고정밀 온습도 센서 DHT22(AM2302) 신뢰성, 정확성 (feat. 다이소 온습도계)

최근 만든 2차 부화기가 실패했다.

 

1차 부화기는 DHT11을 2개 이용했음에도 10%만 부화하여 실패하게 되었기에, 2차 부화기에는 더 좋은 센서를 사용하기 위해 가격이 4배나 비싼 DHT22를 적용했지만 약 8%만이 부화하여 실패하게 되었다.

 

원인을 분석한 결과  DHT22 센서의 문제가 너무나도 명백하다 판단되어서, DHT22 센서의 신뢰성, 정확성에 대해 포스팅한다.

 

1. 2차 부화기 실패 원인 : 온도

1) 발생 중지란/사롱란 발생 경과

2차 부화기의 온도는 37.5도에서 38.0도를 유지하게 세팅하여, 종란의 한가운데에 DHT22 센서를 두고 부화기를 작동시켰다.

직접 가져온 청계 종란 15구를 입란 하고, 5일 후 이마트표 백봉오골계 유정란 19구를 입란 하여 청계 3마리만 부화되었고, 백봉 오골계는 한 마리도 태어나지 못했다.

부화기 성능 확인 겸 부화기 안쪽에 청계를, 부화기 창가 쪽 백봉 오골계를 놓았는데, 센서 바로 옆에 위치한 '한가운데' 청계 종란 중에서 초란(작은 알) 3개만 부화했다.

 

5일 차, 12일 차, 18일 차 검란을 실시했는데, 5일차까지는 무정란 2~3개 제외 모두 선명하게 발생했으나, 12일차 검란에서 전란용 구멍 2개에 가까운 백봉오골계가 발생중지했고, 18일차 검란에서 부화기 창가 및 벽 쪽에 있는 종란들이 모두 발생 중지했다.

2) 부화온도 및 기간

병아리는 37.7도의 온도에서 21일째 되는 날 태어나는 것이 평균이고, 온도가 0.7도가 올라가면 하루 일찍, 0.7도 낮아지면 하루 늦게 태어나고 약추가 나온다고 한다.

 

 - 링크 : https://www.goldgreenfarm.com/board/board.html?code=plasa1366_board5&page=1&board_cate=&type=v&num1=999978&num2=00000&lock=N 

정보 게시판-부화의 조건

 

온도에 따라 20일 차 저녁쯤부터 파각을 시작하는 게 보통인데, 2차 부화기는 22일째 저녁에 한 마리가 태어났고, 23일째가 되어서 한 마리가 태어났다.

약 이틀이나 늦춰진 점으로 보아 2차 부화기 한가운데의 온도가 온도가 약 1.5도 정도 낮았을 것으로 생각된다.

부화기 안쪽과 창가의 온도차가 약 1도인 점을 고려하면 창가 쪽의 온도는 약 35.5 정도 되어서 상대적으로 온도가 많이 낮았을 것으로 판단된다.

 

게다가 18일 차에 검란했을 때 많은 알들이 핏줄은 있으나 몸체가 만들어지지 않은 상태였던 점으로 미루어 보아, 충분한 열이 부족하여 몸이 만들어지지 않은 것 같다.

3) 추측

센서 바로 옆에 있던 알들의 부화 기간 자체가 평균보다 약 2일 정도 늦었다는 점에서 37.5도보다 약 1.5도 이상 낮은 36.0도 이하였다고 생각한다.

그리고 센서에서 조금 떨어진 종란들 역시 18일 차 검란했을 때 발생의 정도가 약 16일 차 정도의 발생 상태와 유사한 점으로 보아 전체적으로 36.0도 이하였을 것으로 보인다.

 

이러한 추측은 DHT22 센서 두 개를 비교하자 명확해졌다.

 

2. DHT22 신뢰성 - 불신

1) 기초개념 : 정확성 / 정밀성 / 분해능

계측의 기초개념을 간단하게 알아보고 센서의 신뢰성에 대해 알아보자.

 

- 정확성(Accuracy) : 근삿값이 참값에 가까운 정도. 

  예시) 참값 37.7도에서 A는 38.0도, B는 38.1도인 경우, A가 정확함.

- 정밀성(Precision) : 측정값의 편차가 작은 정도.

  예시) 참값 37.7도에서 A는 37.8/38.0도, B는 37.7/39.1도인 경우 A가 정밀함.

- 분해능(Resolution) : 측정값의 최소 단위

  예시) 참값 37.7도에서 분해능이 0.1도인 A는 37.6/37.7/37.8도가 계측될 수 있지만, 분해능이 1도인 B는 37/38도가 계측될 수 있으며, 37.6/37.7/37.8도는 계측될 수 없음.

