4、常见传感器（一）：温度传感器（DS18B20、DHT11）、湿度传感器、原理与接线

做嵌入式这些年，我接触最多的传感器就是温度和湿度类的。说实话，这两个参数是物联网项目里最基础、也最常用的数据。不管是环境监测、农业大棚，还是智能家居，都离不开它们。

今天咱们就聊聊两款经典的温度传感器——DS18B20和DHT11，顺便把湿度传感器也一并讲清楚。嗯，这里要注意，DHT11其实是个温湿度一体模块，不是单纯的温度传感器。

4.1 温度传感器DS18B20：一根线就能搞定

DS18B20是我个人非常喜欢的一款数字温度传感器。为什么？因为它只需要一根数据线就能通信。你想想看，省IO口啊，这在引脚紧张的板子上简直是救星。

工作原理

DS18B20内部集成了一个温度敏感元件和一个12位的ADC。温度变化时，内部晶体管的压降会改变，ADC把这个模拟量转成数字量，然后通过单总线协议传出去。精度能做到±0.5°C，范围是-55°C到+125°C。

接线方式

它有三个引脚：VDD（电源）、GND（地）、DQ（数据）。

• VDD：接3.3V或5V，我一般用3.3V，省电
• GND：接地
• DQ：接单片机GPIO，注意要加一个4.7kΩ上拉电阻到VDD

代码示例（Arduino）

#include <OneWire.h>
#include <DallasTemperature.h>

#define ONE_WIRE_BUS 2  // DS18B20数据线接D2

OneWire oneWire(ONE_WIRE_BUS);
DallasTemperature sensors(&oneWire);

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  sensors.begin();
}

void loop() {
  sensors.requestTemperatures();
  float temp = sensors.getTempCByIndex(0);
  Serial.print("温度: ");
  Serial.println(temp);
  delay(1000);
}

4.2 DHT11：温湿度二合一，便宜又好用

DHT11是入门级温湿度传感器的代表。说实话，它的精度不算高——温度±2°C，湿度±5%RH。但胜在便宜，几块钱一个，而且用起来简单。

工作原理

DHT11内部有一个电容式湿度感应元件和一个NTC温度感应元件。湿度变化时，电容的介电常数会变，从而改变电容值；温度则通过NTC电阻的变化来测量。内部有个8位MCU负责采集和转换，然后通过单总线协议输出40位数据包。

接线方式

• VCC：接3.3V或5V
• GND：接地
• DATA：接单片机GPIO，同样需要上拉电阻（5kΩ左右）

代码示例（Arduino）

#include <DHT.h>

#define DHTPIN 2      // 数据引脚
#define DHTTYPE DHT11 // DHT11型号

DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  dht.begin();
}

void loop() {
  float h = dht.readHumidity();
  float t = dht.readTemperature();

  if (isnan(h) || isnan(t)) {
    Serial.println("读取失败！");
    return;
  }

  Serial.print("湿度: ");
  Serial.print(h);
  Serial.print(" %\t");
  Serial.print("温度: ");
  Serial.print(t);
  Serial.println(" °C");

  delay(2000);
}

4.3 湿度传感器：不只是DHT11

说到湿度传感器，很多人第一反应就是DHT11。其实还有专门的湿度传感器，比如电容式湿度传感器HS1101、电阻式湿度传感器等。

电容式湿度传感器

它的核心是一个高分子薄膜电容。湿度变化时，薄膜吸收或释放水分子，介电常数改变，电容值随之变化。通过测量电容值就能算出湿度。精度高，响应快，但成本也高。

电阻式湿度传感器

这种传感器表面涂有吸湿性材料（比如氯化锂）。湿度高时，材料吸水，电阻变小；湿度低时，电阻变大。电路上一般接成电阻分压或电桥形式。便宜，但线性度差，容易老化。

4.4 接线注意事项总结

嗯，最后说一句。这些传感器看着简单，但实际项目里坑不少。比如线太长会导致信号衰减，电源纹波大会影响精度。我建议你在做原型时先用杜邦线，等验证没问题了再画PCB。这样能省不少事。

下一章咱们聊聊运动传感器——加速度计和陀螺仪，那个更有意思。