پک آموزش رباتیک سورنو
پک ساختمانسازی تورنو
پک آموزش الکترونیک الینو
پک آموزش رباتیک برنا
پک آموزش الکترونیک سورنو
مجموعه آموزش الکترونیک شماره 2
بسته ساخت آسانسور با بدنه
کیت ربات تک کاره مسیریاب
آشنایی با 15 سنسور اندازه‌گیری دما و رطوبت
ترمومترها و سنسورهای دما به صورت گسترده در صنایع مختلف استفاده می‌شوند. با پیشرفت‌های به وجود آمده در علم و تکنولوژی، روش‌های متنوع و سنسورهای گوناگونی برای اندازه‌گیری و بررسی دما و رطوبت تولید شده‌اند. این حسگرها در بخش‌هایی از جمله صنایع، منازل، آزمایشگاه‌ها، کارخانجات و . . . به کار می‌روند. در واقع انواع سنسور دما و رطوبت سازگار با آردوینو، برای متصل کردن به میکروکنترلرها و سیستم‌های میکروپروسسور مناسب هستند. برخی از این سنسورها با در نظرگیری فاکتورهایی نظیر ولتاژ و پروتکل ارتباطی، می‌توانند کارایی زیادی داشته باشند.
با این وجود، انتخاب و خرید سنسور دما و رطوبت می‌تواند موضوع چالش‌برانگیزی برای بسیاری از افراد باشد زیرا تنوع این محصولات بسیار زیاد است. در این مطلب آموزشی شما را با رایج‌ترین سنسورهای دما و رطوبت موجود در بازار آشنا و مهمترین ویژگی‌ها و کاربردهای آنها را معرفی خواهیم کرد؛ پس با بلاگ بهنام رباتیک همراه باشید.
فهرست مطالب
آنچه در این مطلب می‌آموزید
- مهمترین فاکتورها در زمان خرید سنسور دما و رطوبت
- آشنایی با مدل‌های متنوع سنسور دما و رطوبت
- شاخص‌ترین ویژگی‌های مربوط به سنسورهای دما و رطوبت
- مقایسه سنسورهای دما و رطوبت رایج در بازار
نحوه انتخاب و خرید سنسور دما و رطوبت
با توجه به تنوع بالای سنسورهای دما و رطوبت موجود در بازار، انتخاب و خرید نمونه مناسب پروژه می‌تواند موضوع چالش‌برانگیزی برای بسیاری از افراد باشد. با این وجود، اولویت‌بندی نیازها و توجه به پارامترهای کلیدی می‌تواند کمک زیادی به تصمیم‌گیری درست در زمان خرید سنسور دما و رطوبت کند. با این اوصاف، بد نیست ابتدا به پارامترهای کلیدی نگاهی بیندازیم و سپس نحوه خرید و انتخاب کارآمدترین سنسورها را آموزش ببینیم.
اولین فاکتور مهم در زمان خرید سنسور دما و رطوبت؛ رزولوشن
رزولوشن کوچک‌ترین واحدی است که یک ابزار می‌تواند اندازه‌گیری کند. برای مثال، یک سنسور دما و رطوبت با رزولوشن 0.01 درجه سانتی‌گراد قادرست تغییرات دمایی را ثبت نماید. در واقع هر چه این عدد کمتر شود، رزولوشن بیشتر خواهد شد. بر این اساس، وقتی می‌خواهیم دمای خانه را اندازه‌گیری کنیم، یک سنسور با رزولوشن 1 درجه سانتی‌گراد کار ما را راه خواهد انداخت اما در یک آزمایشگاه، بهتر است سراغ سنسوری برویم که رزولوشن پایین‌تری دارد. به این ترتیب، رزولوشن شاید مهمترین فاکتور در زمان خرید سنسور دما و رطوبت به شمار برود.
دومین فاکتور در زمان خرید سنسور دما و رطوبت؛ دقت (خطا)
این فاکتور در کنار رزولوشن در زمان خرید سنسور مناسب اندازه‌گیری دما اهمیت بالایی دارد. حداکثر مقدار خطای یک حسگر باید و حتماً در دیتاشیت و مشخصات فنی یک سنسور ثبت گردد. برای مثال، یک سنسور با رزولوشن 0.01 درجه سانتی‌گراد و دقت 0.02± می‌تواند دما تا مقدار 100 درجه سانتی‌گراد را اندازه‌گیری نماید اما دمای ثبت شده ممکن است به میزان 0.02 درصد خطا داشته باشد. البته باید اشاره کنیم که این‌گونه نیست که شرایط حساس‌تر حتماً به سنسورهای با دقت پایین‌تری نیاز خواهند داشت.
نکته: از آن جایی که در فیزیک هیچ چیز مطلق نیست، رخ دادن برخی خطاها نیز انکارناپذیر است. بر این اساس، هر چه دقت بیشتر شود، قیمت سنسور افزایش خواهد یافت.
