Sensor de temperatura e umidade DHT11: guia para Arduino, ESP32 e Pico

O DHT11 é um sensor digital barato, em uma caixinha de plástico azul, que lê tanto a temperatura quanto a umidade relativa por um único fio de dados. Você o encontra em quase toda estação meteorológica com Arduino, monitor de estufa e de plantas, termômetro de quarto de bebê e projeto de casa inteligente que liga um ventilador quando a umidade sobe. Ao contrário de um sensor analógico, você não precisa medir uma tensão e se virar com fórmulas: o sensor envia a leitura como um número pronto.

O que é o DHT11 e onde ele é usado?

A umidade que ele mede é a umidade relativa: a porcentagem do máximo de vapor d'água que o ar consegue reter naquela temperatura. De 40% a 60% é considerado confortável; acima de 70% significa umidade excessiva e mofo, e abaixo de 30% significa ar seco. O DHT11 mede esse valor e a temperatura ambiente cerca de uma vez por segundo.

• Estação meteorológica caseira: mostre a temperatura e a umidade em um display LCD ou OLED.
• Monitoramento de estufa e plantas: avise quando a umidade cair e regue junto com um sensor de umidade do solo.
• Alerta de umidade e mofo: dispare um alarme quando um banheiro, porão ou guarda-roupa passar de 70% de umidade.
• Ventilador ou desumidificador automático: ligue o aparelho com um relé quando um limite de umidade for ultrapassado.
• Registrador de dados: grave as leituras em um cartão SD e monte um gráfico diário.
• Monitoramento remoto: use um ESP32 para publicar os valores em uma página web que você abre no celular.

Como o DHT11 funciona?

Há dois elementos sensores dentro da caixa. O elemento de umidade é um material que absorve umidade entre dois eletrodos; conforme a umidade do ar sobe, a resistência dele cai. A temperatura é medida com um termistor NTC: um pequeno resistor cuja resistência diminui à medida que ele esquenta. Um minúsculo microcontrolador dentro do sensor mede as duas resistências, corrige os valores com dados de calibração gravados na fábrica e envia o resultado em formato digital.

A comunicação acontece por um único fio. O Arduino acorda o sensor mantendo a linha de dados em LOW por pelo menos 18 milissegundos, e o sensor responde com um pacote de 40 bits: 16 bits de umidade, 16 bits de temperatura e uma soma de verificação de 8 bits para detectar leituras com erro. Você não precisa escrever essa temporização; a biblioteca que vamos instalar abaixo cuida de tudo.

Especificações: DHT11 vs DHT22

Resumindo: se você quer uma leitura aproximada da temperatura e da umidade de um ambiente interno, o DHT11 basta e é mais barato. Ao ar livre, abaixo de zero ou onde meio grau faz diferença, escolha o DHT22. Os dois são ligados e programados do mesmo jeito; você só muda o tipo de sensor no código.

Pinagem e ligação do DHT11

O DHT11 é vendido de duas formas: como módulo de 3 pinos, com resistor e LED na placa, ou como sensor avulso de 4 terminais. No sensor avulso, conte os terminais da esquerda para a direita com a face da grade virada para você.

Instalando a biblioteca DHT

1. Abra o Gerenciador de Bibliotecas na Arduino IDE (o ícone de livro na barra lateral esquerda da Arduino IDE 2).
2. Digite DHT sensor library na caixa de busca e instale a biblioteca da Adafruit.
3. Quando ela perguntar sobre as dependências, escolha Instalar tudo para que a Adafruit Unified Sensor também seja instalada.
4. Se quiser, experimente o exemplo pronto em Arquivo > Exemplos > DHT sensor library > DHTtester.

Código de exemplo para Arduino: temperatura, umidade e índice de calor

O código abaixo faz uma leitura a cada dois segundos, avisa quando uma leitura falha e combina temperatura e umidade para calcular o índice de calor (a sensação térmica). Abra o Monitor Serial em 9600 baud para ver os resultados.

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}

Usando o DHT11 com o ESP32

O mesmo código roda no ESP32; basta definir DHT_PIN como, por exemplo, 4. Alimente o sensor pelo pino 3V3 do ESP32 para que a linha de dados também fique em 3,3 V; o DHT11 funciona bem com essa tensão. Os GPIO 34–39 são somente de entrada, então não servem para o DHT, porque a linha de dados é bidirecional. Na hora de escolher o pino, confira quais pinos do ESP32 são seguros na ferramenta Pinagem. Você pode mostrar as leituras em uma página web via Wi-Fi e acompanhá-las pelo celular.

DHT11 com o Raspberry Pi Pico (MicroPython)

O MicroPython tem um módulo dht integrado para sensores DHT, então não há biblioteca para instalar. Ligue o sensor ao pino 3V3 do Pico, ao GND e ao pino 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)

Ideias de projetos com DHT11

• Termômetro digital com LCD: escreva os valores em um display 16x2; veja como em Como usar um display LCD I2C.
• Ventilador controlado pela umidade: acione um ventilador por um relé quando a umidade passar de 65%; para a ligação, veja O que é módulo relé?
• Alarme de umidade: toque um buzzer quando o limite for ultrapassado; O que é buzzer? explica os alertas sonoros.
• Registrador de temperatura: salve uma leitura a cada 10 minutos com um módulo de relógio e um cartão SD.
• Estação meteorológica Wi-Fi: publique as leituras com um ESP32 em uma página que qualquer dispositivo da sua rede doméstica pode abrir.

Erros comuns e como resolver

• NaN constante ou “Failed to read”: o fio de dados pode estar em um pino diferente do que está no código, o resistor de pull-up pode estar faltando ou o código pode usar o tipo de sensor errado (DHT22 em vez de DHT11).
• Ler com muita frequência: um sensor lido em intervalos menores que 2 segundos devolve o valor antigo ou um erro.
• Temperatura mais alta do que deveria: o sensor pode estar perto demais do regulador de tensão do Arduino ou exposto ao sol; coloque-o a alguns centímetros da placa.
• Leituras perdidas com cabos longos: o sinal enfraquece depois de alguns metros; reduza o pull-up para 4,7 kΩ, alimente o sensor com 5 V e use um cabo de boa qualidade.
• Instabilidade no ESP32: se o sensor é alimentado com 5 V, a linha de dados é puxada para 5 V; alimente-o pelo 3V3 e use um GPIO que possa ser entrada e saída (por exemplo, o 4).
• Esperar resposta instantânea: ele leva alguns segundos para registrar uma mudança de umidade; o DHT11 foi feito para monitorar um ambiente, não para medições rápidas.

Se você quer saber que outros sensores pode usar, dê uma olhada no Guia de sensores para Arduino e, para medir distância, veja Sensor de distância HC-SR04. No app BlueGrays você encontra projetos passo a passo com DHT11 e DHT22, com esquemas de circuito e código.