Цифровой датчик температуры и влажности воздуха ZS05 от компании Winsen является близким аналогом популярных датчиков DHT11 и DHT22, а по своим параметрам он занимает промежуточное место между ними.
Данный сенсор не отличается особой точностью, но он недорогой и прост в эксплуатации, а потому идеально подходит для учебных проектов или нетребовательных к точности приложений.
Параметры и характеристики
По своим параметрам и характеристикам ZS05 наиболее близок к DHT11, но имеет некоторые преимущества: улучшенная энергоэффективность и возможность измерять отрицательную температуру. Ниже приведена сравнительная таблица трёх датчиков.
Таблица 1 — Сравнительная таблица параметров модулей ZS05, DHT11 и DHT22
Габариты датчика ZS05 такие же, как и у DHT11:
Внутри корпуса модуля расположен 8-битный микроконтроллер в корпусе SOP-24 (в рассматриваемом экземпляре не было какой-либо маркировки), а также резистивный датчик влажности (типа MS-Z3) и NTC-терморезистор в SMD-корпусе. Микроконтроллер посредством встроенного АЦП преобразует аналоговые сигналы чувствительных элементов в цифровые данные и передаёт их по специальному протоколу ведущему устройству (например, плата Arduino или Raspberry Pi).
Схема подключения
Распиновка выводов у ZS05 несколько отличается от DHT11/DHT22:
1. VCC Питание +2,7…+5.5 В
2. SDA Вывод данных
3. GND «Земля» питания
4. SCL Тактовый вывод (в однопроводном режиме подключается к GND)
Рассматриваемый модуль может подключаться либо по чистому I2C-интерфейсу, либо по протоколу “однопроводная шина данных” (модифицированный вариант I2C-интерфейса), который очень похож на 1-Wire (как у датчиков DS18B20). Соответствующие схемы включения представлены ниже:
(слева — по интерфейсу I2C, справа — по однопроводной шине данных)
Для однообразной работы со всеми модулями будем рассматривать вариант схемы включения по однопроводной шине данных. Но тут есть одно отличие: у модуля ZS05 вывод №3 «GND», а у DHT11/DHT22 этот пин не используется. Это важно помнить при подключении сенсора к микроконтроллеру. Таким образом, пины №3 и №4 необходимо объединить и вместе подключить к земле питания.
Для эксперимента в качестве управляющего контроллера воспользуемся отладочной платой Arduino UNO. Не забываем подтянуть вывод данных SDA (пин №2) к питанию через резистор номиналом 4,7…10 кОм.
Ниже представлена фотография собранного макета:
Скетч для Arduino
Для работы с датчиком можно применить стандартную библиотеку «DHT sensor library by Adafruit» для модулей DHT11/DHT22. Её можно скачать отдельно c официального репозитория на GitHub, либо установить через соответствующий менеджер в Arduino IDE:
Библиотека предоставляет тестовый скетч:
По умолчанию в скетче для работы выбран DHT22. Необходимо закомментировать соответствующую ему строчку и активировать строку для DHT11:
Полный листинг скетча:
// Example testing sketch for various DHT humidity/temperature sensors
// Written by ladyada, public domain
// REQUIRES the following Arduino libraries:
// - DHT Sensor Library: https://github.com/adafruit/DHT-sensor-library
// - Adafruit Unified Sensor Lib: https://github.com/adafruit/Adafruit_Sensor
#include "DHT.h"
#define DHTPIN 2 // Digital pin connected to the DHT sensor
// Feather HUZZAH ESP8266 note: use pins 3, 4, 5, 12, 13 or 14 --
// Pin 15 can work but DHT must be disconnected during program upload.
// Uncomment whatever type you're using!
#define DHTTYPE DHT11 // DHT 11
//#define DHTTYPE DHT22 // DHT 22 (AM2302), AM2321
//#define DHTTYPE DHT21 // DHT 21 (AM2301)
// Connect pin 1 (on the left) of the sensor to +5V
// NOTE: If using a board with 3.3V logic like an Arduino Due connect pin 1
// to 3.3V instead of 5V!
// Connect pin 2 of the sensor to whatever your DHTPIN is
// Connect pin 3 (on the right) of the sensor to GROUND (if your sensor has 3 pins)
// Connect pin 4 (on the right) of the sensor to GROUND and leave the pin 3 EMPTY (if your sensor has 4 pins)
// Connect a 10K resistor from pin 2 (data) to pin 1 (power) of the sensor
// Initialize DHT sensor.
// Note that older versions of this library took an optional third parameter to
// tweak the timings for faster processors. This parameter is no longer needed
// as the current DHT reading algorithm adjusts itself to work on faster procs.
DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);
void setup() {
Serial.begin(9600);
Serial.println(F("DHTxx test!"));
dht.begin();
}
void loop() {
// Wait a few seconds between measurements.
delay(2000);
// Reading temperature or humidity takes about 250 milliseconds!
// Sensor readings may also be up to 2 seconds 'old' (its a very slow sensor)
float h = dht.readHumidity();
// Read temperature as Celsius (the default)
float t = dht.readTemperature();
// Read temperature as Fahrenheit (isFahrenheit = true)
float f = dht.readTemperature(true);
// Check if any reads failed and exit early (to try again).
if (isnan(h) || isnan(t) || isnan(f)) {
Serial.println(F("Failed to read from DHT sensor!"));
return;
}
// Compute heat index in Fahrenheit (the default)
float hif = dht.computeHeatIndex(f, h);
// Compute heat index in Celsius (isFahreheit = false)
float hic = dht.computeHeatIndex(t, h, false);
Serial.print(F("Humidity: "));
Serial.print(h);
Serial.print(F("% Temperature: "));
Serial.print(t);
Serial.print(F("°C "));
Serial.print(f);
Serial.print(F("°F Heat index: "));
Serial.print(hic);
Serial.print(F("°C "));
Serial.print(hif);
Serial.println(F("°F"));
}Теперь можно прошивать отладочную плату, открыть монитор порта и наблюдать за показаниями:
— в жилом помещении
— в морозильной камере холодильника
Выводы
Цифровой датчик температуры и влажности ZS05 является неплохой альтернативой модулям DHT11 и DHT22. Данный сенсор уступает в точности DHT22, но зато имеет более широкий диапазон измерения температуры и влажности, нежели DHT11. С небольшим отличием в схеме подключения, рассмотренный датчик легко использовать со стандартными библиотеками для сенсоров серии DHT на платформе Arduino, что делает ZS05 отличным вариантом для учебных проектов и нетребовательных приложений.