هشدار: دقت و رزولوشن نسبت معکوس دارند بنابراین هر چه رزولوشن بیشتر شود، دقت کاهش خواهد یافت. برای اینکه این دو پارامتر را از یکدیگر تشخیص دهید، به خاطر داشته باشید که دقت اندازه‌گیری دما در سنسورهای دیجیتال را رزولوشن می‌نامند حال آنکه خطای اندازه‌گیری را دقت هم نام‌گذاری می‌کنند.
سومین فاکتور در زمان خرید سنسور دما و رطوبت؛ رنج اندازه‌گیری
رنج اندازه‌گیری دما پارامتری است که یک سنسور می‌تواند بدون اینکه آسیبی ببیند، در آن زمینه فعالیت نماید. برای مثال، یک حسگر با رنج اندازه‌گیری مثبت 10 تا مثبت 85 درجه سانتی‌گراد برای ثبت دما در همین بازه قابل‌اعتماد خواهد بود. قرار دادن یک سنسور در دمایی بیشتر یا کمتر از مقدار گفته شده، ممکن است به آن آسیب برساند و یا داده‌های غیردقیقی در اختیار ما قرار دهد به همین خاطر این موضوع را در زمان خرید سنسور دما و رطوبت مناسب، مدنظر داشته باشید.
چهارمین فاکتور در زمان خرید سنسور دما و رطوبت؛ نوع خروجی و پروتکل ارتباطی
پروتکل ارتباطی دیگر فاکتور مهم در زمان کنترل و بهره‌گیری از خروجی سنسور است. خروجی حسگر می‌تواند بر مبنای جریان، ولتاژ، آنالوگ، دیجیتال و . . . باشد. این امکان وجود دارد که یک سنسور دیجیتال را با پروتکل‌های مختلفی از جمله I2C، SPI، CAN و . . . ارتباط دهیم. این فاکتور همچنین، باید با نیازهای اولیه پروژه سازگار بوده و در دیتاشیت یا مشخصات فنی حسگر به آن اشاره شده باشد.
پنجمین فاکتور در زمان خرید سنسور دما و رطوبت؛ رنج نمونه‌گیری و سرعت انتقال داده‌ها
رنج نمونه‌گیری عددی است که یک سنسور می‌تواند در هر ثانیه به ثبت برساند. در دستگاه‌هایی که باید به سرعت تغییرات دمایی را مشخص نمایند، این فاکتور اهمیت بالایی دارد. هر چه رنج نمونه‌گیری بیشتر باشد، در هر ثانیه داده‌های متنوع‌تری ثبت خواهد شد.
رنج اندازه‌گیری گسترده‌تر، نیازمند سرعت انتقال اطلاعات بیشتری است تا داده‌های سنسور را در زمان مناسب به سمت خروجی بفرستد و همچنین دستورات لازم را اعمال کرد. برای مثال، در آزمایشگاه، وقتی یک واکنش شیمیایی روی می‌دهد، حتی تغییرات دمایی در یک صدم ثانیه هم اهمیت دارند بنابراین اندازه‌گیری سرعت سنسور باید آن‌قدر زیاد باشد تا هر اتفاقی که در میلی‌ثانیه رخ می‌دهد را به اطلاع ما برساند اما در مکان‌هایی نظیر گلخانه‌ها، رنج اندازه‌گیری زیاد ملاک نیست.
ششمین فاکتور در زمان خرید سنسور دما و رطوبت؛ توان مصرفی
برای اینکه منبع تغذیه مناسب را انتخاب کنیم، باید توان مصرفی هر سنسور را بدانیم. هر چه توان مصرفی بیشتر شود، منبع تغذیه بزرگتر و گران‌تر خواهد شد. بر این اساس، در سیستم‌هایی که با باتری کار می‌کنند، به ولتاژ کاری و جریان مصرفی هر حسگر توجه ویژه‌ای داشته باشید.
هفتمین فاکتور در زمان خرید سنسور دما و رطوبت؛ قیمت
قیمت فاکتور مهمی در به انجام رساندن پروژه‌های مختلف به شمار می‌رود. شاید این پارامتر در پروژه‌های دانش‌آموزی اهمیت نداشته باشد اما وقتی در صنایع می‌خواهیم کاری انجام دهیم، این فاکتور بسیار تأثیرگذار خواهد بود.
قیمت یک سنسور بستگی به رزولوشن، رنج اندازه‌گیری، دقت، سرعت و سایر ویژگی‌های کیفیتی دارد. سایر فاکتورهایی نظیر ابعاد، مواد سازنده، دوام و سطح مهارت کاربر نیز پارامترهای مهمی به شمار می‌روند. برای اینکه در مورد مشخصات فنی یک سنسور اطلاعات کاملی داشته باشید، دیتاشیت هر محصول را بررسی کنید. اینک بیایید در ادامه با مهمترین سنسورهای دما و رطوبت آشنا شویم.
