DHT11使用 温度・湿度計

2015年9月
温度・湿度センサーDHT11を使用した温度・湿度計を作りました。 常用ではなく必要なときだけちょこっと見られればよいので、電池駆動にして手のひらサイズにまとめました。

動作中の様子

基板2段重ねです。電池ボックスが結構厚みがあるので全体的にゴロッっとしています。

回路図と配線図

回路図



配線図

スペックとファームウェア

スペック
ATmega88P/500kHz/5V動作。電源は電池2本（2～3Vを想定）を5Vに昇圧しています。 リモコン等で使い古した電池を再利用することを考えています。消費電流は10mA程度です。
センサーDHT11の動作電圧範囲は3.5～5.0Vですが、電圧が低いと精度が悪いようなので、これも5V動作です。
1分ごとに温度と湿度を測定し、5秒ごとに交互に表示します。

開発中の様子

温度(temperature)の表示は「t.28.c」。[c]は[℃]のことです。湿度(humidity)の表示は「h.58.P」。[P]は[％]のことです。
これだけだと表示が寂しいので、フルカラーLEDを使い、温度と湿度を色でイメージするようにしました。 温度は低温から高温へ「緑～黄～赤」。湿度は乾燥から多湿へ「緑～水色～青」。

部品について

AVRマイコンは手持ちにあったATmega88Pを使用しています。I/Oピンの数が足りるなら他のAVRでも構いません。 その場合、必要に応じてソースを修正し（主にレジスタの定義）、リビルドしてください。

温度・湿度センサーDHT11は湿度が測定できる安価なセンサーです。 モジュール化されたものもありますが、ここでは大きさの点から単体の部品を使用しています。

4桁7セグはカソードコモンのものなら何でも構いません。ここでは手持ちにあったHP社のQDSP-6064（通称「バブル7セグ」）を使用しています。 SparkFunから通販で入手(2.95＄)。少し高価な部品ですが、大きさの点では具合がよいです。
日本国内では千石電商が比較的安価（330円）。 他にもSWITCH SCIENCEや共立エレショップで取り扱っています。

RGBフルカラーLEDの大きさや形はお好みで。ただし、R,G,Bが独立しているタイプであること（従って4本足）。 また、ここではアノードコモンのものを使用しています。
電流制限抵抗(R6-R8)は、VFの都合で赤の値を青・緑より大きくします。この抵抗値に正解はなく、好みの色味になるよう試行錯誤して決めます。

DHT11のデータ線のプルアップ抵抗は、データシートによると、マイコンとの距離が20m以下では5.1kΩが推奨されています。 手持ちになかったので、ここでは10kΩを使用しています。距離がずっと短いので抵抗値を大きく見積もっています。

7セグの電流制限抵抗は、工作の手間を減らしたくてセグメントごとではなくコモンの線に入れています(R2-R5)。 そのため、よく見ると「1」「c」の点灯は明るく、「8」は暗めです。そんなに気にならないので良しとします。

電源部
本機は電池で動作します。必要なときだけ使用できればよいと考え（電池節約）、電源スイッチを取り付けています。
電圧はHT7750Aによって電池2本（2～3V）から5Vへ昇圧しています。
【参考】「NJM2360を利用した昇圧回路」のページ最後部。

連結部
単三電池ボックスを挟んで基板を重ねる場合、間隔は20mmほど必要です。
基板重ね用の長いピンヘッダを持っていなかったので、ピンソケットを2段にして連結しました。 下段側はロープロファイルのピンソケット、上段側はピンヘッダ。間を足の長いピンソケットで。 足の長さを切りながら基板間隔を微調整できます。
今回、18mmのスペーサを挟みました。上段側の基板ウラ面（半田面）に絶縁シートを貼るなどする場合は20mmのスペーサにした方が良いです。