DHT11温湿度センサー：Arduino・ESP32・Picoで使うガイド

DHT11は、1本のデータ線で温度と相対湿度の両方を読み取れる、青いプラスチックケースの安価なデジタルセンサーです。Arduinoで作る気象ステーション、温室や植物のモニター、子ども部屋の温度計、湿度が上がるとファンを回すスマートホームのプロジェクトなど、ほぼすべてで使われています。アナログセンサーとは違い、電圧を測って計算式をいじる必要はありません。センサーが測定値をそのまま数値で送ってくれます。

DHT11とは？どこで使われる？

このセンサーが測る湿度は相対湿度です。その温度で空気が含める水蒸気の最大量に対して、何パーセント含んでいるかを表します。40〜60%が快適とされ、70%を超えると湿気やカビ、30%を下回ると乾燥した空気を意味します。DHT11はこの値と周囲の温度を約1秒に1回測ります。

• 家庭用の気象ステーション：温度と湿度をLCDやOLEDのディスプレイに表示します。
• 温室や植物のモニター：湿度が下がったら知らせ、土壌水分センサーと組み合わせて水やりをします。
• 湿気やカビの警告：浴室、地下室、クローゼットの湿度が70%を超えたらアラームを鳴らします。
• 自動ファンや除湿機：湿度のしきい値を超えたら、リレーで機器をオンにします。
• データロガー：測定値をSDカードに書き込み、1日のグラフを作ります。
• リモート監視：ESP32を使って、スマートフォンで開けるWebページに値を表示します。

DHT11はどう動く？

ケースの中には2つの測定素子があります。湿度素子は2つの電極の間に湿気を吸う材料をはさんだもので、空気中の湿度が上がると抵抗値が下がります。温度はNTCサーミスタで測ります。温度が上がると抵抗値が下がる小さな抵抗です。センサーの中の小さなマイコンが2つの抵抗値を測り、工場で記録された校正値で補正して、結果をデジタルで送ります。

通信は1本の線で行います。Arduinoがデータ線を少なくとも18ミリ秒LOWにしてセンサーを起こすと、センサーは40ビットのパケットで応答します。内訳は湿度16ビット、温度16ビット、読み取りエラーを見つけるための8ビットのチェックサムです。このタイミングを自分で書く必要はありません。このあとインストールするライブラリがすべて処理してくれます。

仕様：DHT11とDHT22の違い

まとめると、室内の温度と湿度をおおまかに知りたいなら、DHT11で十分で、価格も安いです。屋外、氷点下、または0.5度の差が重要な用途ではDHT22を選んでください。どちらも配線とコードは同じで、コードのセンサーの種類を変えるだけです。

DHT11のピン配置と配線

DHT11には2つの形態があります。基板に抵抗とLEDが付いた3ピンのモジュールと、4本足のセンサー単体です。センサー単体の場合は、格子のある面を手前に向けて、左から右へ足を数えます。

DHTライブラリをインストールする

1. Arduino IDEでライブラリマネージャを開きます（Arduino IDE 2では左サイドバーの本のアイコン）。
2. 検索欄にDHT sensor libraryと入力し、Adafruit製のライブラリをインストールします。
3. 依存関係について聞かれたら全てをインストールを選び、Adafruit Unified Sensorも一緒にインストールします。
4. 必要なら、「ファイル」>「スケッチ例」> DHT sensor library > DHTtesterにある既製のサンプルを試してみてください。

Arduinoのサンプルコード：温度、湿度、暑さ指数

下のコードは2秒ごとに測定し、読み取りに失敗したときはそれを知らせ、温度と湿度を組み合わせて暑さ指数（体感温度）を計算します。結果を見るには、シリアルモニタを9600 baudで開いてください。

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}

ESP32でDHT11を使う

ESP32でも同じコードが動きます。DHT_PINをたとえば4に変えるだけです。データ線も3.3 Vのままになるように、センサーはESP32の3V3ピンから給電してください。DHT11はこの電圧で問題なく動作します。データ線は双方向なので、入力専用のGPIO 34〜39はDHTには向いていません。ピンを選ぶときは、ピン配置ツールでESP32のどのピンが安全かを確認してください。Wi-Fi経由で測定値をWebページに表示し、スマートフォンから確認することもできます。

Raspberry Pi PicoでDHT11を使う（MicroPython）

MicroPythonにはDHTセンサー用のdhtモジュールが組み込まれているので、ライブラリをインストールする必要はありません。センサーをPicoの3V3ピン、GND、GP15ピンにつなぎます。

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)

DHT11を使ったプロジェクトのアイデア

• LCD付きデジタル温度計：値を16x2のディスプレイに表示します。方法はI2C LCDディスプレイの使い方で紹介しています。
• 湿度で制御するファン：湿度が65%を超えたらリレーでファンを回します。配線はリレーモジュールとは？を参照してください。
• 湿気アラーム：しきい値を超えたらブザーを鳴らします。音による通知はブザーとは？で解説しています。
• 温度ロガー：時計モジュールとSDカードで、10分ごとに測定値を保存します。
• Wi-Fi気象ステーション：ESP32で、家のネットワーク上のどの機器からでも開けるページに測定値を公開します。

よくある失敗と直し方

• ずっとNaNや「Failed to read」が出る：データ線がコードとは別のピンにつながっている、プルアップ抵抗がない、コードのセンサーの種類が間違っている（DHT11ではなくDHT22）といった可能性があります。
• 頻繁に読みすぎる：2秒より短い間隔で読むと、センサーは前回の値かエラーを返します。
• 温度が実際より高い：センサーがArduinoの電圧レギュレーターに近すぎるか、日なたにある可能性があります。ボードから数センチメートル離して置いてください。
• 長いケーブルで読み取りが途切れる：数メートルを超えると信号が弱くなります。プルアップを4.7 kΩに下げ、センサーを5 Vで給電し、品質のよいケーブルを使ってください。
• ESP32で不安定になる：センサーを5 Vで給電すると、データ線が5 Vにプルアップされます。3V3から給電し、入力と出力の両方に使えるGPIO（たとえば4）を使ってください。
• すぐに反応すると思ってしまう：湿度の変化を検出するには数秒かかります。DHT11は速い測定用ではなく、室内の監視用に作られています。

ほかにどんなセンサーが使えるか知りたいならArduinoセンサーガイドを、距離を測るならHC-SR04距離センサーを読んでみてください。BlueGraysアプリでは、DHT11とDHT22を使ったステップごとのプロジェクトを、回路図とコード付きで見られます。