Affichage de la température et de l’humidité mesurées par le DHT22 sur ESP8266 NodeMCU

Plan du tutoriel

1- Objectif du tutoriel

2- Principe de fonctionnement du capteur DHT22

3- Les composants nécessaires

4- Montage du système

5- Programme MicroPython

Objectif du tutoriel

L’objectif de ce tutoriel est d’apprendre à mesurer et afficher en temps réel la température et l’humidité de l’environnement à l’aide du capteur DHT22, relié à la carte ESP8266 NodeMCU.

Les données mesurées seront affichées sur un écran LCD 20x4 à interface I2C, ce qui permet de visualiser facilement les valeurs sans utiliser le moniteur série.

Ce projet permet de se familiariser avec :

- l’acquisition de données environnementales à partir du capteur DHT22.

- la communication entre un capteur et une carte ESP8266 via un signal numérique.

- l’utilisation de l’interface I2C pour afficher les mesures sur un écran LCD.

- l’écriture d’un programme MicroPython pour lire, traiter et afficher les données.

Principe de fonctionnement du capteur DHT22

Le DHT22 est un capteur numérique de température et d’humidité relative. Il mesure les conditions ambiantes et transmet les données sous forme de signal numérique à une carte microcontrôleur (comme l’ESP8266, Arduino, ou ESP32).

1. Mesure de la température

Le DHT22 utilise un thermistor (résistance dépendant de la température) intégré dans le capteur.

Ce thermistor est constitué d’un semi-conducteur dont la résistance électrique varie en fonction de la température.

Le module électronique interne convertit cette variation de résistance en un signal numérique représentant la température en degrés Celsius (°C).

Le DHT22 peut mesurer des températures comprises entre –40 °C et +80 °C, avec une précision d’environ ±0,5 °C.

2. Mesure de l’humidité

Pour mesurer l’humidité relative, le DHT22 contient un capteur capacitif d’humidité :

Ce capteur est formé de deux électrodes séparées par une couche polymère absorbant l’humidité.

Lorsque l’humidité ambiante varie, la constante diélectrique du polymère change, ce qui modifie la capacité électrique du capteur.

Le circuit interne transforme cette variation de capacité en un signal numérique indiquant le taux d’humidité relative (en %).

Le DHT22 mesure l’humidité de 0 % à 100 %, avec une précision d’environ ±2 à ±5 %.

3. Communication numérique

Le DHT22 communique avec la carte microcontrôleur via une seule broche de données (DATA).

Ce signal suit un protocole propriétaire à une seule ligne (One-Wire propriétaire).

La communication s’effectue sous forme de trames numériques contenant les valeurs d’humidité et de température codées sur 40 bits.

Chaque lecture dure environ 2 secondes (la fréquence d’échantillonnage est d’environ 0,5 Hz).

Les composants nécessaires

Carte ESP8266 NodeMCU

C’est le microcontrôleur principal du projet.

Il lit les données transmises par le capteur DHT22 et envoie les valeurs vers l’écran LCD pour affichage.

Il fonctionne en 3,3 V, dispose d’une connexion Wi-Fi intégrée et de plusieurs broches GPIO pour relier les capteurs et modules.

Capteur de température et d’humidité DHT22

Ce capteur mesure la température (–40 à +80 °C) et l’humidité relative (0 à 100 %) de l’air ambiant.

Il envoie les données sous forme numérique vers la carte ESP8266 à travers une seule broche de données (DATA).

Il est plus précis et plus rapide que le DHT11.

Écran LCD 20x4 avec interface I2C

L’écran LCD affiche les valeurs de température et d’humidité mesurées.

Grâce au module I2C intégré, il ne nécessite que 2 fils de communication (SDA et SCL), ce qui simplifie les connexions.

Câbles de connexion

Les câbles de connexion permettent de relier les différents composants (DHT22, écran LCD, ESP8266) sur la breadboard.

Ils sssurent une connexion stable et propre pour les signaux et l’alimentation.

Plaque d’essai (Breadboard)

La plaque d'essai sert de support pour connecter les composants sans soudure.

Il permet de tester facilement les connexions et le câblage avant de réaliser un montage définitif.

Montage du système

Détail des connexions :

Pour le Capteur DHT22 :

- Connecter la broche VCC(+) du DHT11 à 3V de la carte ESP8266

- Connecter la broche DATA du DHT11 à la broche D0 (GPIO16) de la carte ESP8266

- Connecter la broche GND(-) du DHT11 à la broche GND de la carte ESP8266

Pour l'Afficheur LCD I2C :

- Connecter la broche VCC de l'afficheur à 5V de la carte ESP8266

- Connecter la broche GND de l'afficheur à GND de la carte ESP8266

- Connecter la broche SDA de l'afficheur à la broche D2 (GPIO4) de la carte ESP8266

- Connecter la broche SCL de l'afficheur à la broche D1 (GPIO5) de la carte ESP8266

Programme MicroPython

Voici un programme complet en MicroPython pour lire la température et l’humidité à l’aide du capteur DHT11 connecté à la carte ESP8266 NodeMCU :

Bibliothèques requises : i2c_lcd et lcd_api → pour afficher les informations sur l’écran LCD I2C.

Explication du code :

1- Importation des modules :

- machine : permet de configurer les broches GPIO.

- dht : contient les fonctions pour communiquer avec le capteur DHT22.

- time : utilisé pour insérer des pauses entre les lectures.

2- Initialisation du capteur :

- Le DHT11 est branché sur la broche D0 (GPIO16) de la carte ESP8266.

- La ligne d = dht.DHT22(p16) crée un objet pour interagir avec le capteur.

3- Mesure et affichage :

- d.measure() lance une nouvelle mesure.

- d.temperature() lit la température en degrés Celsius.

- d.humidity() lit le taux d’humidité relative en pourcentage.

- lcd.putstr() affiche Les données l'écran LCD I2C.

- time.sleep(4) permet d’attendre 4 secondes entre deux mesures.