Raspberry Pi Pico: Temperatur messen mit dem DHT11

Temperatur und Luftfeuchtigkeit messen ist die klassische Anwendung für Mikrocontroller mit Klimasensoren. Die dabei ermittelten Werte haben durchaus praktische Relevanz. Es gibt viele Anwendungen, bei denen Motoren, Pumpen, Heizungen und Lüfter temperaturabhängig geschaltet oder gesteuert werden.

Der DHT11 ist ein digitaler Temperatur- und Luftfeuchtigkeitssensor. Im folgenden Aufbau wollen wir die Temperatur und Luftfeuchtigkeit mit einem DHT11 messen und anzeigen.

Aufbau und Bauteile

Raspberry Pi Pico		DHT11
Pin 36	3V3 +3,3V	1 (VCC)
Pin 19	GPIO 14	2 (Data)
Pin 18	GND	4 (GND)

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Programmcode für MicroPython

Der Programmcode verwendet die interne DHT11-Unterstützung in MicroPython. In einer Endlos-Schleife werden die Werte für Temperatur und Luftfeuchtigkeit ausgelesen und angezeigt.

# Bibliotheken laden
from machine import Pin
from time import sleep
from dht import DHT11

# Initialisierung GPIO und DHT11
sleep(1)
dht11_sensor = DHT11(Pin(14, Pin.IN, Pin.PULL_UP))

# Wiederholung (Endlos-Schleife)
while True:
    # Messung durchführen
    dht11_sensor.measure()
    # Werte lesen
    temp = dht11_sensor.temperature()
    humi = dht11_sensor.humidity()
    # Werte ausgeben
    print('      Temperatur:', temp, '°C')
    print('Luftfeuchtigkeit:', humi, '%')
    print()
    sleep(3)

Nach der Inbetriebnahme durch die Verbindung mit der Betriebsspannung wird im Programmcode mindestens 1 Sekunde gewartet, bis der Sensor abfragt wird, um den unbestimmten Zustand zu übergehen. Das ist insbesondere dann wichtig, wenn der Raspberry Pi Pico mit dem DHT11 autark betrieben wird.

Troubleshooting

Beim Ausführen des Programmcodes erscheint folgende Fehlermeldung. Was ist das Problem und was ist zur Lösung zu tun?

ImportError: no module named 'dht'

Die Fehlermeldung sagt, dass es kein Import-Modul mit dem Namen „dht“ gibt. Das könnte ein Fehler im Programmcode sein. In diesem Fall aber nicht. Vermutlich befindet sich auf dem Raspberry Pi Pico eine veraltete MicroPython-Firmware in der noch keine DHT-Unterstützung vorhanden ist
DHTs werden ab MicroPython Version 1.18 unterstützt.

Welche MicroPython-Version auf Deinem Raspberry Pi Pico drauf ist, kannst Du Dir mit einem Klick auf den STOP-Button in der Kommandozeile von Thonny anzeigen lassen.

Beim Ausführen des Programmcodes erscheint folgende Fehlermeldung. Was ist das Problem und was ist zur Lösung zu tun?

OSError: [Errno 116] ETIMEDOUT

Die Fehlermeldung deutet an, dass die Kommunikation mit dem DHT11-Temperatursensor nicht möglich ist. Das wird an einer fehlerhaften oder instabilen Verkabelung des Sensors mit dem Raspberry Pi Pico liegen.

Kontrolliere die Steckverbindungen. Selbst wenn die korrekt sind, kann ein Wackelkontakt die Verbindung stören. Hilfreich ist es, wenn die Verbindungen kurz gehalten werden.
Dauerhaft lösen kann man dieses Problem dadurch, an der Daten-Leitung einen Pullup-Widerstand zwischen 1 und 10 kOhm vorzusehen. Ein Pullup-Widerstand verbindet die Datenleitung mit +VCC und sorgt für stabile elektrische Verhältnisse auf der Datenleitung. Es gibt DHT11-Module auf deren Platine der Widerstand bereits aufgelötet ist.

Programmcode für MMBasic

DIM FLOAT temp, humidity
BITBANG HUMID GP14, temp, humidity, 1
PRINT "Temperatur:" temp  "°C"
PRINT "Luftfeuchtigkeit:" humidity "%"

Experimente und Beobachtungen

Bei diesem Aufbau und dem Programmcode bietet es sich an, mehrere Experimente durchzuführen, um die Leistungsfähigkeit des DHT11 bei der Temperatur- und Luftfeuchtigkeitsmessung festzustellen.

Hinweis: Messen heißt Vergleichen einer bekannten mit einer unbekannten Größe. Das heißt, wir brauchen ein Thermometer, dass uns Referenzwerte für Temperatur und Luftfeuchtigkeit anzeigt.

Um die Luftfeuchtigkeit am Sensor zu ändern, reicht es aus, wenn man in kurz und kräftig anhaucht. Der menschliche Atem ist so feucht, dass dadurch der Messwert auf den Maximalwert springt und innerhalb einer Minute langsam wieder auf einen normalen Wert absinkt.
Um die Temperatur am Sensor zu ändern wird man das Gehäuse mit zwei Fingern für etwa eine Minute umschließen müssen. In dieser Zeit wird die Temperatur ansteigen. Wenn man den Sensor wieder loslässt, wird die Temperatur auf einen normalen Wert wieder absinken.

Darf es ein bisschen mehr sein?

Wie wäre es, einfach mal mehrere Temperatursensoren miteinander zu vergleichen, um herauszufinden wie gut oder wie schlecht die messen?

Temperaturmessung von DHT11, DHT22 und DS18B20 vergleichen

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