2) DHT22 스펙

- 링크 : https://howtomechatronics.com/tutorials/arduino/dht11-dht22-sensors-temperature-and-humidity-tutorial-using-arduino/

DHT11 & DHT22 Sensors Temperature and Humidity Tutorial using Arduino

 

간단하게 정리하면 DHT11은 온도 오차 +/- 2도, 습도 오차 +/-5% 이내에서 측정하며, DHT22는 온도오차 +/-0.5도, 습도오차 +/-5% 이내에서 측정한다.

 

만약 DHT11 두 개를 골랐을 때 최악의 경우 온도오차 4도, 습도오차 10%의 차이가 날 수 있다.

또한 DHT22 두 개를 골랐을 때 최악의 경우 온도오차 1도, 습도오차 10%의 차이가 날 수 있다.

 

게다가, 링크에 따르면 'DHT22 온습도 센서 모듈은 AM2302라는 센서를 사용하며 생산 시 정확한 보정을 위해 챔버에서 온도와 습도를 보정하여 출시'된다고 한다.

- 링크 : http://www.iamamaker.kr/ko/tutorials/%EC%98%A8%EC%8A%B5%EB%8F%84%EC%84%BC%EC%84%9C-dht22-%EC%95%84%EB%91%90%EC%9D%B4%EB%85%B8%EB%A1%9C-%EC%98%A8%EB%8F%84-%EC%8A%B5%EB%8F%84-%EC%B8%A1%EC%A0%95%ED%95%98%EA%B8%B0/

고정밀 온습도센서(DHT22)와 아두이노로 온도 습도 측정하기 – 나는 메이커다! (iamamaker.kr)

틀린 정보는 아닐 것이라 생각한다.

고정밀 온도계라면, 챔버에서 온습도를 보정하는 과정이 당연히 포함될 것이라고 생각했다.

그래서 센서가 틀리지는 않을 것이라 생각했다.

 

하지만 센서 두 개를 동시에 작동시킨 후, DHT22를 더 이상 믿을 수 없게 되었다.

차라리 다이소 센서가 더 정확하다는 결론이 날 정도였다.

3) 불신의 근거

하지만 DHT22 센서 두 개를 같은 위치에 두고 온도를 측정했더니 2도가 차이가 난다.

DHT22 센서 두 개 측정 (1차)

디지털 신호를 보내는 센서라서 가능성은 낮겠으나, 혹시 보드나 결선의 문제인가 싶어 센서 결선을 바꾸었더니 그대로 값이 반전되었다.

DHT22 센서 두 개 위치 교체 (2차)

약 2도 차이로, 최악이 1도 차이가 나는 경우이므로, 두 배나 최악의 경우에 걸려버렸다.

여기서 1차적으로 DHT22 센서에 대한 신뢰를 잃었다.

 

물론 하나가 '불량'일 가능성도 있지만, 불량 치고는 정밀하게 측정이 너무 잘 되어서 불량이라 하기도 그렇다.

 

개인적인 생각으로는 나름 보정도 했을 것 같은데, 보정하는 챔버 내의 온도가 달랐을 가능성도 충분하다.

같은 회사의 챔버라면 챔버 성능이 구린 것이고, 다른 회사에서 만들었다면 챔버에 사용되는 온도계가 달랐을 것이다.

 

3. 결론 : DHT22는 신뢰할 수 없다

 - 부화 기간을 통해 부화기 내부 온도가 37.5도보다 약 1.5~2도 낮았을 것으로 예상된다.

 - 2차 부화기에 사용되지 않은 DHT22 센서는 다이소 온습도계와 비슷했으며, 2차 부화기에 사용된 센서는 다른 두 센서보다 약 2도 정도 높았다.

   --> 부화기에 사용된 센서가 약 2도가량 높게 측정되었기 때문에, 부화기 내부의 실제 온도는 원하던 온도(37.7도)보다 약 1.5~2도 정도 낮았을 것이라 판단된다.

 

따라서 2차 부화기의 실패 원인은 DHT22 센서의 문제가 가장 크다고 볼 수 있다.

게다가 많은 자료들(유튜브, 블로그 등)에 따르면, 온도만 맞춰주더라도 10%보다는 훨씬 많이 부화되는 것으로 보인다.

 

즉,

 - DHT22는 스펙만큼 정확하지 않다.

 - 정확한 온도 측정을 위해서는 신뢰할 수 있는 온도계를 참조하는 것이 필수다.

  (차라리 수은 온도계가 정확할 수도 있다)

 - DHT22 센서보다 다이소 온습도계의 신뢰성이 높을 수도 있다. (DHT22가 다이소 온습도계보다 반응속도가 빠른 편이긴 하다)

 

 

 

끝.

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