Czujnik DHT22 - wykorzystane metody pomiarów

[Screamers]

Cześć,
Dzisiaj zwracam się z pytaniem dotyczącym zastosowanych metod pomiarowych w czujniku DHT22, który jest odpowiedzialny za odczyt temperatury oraz wilgotności.

Przejrzałem sporo artykułów, a także dokumentacji i znalazłem jedynie informacje, mówiące o tym, że w owym module jest zaimplementowany termistor.

Stąd rodzi się pytanie do społeczeństwa forum.

Jaka metoda pomiaru jest tutaj wykorzystana? Zależność rezystancyjna? Czujniki termoelektyczne?

Dziękuje za poświęcony czas

[marek1707]

"Przejrzałem sporo artykułów, a także dokumentacji i znalazłem jedynie informacje, mówiące o tym, że w owym module jest zaimplementowany termistor"

Też mi odkrycie 😐 Skoro tyle przeczytałeś i nic nie znalazłeś to znaczy, że producent nie chce się tym chwalić. Dlaczego więc uważasz, że ktoś z nas mógłby wiedzieć takie rzeczy? Myślisz, że zajmujemy się rozkminianiem obcych scalaków?

Swoją drogą DHT22 to przede wszystkim czujnik wilgotności. Elementem pomiarowym jest tam kondensator z dielektrykiem wykonanym ze specjalnego polimeru, którego przenikalność dielektryczna zależy od wilgotności względnej. Kondensator zmienia swoją pojemność a jakiś generator mający w obwodzie ten kondensator zmienia swoją częstotliwość. Liczniki cyfrowe tę częstotliwość mierzą i to jest zgrubny wynik. Niestety własności dielektryka zależą też od temperatury więc w takich czujnikach z definicji znajduje się także czujnik temperatury. Zanim więc z czujnika dostaniesz wynik, do pomiaru z kondensatora dodawana jest poprawka uwzględniająca temperaturę. Metod pomiaru temperatury jest mnóstwo - akurat termistor jest bardzo niefajnym elementem, bo nieliniowym. Trzeba by go linearyzować itp. Dużo lepszym jest złącze pn albo tzw. band-gap references. Tak więc pomiar temperatury w DHT22 jest smutnym dodatkiem, a nie główną funkcją tego czujnika. Do czego Ci to potrzebne?

[NobodyNF]

[...], że w owym module jest zaimplementowany termistor. [..]

Jaka metoda pomiaru jest tutaj wykorzystana? Zależność rezystancyjna? Czujniki termoelektyczne? [..]

Sam sobie odpowiedziałeś na pytanie: termistor to opornik, którego wartość jest zależna od temperatury. Masz do wyboru CTR, PTC i NTC : w PTC wraz ze wzrostem temperatury opór elektryczny rośnie, w NTC wraz ze wzrostem temperatury opór maleje. CTR to termistor o charakterystyce skokowej - polimerowy bezpiecznik - jak się nagrzeje to przestaje przewodzić (w uproszczeniu, po prostu opór rośnie gwałtownie). Czujnik Pt-100 to też opornik, termistor PTC, wykonany z platyny, którego opór w temp. 0 oC wynosi 100 ohm. Jeżeli w specyfikacji nie ma słowa o tym jaki jest to termistor, to lutownica w rękę. Wylutowany termoelement pod miernik i grzejemy go suszarką w obecności skalibrowanego termometru wzorcowego. Zapisujesz sobie wyniki w postaci tabelki: Temp. i Opór. Wyniki do Excela i rysujemy sobie krzywą. Wykres NTC gdzie x to temperatura, y to opór, przypomina wykres funkcji y=1/x, zaś PTC przypomina trochę y=2^x +b. Oczywiście charakterystyka zależy od termoelementu i na pewno nie pokrywa się z przytoczonymi przeze mnie funkcjami. Aby otrzymać w miarę dokładną temperaturę, trzeba niestety wydać pieniążki i zakupić odpowiednią parę: Pt-100 i regulator/miernik np. Apar SCL12E3, MR Elektronika, Lumel lub inny. Wówczas możemy mówić o dokładności rzędu 0,1% zakresu pomiarowego oC +- jedna cyfra, o wzorcowaniu i kalibracji układu pomiarowego .

[marek1707]

Ech, napisałeś się tyle i chyba na próżno.. a widziałeś kiedyś czujnik wilgotności o który pytał Screamers? Jak sobie wyobrażasz wylutowanie czegokolwiek z monolitycznej kostki krzemu? W specyfikacji DHT22 nigdzie nie jest napisane, że to w ogóle termistor. Na strukturach scalaków nikt nie robi termistorów ani tym bardziej drucianych PT100, bo to nie pasuje do technologii. Powszechne są za to złącza p-n napędzane ze źródeł prądowych (-2mV/C) - tak się robi pomiary temperatury w procesorach cyfrowych bo to proste i tanie, no i genialne w swej prostocie vs. parametry tzw. układy bandgap. Może poczytaj, choćby tu:

https://en.wikipedia.org/wiki/Silicon_bandgap_temperature_sensor

[Polecacz 101]