1) اولین سنسور دما و رطوبت؛ DHT11 یا DHT22
سنسورهای سری DHT جزو رایج‌ترین موارد در صنعت الکترونیک هستند. حسگرهای دیجیتال مزایایی همچون قیمت مناسب، توان مصرفی کم و روش راه‌اندازی ساده‌ای دارند.
سنسورهای سری DHT به چیپ تبدیل آنالوگ به دیجیتال داخلی مجهز هستند که مقادیر دما و رطوبت اندازه‌گیری شده را به خروجی دیجیتال مبدل می‌کنند. ضمن اینکه این سنسورها فقط از داده‌های خطی برای ارتباط بهره می‌برند. این ویژگی‌ها در کنار توان مصرفی کم، این سری از سنسورها و ماژول‌ها را به انتخاب مناسبی برای استفاده در میکروکنترلرها نظیر آردوینو بدل کرده‌اند.
DHT11 و DHT22 رایج‌ترین مدل‌ها به شمار می‌روند اما DHT12 نیز اخیراً وارد بازار شده است. دیگر ویژگی خاص و منحصربفرد این سنسورها، قابلیت انتقال داده‌ها تا فاصله 20 متری می‌باشد.
سنسور دما و رطوبت DHT11
DHT11 یک سنسور ارزان است. به خاطر داشته باشید که وقتی در مورد رطوبت صحبت می‌کنیم، منظورمان درصد نسبی رطوبت هوا بر مبنای RH می‌باشد.
DHT11 که هم سنسور و هم ماژول آن در بازار یافت می‌شود، محبوب‌ترین حسگر دما و رطوبت برای استفاده در آردوینو، رزبری پای و . . . می‌باشد.
مشخصات فنی سنسور دما و رطوبت DHT11
پروتکل ارتباطی | تک سیم |
ولتاژ کاری | 3 تا 5 ولت |
دمای قابل اندازه‌گیری | منفی 20 تا مثبت 60 درجه سانتی‌گراد |
رزولوشن | 0.01 درجه سانتی‌گراد |
دقت اندازه‌گیری دما | ±2 درجه سانتی‌گراد |
رطوبت قابل اندازه‌گیری | 5 تا 95 درصد |
دقت اندازه‌گیری رطوبت | ±5 درصد |
فرکانس نمونه‌گیری | 1 هرتز (یک نمونه در هر ثانیه) |
برای اطلاعات بیشتر، می‌توانید دیتاشیت سنسور DHT11 را دریافت کنید.
سنسور دما و رطوبت DHT22
DHT22 از نظر عملکرد، پین‌ها و حتی سایز به DHT11 شباهت دارد ولی بادقت‌تر و رنج اندازه‌گیری آن بیشتر است و به همین دلیل با قیمت بالاتری در بازار به فروش می‌رسد.
DHT22 را با عناوین AM2302 یا RHT03 نیز می‌شناسند. این سنسور همچنین، به خاطر ثبات بالایی که دارد، عملکرد دقیقی از خودش به ثبت می‌رساند. به علاوه، هم سنسور و هم ماژول DHT11 در بازار یافت می‌شود.
مشخصات فنی سنسور دما و رطوبت DHT22
پروتکل ارتباطی | تک سیم |
ولتاژ کاری | 3 تا 6 ولت |
دمای قابل اندازه‌گیری | منفی 40 تا مثبت 80 درجه سانتی‌گراد |
رزولوشن | 0.01 درجه سانتی‌گراد |
دقت اندازه‌گیری دما | ±0.5 درجه سانتی‌گراد |
رطوبت قابل اندازه‌گیری | 0 تا 99 درصد |
دقت اندازه‌گیری رطوبت | ±2 درصد |
فرکانس نمونه‌گیری | 0.5 هرتز (یک نمونه در هر ثانیه) |
برای اطلاعات بیشتر می‌توانید دیتاشیت سنسور DHT22 را دانلود کنید.
مهمترین تفاوت‌های DHT11 با DHT22
| دمای قابل اندازه‌گیری | دقت دمای اندازه‌گیری شده | رطوبت قابل اندازه‌گیری | دقت رطوبت اندازه‌گیری شده |
DHT11 | منفی 20 تا مثبت 60 درجه سانتی‌گراد | ±2 درجه سانتی‌گراد |
|
|
DHT22 | منفی 40 تا مثبت 80 درجه سانتی‌گراد | ±5 درجه سانتی‌گراد |
|
|
DHT11 |
|
| 5 تا 95 درصد | ±5 درصد |
DHT22 |
|
| 0 تا 99 درصد | ±2 درصد |
2) دومین سنسور اندازه‌گیری دما و رطوبت؛ AM2320
AM2320 دقیقاً مانند سنسورهای سری DHT است به غیر از اینکه از پروتکل ارتباطی I2C بهره می‌برد.
