簡(jiǎn)介
今天世界上幾乎所有的溝通都是無(wú)線(至少?gòu)淖罱K用戶的角度來看)。你可以在各種應(yīng)用中找到某種無(wú)線通信,如電視遙控器,手機(jī),電腦,玩具,汽車等。
我不想進(jìn)入無(wú)線通信的詳細(xì)信息,但您可以在此處找到相關(guān)信息:無(wú)線通信:簡(jiǎn)介,類型和應(yīng)用。
我們已經(jīng)看到了一些無(wú)線電子樞紐中基于通信的項(xiàng)目,使用藍(lán)牙,紅外,射頻(射頻)和WiFi(IEEE 802.11)等不同技術(shù)實(shí)現(xiàn)。
但是在這個(gè)項(xiàng)目中,我將使用nRF24L01收發(fā)器IC實(shí)現(xiàn)基于RF的無(wú)線通信項(xiàng)目。如果你還記得,我在早期的幾個(gè)項(xiàng)目中使用434MHz射頻發(fā)射器和接收器模塊實(shí)現(xiàn)了射頻通信。
這兩個(gè)射頻模塊之間的主要區(qū)別在于它們的工作頻率。 nRF24L01使用2.4GHz RF頻率,而早期的RF模塊使用434MHz RF頻率。
它們之間還有另一個(gè)重要區(qū)別:在434MHz射頻模塊中,我們有兩個(gè)獨(dú)立的模塊;一個(gè)用于傳輸(發(fā)送器),另一個(gè)用于接收(接收器)。但是nRF24L0是一個(gè)收發(fā)器IC,即發(fā)送器和接收器都集成在同一個(gè)IC上。
關(guān)于nRF24L01收發(fā)器IC的簡(jiǎn)要說明
nRF24L01是Nordic Semiconductor開發(fā)的單芯片RF收發(fā)器IC。它在免許可證的2.4GHz ISM頻段(ISM - 工業(yè),科學(xué)和醫(yī)療)中運(yùn)行,支持250kbps,1Mbps和2Mbps的數(shù)據(jù)速率。
對(duì)于數(shù)據(jù)速率250kbps和1Mbps,信道帶寬約為1MHz。因此,如果您的數(shù)據(jù)速率限制在250kbps或1Mbps,則最小和最大工作頻率為2400MHz和2525MHz,最多可以實(shí)現(xiàn)126個(gè)RF通道。
2Mbps數(shù)據(jù)速率mote,RF信道帶寬應(yīng)為2MHz或更高,以確保不重疊。
nRF24L01 IC中有一項(xiàng)名為MultiCeiver的特殊功能。此功能使每個(gè)RF通道具有一組6個(gè)唯一的尋址數(shù)據(jù)管道,以便每個(gè)模塊可以與同一RF通道中的其他6個(gè)模塊進(jìn)行通信。
即將實(shí)施nRF24L01 IC,您只需要一個(gè)16MHz晶體振蕩器,其支持電路和天線。要使用nRF24L01模塊設(shè)計(jì)無(wú)線通信系統(tǒng),您只需要一個(gè)微控制器,它通過串行外設(shè)接口(SPI)連接。
nRF24L01 IC的重要特性
超低功耗運(yùn)行(26μA待機(jī)I模式,900nA斷電模式)
帶微控制器的SPI接口
集成射頻發(fā)射器,接收器和合成器
工作電壓為1.9V - 3.6V
輸入引腳可以承受5V
有關(guān)nRF24L01的更多信息,請(qǐng)參考數(shù)據(jù)表。
nRF24L01收發(fā)器模塊
使用nRF24L01 IC,幾家制造商開始開發(fā)nRF24L0收發(fā)器模塊板包含用于實(shí)現(xiàn)無(wú)線電系統(tǒng)的必要組件和引腳。
nRF24L01收發(fā)器模塊板通常由nRF24組成L01收發(fā)器IC,16 MHz晶振,天線走線(在PCB上),用于通信和電源的引腳以及一些無(wú)源元件。
以下是典型的圖像nRF24L01收發(fā)器模塊板現(xiàn)已上市。
重要提示:上述模塊幾乎全部最新的nRF24L01收發(fā)器模塊使用nRF24L01 + IC。它是nRF24L01 IC的高級(jí)版本,事實(shí)上,所有討論都是前面部分關(guān)于nRF24L01 + IC。
