Sensore di temperatura e umidità DHT11: guida con Arduino, ESP32 e Pico

Il DHT11 è un sensore digitale economico, con involucro di plastica blu, che legge sia la temperatura sia l'umidità relativa attraverso un unico filo dati. Lo trovi in quasi tutte le stazioni meteo con Arduino, nei sistemi per serre e piante, nei termometri per la cameretta e nei progetti di domotica che accendono una ventola quando l'umidità sale. A differenza di un sensore analogico, non misuri una tensione né lotti con le formule: il sensore invia la lettura come un numero già pronto.

Cos'è il DHT11 e dove si usa?

L'umidità che misura è l'umidità relativa: la percentuale della quantità massima di vapore acqueo che l'aria può contenere a quella temperatura. Tra il 40 e il 60% è considerata confortevole; sopra il 70% significa umido e muffa, sotto il 30% aria secca. Il DHT11 misura questo valore e la temperatura ambiente circa una volta al secondo.

• Stazione meteo di casa: mostrare temperatura e umidità su un display LCD o OLED.
• Serra e piante: avvisare quando l'umidità cala e irrigare insieme a un sensore di umidità del terreno.
• Allarme umidità e muffa: far suonare un allarme quando bagno, cantina o armadio superano il 70% di umidità.
• Ventola o deumidificatore automatico: accendere l'apparecchio con un relè quando si supera una soglia di umidità.
• Registratore di dati: salvare le letture su una scheda SD e tracciare un grafico giornaliero.
• Monitoraggio remoto: con un ESP32, pubblicare i valori su una pagina web da aprire sul telefono.

Come funziona il DHT11?

Dentro l'involucro ci sono due elementi di misura. Quello per l'umidità è un materiale che assorbe l'umidità posto tra due elettrodi: più l'aria è umida, più la sua resistenza diminuisce. Per la temperatura si usa un termistore NTC: una piccola resistenza il cui valore scende quando la temperatura sale. Un minuscolo microcontrollore all'interno del sensore misura le due resistenze, le corregge con i valori di calibrazione salvati in fabbrica e invia il risultato in digitale.

La comunicazione avviene su un solo filo. Arduino sveglia il sensore tenendo la linea dati a LOW per almeno 18 millisecondi e il sensore risponde con un pacchetto da 40 bit: 16 bit di umidità, 16 bit di temperatura e un checksum da 8 bit per individuare le letture errate. Non devi programmare questi tempi: la libreria che installeremo tra poco fa tutto da sola.

Caratteristiche tecniche: differenze tra DHT11 e DHT22

In breve: se vuoi tenere d'occhio in modo approssimativo temperatura e umidità in casa, il DHT11 basta ed è più economico. All'aperto, sotto zero o quando conta mezzo grado, scegli il DHT22. Entrambi si collegano e si programmano allo stesso modo; nel codice cambi solo il tipo di sensore.

Piedinatura e collegamento del DHT11

Il DHT11 si vende in due versioni: come modulo a 3 pin con resistenza e LED sulla scheda oppure come sensore nudo a 4 piedini. Sul sensore nudo conta i piedini da sinistra a destra con il lato della griglia rivolto verso di te.

Installare la libreria DHT

1. Apri il Gestore librerie nell'Arduino IDE (in Arduino IDE 2 è l'icona del libro nella barra laterale sinistra).
2. Scrivi DHT sensor library nella ricerca e installa la libreria di Adafruit.
3. Quando ti chiede delle dipendenze, scegli Install all per installare anche Adafruit Unified Sensor.
4. Se vuoi, prova l'esempio incluso in File > Esempi > DHT sensor library > DHTtester.

Codice di esempio per Arduino: temperatura, umidità e indice di calore

Il codice qui sotto esegue una lettura ogni due secondi, segnala le letture fallite e combina temperatura e umidità per calcolare l'indice di calore (la temperatura percepita). Apri il Monitor seriale a 9600 baud per vedere i risultati.