مشخصات فنی سنسور دما و رطوبت AM2320
پروتکل ارتباطی | I2C و I2C تک سیم |
فاصله ارسال داده | حداکثر 20 متر |
ولتاژ کاری | 3.3 تا 5 ولت |
دقت اندازه‌گیری دما | ±0.5 درجه سانتی‌گراد |
دقت اندازه‌گیری رطوبت | 3 درصد |
3) سومین سنسور اندازه‌گیری دما و رطوبت؛ LMX35
در ادامه به سنسورهای خانواده LM35 که با عنوان LM35DZ نیز شناخته می‌شوند، می‌رسیم. این سنسورها رزولوشن زیادی دارند که نسبت به دمای ثبت شده، ولتاژ آنالوگ ارائه می‌دهند. شما می‌توانید دما را با ثبت ولتاژ اندازه‌گیری نمایید.
مدل‌های مختلف LM35 به صورت داخلی بر واحدهای سانتی‌گراد، فارنهایت و کلوین کالیبره شده‌اند بنابراین نیازی نیست به صورت خارجی آنها را کالیبره نمایید. این سنسورها دارای دقت 0.25± سانتی‌گراد برای دمای اتاق و 0.75± درجه سانتی‌گراد برای رنج اندازه‌گیری منفی 55 تا مثبت 150 درجه سانتی‌گراد می‌باشند. به خاطر خروجی خطی، کالیبره داخلی، رزولوشن زیاد و امپدانس خروجی پایینی که این سنسورها دارند، دریافت داده از آنها بسیار ساده است. از آن جایی که LM35 تنها 60 میکروآمپر جریان مصرف می‌کند، گرمای تولید شده و حرارت به وجود آمده ناشی از فعالیتش، بسیار ناچیز خواهد بود.
نکته: زمانی که به یک سنسور انرژی اعمال می‌شود، سطح آن گرم خواهد شد. این انرژی در زمان فعالیت یک سنسور اندازه‌گیری دما، باید در کمترین میزان خودش باشد تا از کاهش دقت حسگر جلوگیری به عمل آید.
مدل‌های مختلف این سری عملکرد یکسان اما روش‌های کالیبره‌سازی متفاوتی دارند. LM35DZ، LM355 و LM34 به ترتیب برای واحدهای سانتی‌گراد، کلوین و فارنهایت کالیبره شده‌اند و خروجی آنها در هر درجه 10 میلی‌ولت تغییر می‌کند.
مشخصات فنی سنسورهای دما و رطوبت سری LM
خروجی | ولتاژ آنالوگ |
ولتاژ کاری | 4 تا 30 ولت |
دمای قابل اندازه‌گیری | منفی 55 تا مثبت 150 درجه سانتی‌گراد |
دقت دمای قابل اندازه‌گیری | ±0.5 درجه سانتی‌گراد (در زمان 25 درجه سانتی‌گراد) |
پروتکل ارتباطی با آردوینو | تابع analogRead() |
شما می‌توانید برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد سنسورهای سری LM، دیتاشیت آنها را مطالعه نمایید.
اتصال سنسور LM35 به آردوینو
پین خروجی آی سی را به ورودی آنالوگ آردوینو بزنید.
4) چهارمین سنسور دما و رطوبت؛ LM75
LM75 یک سنسور اندازه‌گیری دما به شمار می‌رود که از پروتکل ارتباطی I2C بهره می‌برد بنابراین بر خلاف سنسورهای سری LM35، یک حسگر دیجیتال می‌باشد. LM75 می‌تواند با فعالسازی یا غیرفعالسازی برخی پین‌ها به عنوان ترموسوئیچ هم استفاده شود تا برای یک سیستم هشداردهی دمای بخصوصی معین گردد.
مشخصات فنی سنسور اندازه‌گیری دما و رطوبت LM75
پروتکل ارتباطی | I2C |
ولتاژ کاری | 3 تا 5.5 ولت |
دمای قابل اندازه‌گیری | منفی 55 تا مثبت 125 درجه سانتی‌گراد |
دقت اندازه‌گیری دما | ±2 درجه سانتی‌گراد |
جریان مصرفی در حالت فعال | 250 میکروآمپر (حداکثر 1 میلی‌آمپر) |
شما می‌توانید برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد سنسور LM75، دیتاشیت آن را دانلود و مطالعه کنید.
5) پنجمین سنسور اندازه‌گیری فشار و دما؛ BMP180
BMP180 بیشتر یک سنسور فشار است اما به عنوان یک سنسور ترمومتر نیز به کار می‌رود. با توضیحات داده شده، این سنسور برای پیش‌بینی آب و هوا نیز کاربرد دارد.
مشخصات فنی سنسور BMP180
پروتکل ارتباطی | I2C |
ولتاژ کاری |
|
دمای اندازه‌گیری | 0 تا مثبت 65 درجه سانتی‌گراد |
دقت اندازه‌گیری دما | ±0.5 درجه سانتی‌گراد (در زمان 25 سانتی‌گراد) |
شما می‌توانید برای کسب اطلاعات بیشتر، دیتاشیت سنسور BMP180 را دانلود و آن را مطالعه کنید.
6) ششمین سنسور اندازه‌گیری دما و رطوبت؛ سری TMP
سنسورهای سری TMP نیز همچون سنسورهای سری LM35 آنالوگ هستند. این سنسورها نسبت به دما، ولتاژ خروجی ارائه می‌دهند. سنسورهای TMP از درون کالیبره شده‌اند تا دما را بر واحد سلسیوس اندازه‌گیری نمایند.
TMP35 همچون LM35 یا LM34 دارای خروجی 250 میلی‌ولت در دمای 25 درجه سانتی‌گراد است. این سنسور دمای 10 تا 125 درجه را اندازه‌گیری می‌کند.
TMP36 نیز در دمای 25 درجه سانتی‌گراد 750 میلی‌ولت خروجی خواهد داد. این سنسور همچنین، می‌تواند دما را از منفی 40 تا مثبت 125 درجه سانتی‌گراد اندازه‌گیری نماید. نسبت ولتاژ به دمای این سنسور 10 میلی‌ولت بر سانتی‌گراد می‌باشد.
TMP37 نیز توانایی اندازه‌گیری دمای 5 تا 100 درجه سانتی‌گراد را داراست و در دمای 25 درجه نیز 500 میلی‌ولت خروجی خواهد داد. ضمناً، نسبت ولتاژ به دمای آن هم 20 میلی‌ولت بر درجه می‌باشد.
مشخصات فنی سنسورهای سری TMP3
نوع خروجی | ولتاژ آنالوگ |
ولتاژ کاری | 2.7 تا 5.5 ولت |
دمای قابل اندازه‌گیری | منفی 40 تا مثبت 125 درجه سانتی‌گراد |
دقت اندازه‌گیری دما | ±1 درجه سانتی‌گراد (در زمان 25 درجه سانتی‌گراد) |
نحوه ارتباط با آردوینو | تابع analogRead() |
شما می‌توانید برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد سنسورهای سری TMP3X، دیتاشیت آنها را دانلود و مطالعه کنید.
7) هفتمین سنسور اندازه‌گیری فشار، رطوبت و دما؛ BME280
BME280 یک سنسور دیجیتال برای اندازه‌گیری رطوبت، دما و فشار است. شما می‌توانید هر دو پروتکل ارتباطی I2C و SPI را به این سنسور بزنید. BME280 از نظر سایز کوچک است ولی دقت و بهره‌وری زیادی دارد و می‌تواند سه پارامتر مختلف اعم از دما، رطوبت و فشار را اندازه‌گیری نماید. این سنسور برای دستگاه‌هایی که با باتری کار می‌کنند نظیر ماژول‌های GPS و هدست‌ها بی‌نظیر خواهد بود. به علاوه، این سنسور برای مانیتورینگ ساختمان‌ها و خانه‌های هوشمند عالی است.
مشخصات فنی سنسور BME280
پروتکل ارتباطی | I2C و SPI |
ولتاژ کاری |
|
دمای قابل اندازه‌گیری | منفی 40 تا مثبت 85 درجه سانتی‌گراد |
دقت دمای قابل اندازه‌گیری | ±0.5 درجه سانتی‌گراد (در زمان دمای 25 درجه سانتی‌گراد) |
برای کسب اطلاعات بیشتر می‌توانید دیتاشیت سنسور BME280 را دانلود و مطالعه کنید.
8) هشتمین سنسور اندازه‌گیری دما؛ DS18B20
DS18B20 یک سنسور دیجیتالی اندازه‌گیری دما با رزولوشن 9 تا 12 بیت است. درست مانند سنسورهای سری DHT، سنسور DS18B20 نیز از پروتکل ارتباطی دیجیتالی تک سیم بهره می‌برد. این سنسور سیستم هشداردهنده‌ای دارد که به کاربران اجازه می‌دهد تا محدودیت‌های دمایی کم یا زیاد تنظیم کنند. زمانی که سنسور، دمایی فراتر از محدودیت‌های تنظیم شده احساس کرد، یک خروجی خواهد داد.
هر سنسور DS18B20 کد 64 بیتی سریال خاص خود را دارد. این یعنی ما می‌توانیم بسیاری از این سنسورها را با تنها یک خط کد کنترل کنیم و داده‌های آنها را به صورت دانه به دانه بخوانیم.
از جمله کاربردهای سنسور DS18B20 می‌توانیم به سیستم‌های مانیتورینگ و کنترل دما در ساختمان‌ها و وسایل نقلیه و دستگاه‌های خنک‌کننده و گرمازا در محیط‌های بزرگ اشاره کنیم.