Produkcja i montaż PCB - wybierz sprawdzone PCBWay!
   • Darmowe płytki dla studentów i projektów non-profit
   • Tylko 5$ za 10 prototypów PCB w 24 godziny
   • Usługa projektowania PCB na zlecenie
   • Montaż PCB od 30$ + bezpłatna dostawa i szablony
   • Darmowe narzędzie do podglądu plików Gerber
Zobacz również » Film z fabryki PCBWay

[NobodyNF]

Ech, napisałeś się tyle i chyba na próżno.. a widziałeś kiedyś czujnik wilgotności o który pytał Screamers? "

http://www.jarzebski.pl/arduino/czujniki-i-sensory/czujnik-wilgotnosci-i-temperatury-dht11-dht22.html

http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/58557/DALLAS/DS18B20.html

https://cdn-shop.adafruit.com/datasheets/DHT22.pdf

No widzisz, człowiek uczy się przez całe życie. Ze względu na zboczenie zawodowe, koszt i dokładność pomiaru, prawie od zawsze użytkuję PTC (albo platyna Pt-100 albo nikiel czyl Ni-1000). A tu okazuje się, że w DTH22 jest układ DS18B20 i kondensator do mierzenia wilgotności. Jeżeli chodzi o koszt to zobacz TME: Pt100 do SMD kosztuje w detalu 7,25 zł (PTS-0603-B-PU-100R ) do 11.90 PLN a DTH22 ciut ponad 100 😉 W Conradzie cena przybliża się do polskiej rzeczywistości i DTH22 kosztuje 23 PLN, na elty.pl jest nawet za 19 z groszami 😉 Nie pisz proszę, że to polska specyfika, tak się składa, że tu żyjemy, prowadzimy firmy, zarabiamy na życie itp., więc obowiązują nas ceny polskie - a nie np. z AliExpress. Ale dzięki za info o czujniku, prawdopodobnie nie wykorzystam, Ty pewnie też nie będziesz mieć korzyści ani satysfakcji z posiadania wiedzy, niemniej jednak dzięki za przekazanie wiedzy.

P.S.

Link do strony osoby, która opracowała mały test czujników DTH11 i DTH22 http://kaktusa.pl/monitor-temperatury-wskaznik-tendencji/

[marek1707]

Nie rozumiem o co chodzi. Pytanie autora wątku dotyczyło użytej metody pomiarowej a nie porównywania cen. Nikt rozsądny nie będzie używał DHT do pomiaru temperatury - do tego jest całe mnóstwo innych tańszych i lepszych czujników. To jest przede wszystkim sensor wilgotności - i to marny na dzisiejsze czasy.

A napisałem, że pomiar temperatury w czujnikach wilgotności jest smutną koniecznością związaną z kalibracją temperaturową. I tyle. Po co piszesz o platynie czy niklu i ich cenach? Bo coś o nich wiesz? Jaki to ma związek z tematem wątku?

Acha, i jeszcze jedno: 18B20 jest drogim elementem, bo zawiera oprócz samego pomiaru również układy interfejsu 1-wire za które musisz zapłacić, bo zużywają powierzchnię krzemu. Nikt normalny nie wstawi go do swojego wyrobu masowego, który ma być maksymalnie tani więc nie wiem skąd wziąłeś informację o obecności Dallasowego 18B20 w DHT22. To bardzo podrożyłoby czujnik wilgotności a jeszcze zmusiło wewnętrzne CPU (jeśli w ogóle tam jest - a wtedy musiałoby by być) do implementacji dodatkowego 1-wire da głupiego pomiaru temperatury. Projektanci chipów mają wystarczająco dużo gotowych, bibliotecznych modułów bandgap by nie musieć wstawiać gdzieś na zewnątrz tak kosztownych i upierdliwych elementów jak 18B20.

[NobodyNF]

>> Nie rozumiem o co chodzi.

To widzę - o nic mi nie chodzi, po prostu podziękowałem, że podzieliłeś się z nami wiedzą.

>> Pytanie autora wątku dotyczyło użytej metody pomiarowej a nie porównywania cen.

>> Jaki to ma związek z tematem wątku?

To nie ma nic wspólnego z tematem wątku, nie chciałem nic od autora wątku, ale od Ciebie - pokazać, że termistory też są tanie "jak barszcz".

A ponieważ masz rację, dlatego dalej po prostu się "zamykam".

[Harnas]

Zauważyłem dzisiaj że mój nowy DHT22 (2.4$) kupiony niedawno na aliexpress ma jakoś pusto w środku, i porównałem go z DHT22 kupionym jakieś 4-5 lat temu. Stary zawiera w środku chyba termistor i kondensator do mierzenia wilgotności, natomiast nowy zawiera w środku tylko chip (ma kwadratowe okienko), wyglądający jak HDC1080 (5$) który też kupiłem niedawno na aliexpress.

Zdjęcia starego:

Nowy:

HDC1080: