarnings(False)
    del tmp[0:]                 # 리스트 초기화
    time.sleep(1)               # 1초 지연
# https://blog.zeruns.com     
    DHT11()
  
    humidity_bit=tmp[0:8]       # 리스트 분할: 0~7비트는 습도 정수 데이터
    humidity_point_bit=tmp[8:16]# 습도 소수점
    temperature_bit=tmp[16:24]  # 온도 정수
    temperature_point_bit=tmp[24:32]    # 온도 소수점
    check_bit=tmp[32:40]        # 검사 비트
 
    humidity_int=0
    humidity_point=0
    temperature_int=0
    temperature_point=0
    check=0
# https://blog.zeruns.com  
    for i in range(8):          # 이진수를 십진수로 변환
        humidity_int+=humidity_bit[i]*2**(7-i)
        humidity_point+=humidity_point_bit[i]*2**(7-i)
        temperature_int+=temperature_bit[i]*2**(7-i)
        temperature_point+=temperature_point_bit[i]*2**(7-i)
        check+=check_bit[i]*2**(7-i)
  
    humidity=humidity_int+humidity_point/10
    temperature=temperature_int+temperature_point/10
  
    check_tmp=humidity_int+humidity_point+temperature_int+temperature_point
  
    if check==check_tmp and temperature!=0 and temperature!=0:  # 데이터 정상 여부 확인
        print("Temperature is ", temperature,"C\nHumidity is ",humidity,"%")# 온습도 데이터 출력
        print("https://blog.zeruns.com")
    else:
        print("error")
  
    time.sleep(1)
    GPIO.cleanup()

실행 결과

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