مشخصات فنی سنسور DS18B20
پروتکل ارتباطی | دیجیتالی تک سیم |
ولتاژ کاری | 3 تا 5.5 ولت |
دمای قابل اندازه‌گیری | منفی 55 تا مثبت 125 درجه سانتی‌گراد |
رزولوشن خروجی | 9 تا 12 بیت |
دقت اندازه‌گیری | ±0.5 درجه سانتی‌گراد (در بازه دمایی منفی 10 تا مثبت 85 درجه سانتی‌گراد) |
شما می‌توانید برای کسب اطلاعات بیشتر، دیتاشیت سنسور DS18B20 را دانلود و مطالعه کنید.
9) نهمین سنسور اندازه‌گیری دما و رطوبت؛ SHTC1
SHTC1 یک سنسور دیجیتالی اندازه‌گیری دما و رطوبت است که پروتکل I2C دارد. این سنسور همچنین، خطی بوده و به صورت داخلی کالیبره شده و انرژی کمی مصرف می‌کند. SHTC1 به خاطر سایز کوچک و انرژی مصرفی کم، برای دستگاه‌هایی که با باتری کار می‌کنند، فوق‌العاده خواهد بود.
مشخصات فنی سنسور SHTC1
پروتکل ارتباطی | I2C |
ولتاژ کاری | 1.8 ولت برای چیپ |
دمای قابل اندازه‌گیری | منفی 30 تا مثبت 100 درجه سانتی‌گراد |
رطوبت قابل اندازه‌گیری | 0 تا 100 درصد |
دقت اندازه‌گیری دما | ±0.3 درجه سانتی‌گراد |
دقت اندازه‌گیری رطوبت | ±3 درصد |
شما می‌توانید برای کسب اطلاعات بیشتر درباره سنسور SHTC1، دیتاشیت آن را دانلود و مطالعه کنید.
10) دهمین سنسور اندازه‌گیری دما و رطوبت؛ SHT3X
SHT3X یک سنسور دیجیتالی برای اندازه‌گیری دما و رطوبت است. این سنسور پروتکل ارتباطی I2C دارد و از سیستم پیشرفته پردازش سیگنال بهره می‌برد. SHT3X همچنین، قابلیت انتخاب نشانی I2C را دارد و از سرعت انتقال 1 مگاهرتز پشتیبانی می‌کند. این سنسور خطی و کالیبره شده است و به سرعت راه‌اندازی می‌شود و داده‌ها را خیلی سریع ثبت می‌نماید.
مشخصات فنی سنسور SHT3X
پروتکل ارتباطی | I2C |
ولتاژ کاری | 2.4 تا 5.5 ولت |
دمای قابل اندازه‌گیری | SHT30؛ از 0 تا مثبت 65 درجه سانتی‌گراد SHT31: منفی 40 تا مثبت 90 درجه سانتی‌گراد SHT30: منفی 40 تا مثبت 90 درجه سانتی‌گراد |
رطوبت قابل اندازه‌گیری | 0 تا 100 درصد |
دقت اندازه‌گیری دما | ±0.2 درجه سانتی‌گراد |
دقت اندازه‌گیری رطوبت | ±1.5 درصد (برای سنسور SHT35) |
11) یازدهمین سنسور اندازه‌گیری دما و رطوبت؛ AHT15 یا AHT10
سنسورهای سری AHT دیگر خانواده‌ای هستند که برای اندازه‌گیری دما و رطوبت به کار می‌روند و پروتکل ارتباطی I2C دارند. این سنسورها همچنین، به صورت داخلی کالیبره شده‌اند و خطی می‌باشند.
AHT15 بدنه ضد آب و ضد خاک دارد تا برای استفاده در شرایط خاص آب و هوایی فوق‌العاده باشد و این شرایط نیز تأثیری روی مدت زمان اندازه‌گیری نسبی رطوبت نخواهد گذاشت.
مشخصات فنی سنسور AHT10 یا AHT15
پروتکل ارتباطی | I2C |
ولتاژ کاری | 1.8 تا 3.6 ولت |
بازه دمای کاری | منفی 40 تا مثبت 85 درجه سانتی‌گراد |
رطوبت قابل اندازه‌گیری | 0 تا 100 درصد |
دقت دمای قابل اندازه‌گیری | ±0.3 درجه سانتی‌گراد |
دقت رطوبت قابل اندازه‌گیری | ±2 درصد |
برای کسب اطلاعات بیشتر می‌توانید دیتاشیت هر کدام از سنسورهای دلخواه را دانلود و مطالعه کنید.
12) دوازدهمین سنسور اندازه‌گیری دما و رطوبت؛ HTU21D
HTU21D یا HTU21F یکی دیگر از سنسورهای دیجیتالی است که می‌تواند دما و رطوبت را از طریق پروتکل ارتباطی I2C اندازه‌گیری کند. این سنسور به صورت داخلی کالیبره شده و هر چیپ آن نیز کد شناسایی الکترونیکی اختصاصی را دارد. از جمله قابلیت‌های خاص این سنسور می‌توانیم به امکان تغییر رزولوشن رطوبت از 8/12 بیت تا 12/14 بیت اشاره کنیم. ضمناً، فیلتری از نوع PTFE نیز سنسور HTU21D را از آب و خاک در امان می‌دارد.