1#include <DHT.h>
2
3#define DHT_PIN 2          // veri pini / data pin
4#define DHT_TYPE DHT11     // DHT22 kullanıyorsan DHT22 yaz / write DHT22 for a DHT22
5
6DHT dht(DHT_PIN, DHT_TYPE);
7
8void setup() {
9  Serial.begin(9600);
10  dht.begin();
11}
12
13void loop() {
14  delay(2000);                                // ölçümler arası bekleme / wait between readings
15
16  float humidity = dht.readHumidity();        // % bağıl nem / % relative humidity
17  float temperature = dht.readTemperature();  // °C
18
19  if (isnan(humidity) || isnan(temperature)) {
20    Serial.println("Okuma hatası / read error");
21    return;
22  }
23
24  // hissedilen sıcaklık / heat index (°C)
25  float heatIndex = dht.computeHeatIndex(temperature, humidity, false);
26
27  Serial.print("Sicaklik / Temp: ");
28  Serial.print(temperature);
29  Serial.print(" C  Nem / Humidity: %");
30  Serial.print(humidity);
31  Serial.print("  Hissedilen / Feels like: ");
32  Serial.print(heatIndex);
33  Serial.println(" C");
34}

Usare il DHT11 con l'ESP32

Sull'ESP32 funziona lo stesso codice; basta impostare DHT_PIN per esempio a 4. Alimenta il sensore dal pin 3V3 dell'ESP32 così anche la linea dati resta a 3,3 V; il DHT11 funziona tranquillamente a questa tensione. I GPIO 34–39 sono solo ingressi e non vanno bene per un DHT, perché la linea dati è bidirezionale. Per scegliere il pin, controlla nello strumento Pinout quali pin dell'ESP32 sono sicuri. Puoi mostrare le letture su una pagina web via Wi-Fi e seguirle dal telefono.

DHT11 con il Raspberry Pi Pico (MicroPython)

MicroPython include un modulo dht per i sensori DHT, quindi non c'è nessuna libreria da installare. Collega il sensore al pin 3V3 del Pico, a GND e al pin GP15:

1import dht
2from machine import Pin
3import time
4
5sensor = dht.DHT11(Pin(15))   # GP15 veri pini / data pin (DHT22 için dht.DHT22)
6
7while True:
8    try:
9        sensor.measure()
10        t = sensor.temperature()   # °C
11        h = sensor.humidity()      # %
12        print("Sicaklik:", t, "C  Nem: %", h)
13    except OSError:
14        print("Okuma hatası / read error")
15    time.sleep(2)

Idee di progetti con il DHT11

• Termometro digitale con LCD: scrivi i valori su un display 16x2; come fare lo spiega Usare un display LCD I2C.
• Ventola comandata dall'umidità: accendi una ventola con un relè quando l'umidità supera il 65%; per il collegamento vedi Cos'è un modulo relè?
• Allarme umidità: fai suonare un buzzer quando si supera la soglia; Cos'è un buzzer? ti aiuta con gli avvisi sonori.
• Registratore di temperatura: salva una lettura ogni 10 minuti con un modulo orologio e una scheda SD.
• Stazione meteo Wi-Fi: pubblica le letture con un ESP32 su una pagina che ogni dispositivo della rete di casa può aprire.

Errori comuni e come risolverli

• NaN continuo o "Failed to read": il filo dati potrebbe essere su un pin diverso da quello del codice, potrebbe mancare la resistenza di pull-up oppure il codice usa il tipo di sensore sbagliato (DHT22 invece di DHT11).
• Leggere troppo spesso: un sensore letto a meno di 2 secondi di distanza restituisce il valore vecchio o un errore.
• Temperatura più alta del dovuto: il sensore potrebbe essere troppo vicino al regolatore di tensione di Arduino o al sole; mettilo a qualche centimetro dalla scheda.
• Letture perse con cavi lunghi: dopo qualche metro il segnale si indebolisce; abbassa il pull-up a 4,7 kΩ, alimenta il sensore a 5 V e usa un cavo di buona qualità.
• Funzionamento instabile sull'ESP32: se il sensore è alimentato a 5 V, la linea dati viene tirata a 5 V; alimentalo dal 3V3 e usa un GPIO che possa essere sia ingresso sia uscita (per esempio il 4).
• Aspettarsi una risposta immediata: un cambio di umidità viene rilevato dopo alcuni secondi; il DHT11 è pensato per monitorare un ambiente, non per misure rapide.

Se ti chiedi quali altri sensori puoi usare, dai un'occhiata alla Guida ai sensori per Arduino, e per misurare le distanze leggi Sensore di distanza HC-SR04. Nell'app BlueGrays trovi progetti passo passo con DHT11 e DHT22, completi di schemi e codice.