nRF24L01收發(fā)器模塊上的組件
下圖顯示了nRF24L01收發(fā)器模塊板上的組件。
引腳配置nRF24L01收發(fā)器模塊
進(jìn)入nRF24L01收發(fā)器模塊的引腳配置,它有8個(gè)引腳。它們是VCC,GND,MOSI,MISO,SCK,IRQ,CE和CSN。
VCC:電源引腳。只能給出3.3V。
GND:電源的GND引腳。
SCK: SPI時(shí)鐘引腳。
MOSI: SPI從數(shù)據(jù)輸入引腳。
MISO: SPI從數(shù)據(jù)輸出引腳。
IRQ:低電平有效中斷引腳。
CE:芯片啟用引腳。
CSN: SPI芯片選擇引腳。
將nRF24L01收發(fā)器模塊與Arduino連接
如前所述,nRF24L01收發(fā)器模塊通過SPI接口進(jìn)行通信。因此,為了將nRF24L01收發(fā)器模塊與Arduino接口,您需要使用Arduino板的SPI引腳。
由于nRF24L01是收發(fā)器模塊,因此您只能在通信的一端使用一個(gè)nRF24L01收發(fā)器模塊來發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。
因此,在在這個(gè)項(xiàng)目中,我將使用nRF24L01收發(fā)器模塊實(shí)現(xiàn)兩個(gè)電路。在第一個(gè)電路中,我將向您展示如何使用兩個(gè)nRF24L01收發(fā)器模塊在兩個(gè)Arduino板之間啟用無(wú)線通信,其中一個(gè)Arduino-nRF24L01收發(fā)器模塊對(duì)充當(dāng)發(fā)送器,而另一個(gè)Arduino-nRF24L01收發(fā)器模塊對(duì)充當(dāng)接收器
進(jìn)入第二個(gè)電路,我將使用nRF24L01收發(fā)器模塊的收發(fā)器選項(xiàng),并將Arduino-nRF24L01收發(fā)器模塊對(duì)同時(shí)用作發(fā)送器和接收器。
但在繼續(xù)使用Arduino nRF24L01收發(fā)器模塊接口之前,您需要做一件重要的事情。
nRF24L01收發(fā)器模塊適配器
如果您注意到nRF24L01收發(fā)器模塊,則引腳不是面包板友好的,直接連接導(dǎo)線將不是理想的設(shè)置。
要解決此問題,您有兩種選擇。首先是制作一個(gè)小型穿孔板,用于將nRF24L01收發(fā)器模塊插入頂部,并在底部安裝面包板友好引腳。
第二個(gè)選擇是購(gòu)買適配器nRF24L01收發(fā)器模塊,如下圖所示。
如您所見,nRF24L01收發(fā)器模塊的適配器包含用于插入nRF24L01收發(fā)器模塊的母頭和相應(yīng)的公頭,用于連接其他電路板,如Arduino。
nRF24L01收發(fā)器模塊適配器上還有一個(gè)3.3V穩(wěn)壓器IC,以便您可以為適配器提供5V電源(僅適用于帶3.3V穩(wěn)壓器的適配器,而不是直接連接到nRF24L01收發(fā)器模塊本身)。
所需組件
Arduino UNO x 2
nRF24L01收發(fā)器模塊x 2
TowerPro SG90伺服電機(jī)
按鈕
1KΩ電阻器
使用nRF24L01收發(fā)器模塊的簡(jiǎn)單Arduino無(wú)線通信
電路圖
連接
以下是Arduino UNO之間的連接和發(fā)送器端的nRF24L01模塊。
nRF24L01 - Arduino
VCC - 3.3V
GND - GND
MOSI - 11
MISO - 12
SCK - 13
CE - 9
CSN - 10
因?yàn)槲以诮邮掌鞫耸褂昧薃rduino UNO,所以我使用了相同的連接。如果您正在使用Mega等其他Arduino板,請(qǐng)檢查SPI引腳。
代碼
發(fā)送器代碼
接收器代碼
注意:兩個(gè)Arduino板之間的雙向無(wú)線通信將很快更新。
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