مشخصات فنی سنسور HTU21D
پروتکل ارتباطی | I2C |
ولتاژ کاری | 1.5 تا 3.6 ولت |
دمای قابل اندازه‌گیری | منفی 40 تا مثبت 125 درجه سانتی‌گراد |
رطوبت قابل اندازه‌گیری | 0 تا 100 درصد |
دقت اندازه‌گیری دما | ±0.3 درجه سانتی‌گراد |
دقت اندازه‌گیری رطوبت | ±2 درصد |
برای کسب اطلاعات بیشتر می‌توانید دیتاشیت سنسور HTU21D را دانلود و مطالعه کنید.
13) سیزدهمین سنسور اندازه‌گیری دما و رطوبت؛ SI7021
SI7021 یک آی سی CMOS متصل با پروتکل ارتباطی I2C است. این سنسور که کالیبره شده، نتایج را در یک حافظه غیرفرّار ذخیره می‌کند. به علاوه، حداکثر دقت اندازه‌گیری رطوبت و دما به ترتیب 3± درصد و 0.4± درجه سانتی‌گراد می‌باشد.
SI7021 کاربردهای مختلفی دارد که از جمله مهمترین آنها می‌توانیم به ترموستات‌ها، سیستم‌های اندازه‌گیری رطوبت، دستگاه‌های تنفس‌تراپی، تجهیزات پیش‌بینی آب و هوا، گوشی‌ها و . . . اشاره کنیم.
مشخصات فنی سنسور SI7021
پروتکل ارتباطی | I2C |
ولتاژ کاری | 1.9 تا 3.6 ولت |
دمای قابل اندازه‌گیری | منفی 40 تا مثبت 125 درجه سانتی‌گراد |
رطوبت قابل اندازه‌گیری | 0 تا 100 درصد |
دقت اندازه‌گیری دما | ±0.4 درجه سانتی‌گراد |
دقت اندازه‌گیری رطوبت | ±2 درصد |
شما می‌توانید برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد سنسور دما و رطوبت SI7021، دیتاشیت آن را دانلود و مطالعه کنید.
14) چهاردهمین سنسور اندازه‌گیری دما و رطوبت؛ ترموکوپل
به دلیل رنج دمایی گسترده‌ای که پوشش می‌دهند، ترموکوپل‌ها در صنایع مختلفی استفاده می‌شوند. این قطعات در صنایع سنگین بیشتر به کار می‌روند. با این حال، نمی‌توان مرز مشخصی میان مشاغل سنگین و سبک قائل شد چرا که ممکن است خیلی‌ها از ترموکوپل‌ها برای اندازه‌گیری دما در پروژه‌های الکترونیکی معمولی نیز بهره ببرند. به هر ترتیب، ترموکوپل‌ها در خروجی خود نوعی ولتاژ آنالوگ تولید می‌کنند. بسیاری از انواع این قطعات الکترونیکی از نظر میزان دمایی که می‌توانند اندازه‌گیری نمایند، با یکدیگر تفاوت دارند.
برای وصل کردن ترموکوپل‌ها به میکروکنترلرها، به یک مدار رابط نظیر ماژول ترموکوپل MAX6675 نیاز خواهید داشت. اندازه‌گیری دمای مواد سیال مانند آب و تشخیص حرارت کوره از جمله کاربردهای رایج سنسورهای ترموکوپل‌ها می‌باشد.
15) پانزدهمین سنسور اندازه‌گیری دما و رطوبت؛ حسگرهای RTD
سنسورهای مقاومت حرارتی (RTD) مانند ترموکوپل‌ها در صنایع مختلف کاربردهای گوناگونی دارند. در این میان، PT100 مشهورترین سنسورهای RTD به شمار می‌رود.
اتصال سنسور PT100 به آردوینو
از آن جایی که PT100 خروجی آنالوگ دارد، باید آن را به پین‌های ورودی آنالوگ آردوینو وصل کرد. شما می‌توانید مدار مربوطه را طبق تصویر زیر سیم‌کشی نمایید. همچنین، سیم آبی را می‌توان به هر کدام از پین‌های آنالوگ A0 تا A5 متصل کرد.
مقایسه سنسورهای اندازه‌گیری دما و رطوبت
نکته 1: برخی از سنسورها در قالب چیپ و ماژول در بازار قابل‌خریداری هستند. به خاطر داشته باشید که ممکن است هر ماژول ولتاژ ورودی متفاوتی داشته باشد. برای کسب اطلاعات بیشتر دیتاشیت آنها را مطالعه کنید.
نکته 2: رزولوشن سنسورهای آنالوگ به رزولوشن واحد مبدل آنالوگ به دیجیتال بستگی دارد.
سنسور | رزولوشن (درجه سانتی‌گراد) | دقت (درجه سانتی‌گراد) | دمای قابل اندازه‌گیری (درجه سانتی‌گراد) | رطوبت قابل اندازه‌گیری (درصد RH) | ولتاژ کاری (ولت) | خروجی / پروتکل ارتباطی |
DHT11 | 0.01 | ±2 | منفی 20 تا مثبت 60 | 5 تا 95 | 3 تا 5 | تک سیم I2C |
DHT22/AM2301 | 0.01 | ±0.5 | منفی 40 تا مثبت 80 | 0 تا 99 | 3 تا 6 | تک سیم I2C |
AM2320 | 0.01 | ±0.5 | منفی 40 تا مثبت 80 | 0 تا 99 | 3.3 تا 5 | I2C |
LMX35 | 0.01 | ±0.5 (در 25 درجه سانتی‌گراد) | منفی 55 تا مثبت 3 تا 150 | ــــــ | 4 تا 30 | ولتاژ آنالوگ |
LMX75 | 0.01 | ±2 | منفی 55 تا مثبت 125 | ــــــ | 3 تا 5.5 | I2C |
BMP180 | 0.01 | ±0.5 | 0 تا مثبت 65 | ــــــ |
| I2C |
TMP35 | 0.01 | ±1 (در 25 درجه سانتی‌گراد) | منفی 40 تا مثبت 125 | ــــــ | 2.7 تا 5.5 | ولتاژ آنالوگ |
BME280 | 0.01 | ±0.5 | منفی 40 تا مثبت 85 | ــــــ | · 1.7 تا 3.6 (چیپ) · 3.3 تا 5 (ماژول) | I2C و SPI |
DS18B20 | 9/12 بیت | ±0.5 | منفی 55 تا مثبت 125 | ــــــ | 3.5 تا 5 | تک سیم I2C |
SHTC1 | 0.01 | ±0.3 | منفی 30 تا مثبت 100 | 0 تا 100 | 1.8 برای چیپ | I2C |
SHT35 | 0.015 | ±0.2 | منفی 40 تا مثبت 90 | 0 تا 100 | 2.4 تا 5.5 | I2C |
AHT10 | 0.01 | ±0.3 | منفی 40 تا مثبت 85 | 0 تا 100 | 1.8 تا 3.6 | I2C |
HTU21D | 8 تا 12 بیت | ±0.3 | منفی 40 تا مثبت 125 | 0 تا 100 | 1.5 تا 3.6 | I2C |
SI7021 | 8 تا 12 بیت | ±0.4 | منفی 40 تا مثبت 125 | 0 تا 100 | 1.9 تا 3.6 | I2C |
جمع‌بندی
در این مطلب بسیاری از سنسورهای اندازه‌گیری دما و رطوبت را به شما معرفی و در مورد ویژگی‌های اصلی آنها صحبت کردیم. شما می‌توانید همه این سنسورها را به آردوینو یا سایر میکروکنترلرها وصل کنید.
- سنسورهای دارای ولتاژ خروجی آنالوگ را می‌توان در مدارهای آنالوگ حتی بدون میکروکنترلر نیز به کار برد.
- سنسورهای اندازه‌گیری دما و رطوبت سری DHT ترمومترهای رایجی هستند که هم با قیمت پایینی به فروش می‌رسند و هم راه‌اندازی‌شان آسان است. آنها همچنین، برای پروژه‌های معمولی رزولوشن قابل‌قبولی را ارائه می‌دهند. با این حال، سنسورهای سری DHT برای دماهای بیش از 80 درجه سانتی‌گراد مناسب نیستند.
- سنسورهای LM35 برای ثبت دماهای نزدیک به 150 درجه سانتی‌گراد کاربردی و ارزان هستند. برای به دست آوردن داده‌ها از این سنسورهای آنالوگ، می‌بایست خروجی آنها را به ورودی آنالوگ آردوینو وصل کنید. LM75 نیز شبیه LM35 است با این تفاوت که خروجی I2C دارد. LM75 در مقایسه با LM35 دقت اندازه‌گیری بالاتری را داراست. لازم به ذکر است که هیچ‌کدام از این سنسورها توانایی اندازه‌گیری رطوبت را ندارند.
- ماژول BME280 تنها مدلی است که می‌توان آن را با استفاده از پروتکل ارتباطی SPI کنترل و راه‌اندازی کرد.
با توضیحات داده شده، برای انتخاب بهترین سنسور اندازه‌گیری دما، ابتدا ببینید که به چه ویژگی‌هایی نیاز دارید و سپس اقدام به خرید حسگر کنید. در مرحله بعد، دیتاشیت هر محصول را برای کسب اطلاعات بیشتر مطالعه نمایید.
