如何使用nRF24L01收发器模块启用Arduino无线通信

简介

今天世界上几乎所有的沟通都是无线（至少从最终用户的角度来看）。你可以在各种应用中找到某种无线通信，如电视遥控器，手机，电脑，玩具，汽车等。

我不想进入无线通信的详细信息，但您可以在此处找到相关信息：无线通信：简介，类型和应用。

我们已经看到了一些无线电子枢纽中基于通信的项目，使用蓝牙，红外，射频（射频）和WiFi（IEEE 802.11）等不同技术实现。

但是在这个项目中，我将使用nRF24L01收发器IC实现基于RF的无线通信项目。如果你还记得，我在早期的几个项目中使用434MHz射频发射器和接收器模块实现了射频通信。

这两个射频模块之间的主要区别在于它们的工作频率。 nRF24L01使用2.4GHz RF频率，而早期的RF模块使用434MHz RF频率。

它们之间还有另一个重要区别：在434MHz射频模块中，我们有两个独立的模块;一个用于传输（发送器），另一个用于接收（接收器）。但是nRF24L0是一个收发器IC，即发送器和接收器都集成在同一个IC上。

关于nRF24L01收发器IC的简要说明

nRF24L01是Nordic Semiconductor开发的单芯片RF收发器IC。它在免许可证的2.4GHz ISM频段（ISM - 工业，科学和医疗）中运行，支持250kbps，1Mbps和2Mbps的数据速率。

对于数据速率250kbps和1Mbps，信道带宽约为1MHz。因此，如果您的数据速率限制在250kbps或1Mbps，则最小和最大工作频率为2400MHz和2525MHz，最多可以实现126个RF通道。

2Mbps数据速率mote，RF信道带宽应为2MHz或更高，以确保不重叠。

nRF24L01 IC中有一项名为MultiCeiver的特殊功能。此功能使每个RF通道具有一组6个唯一的寻址数据管道，以便每个模块可以与同一RF通道中的其他6个模块进行通信。

即将实施nRF24L01 IC，您只需要一个16MHz晶体振荡器，其支持电路和天线。要使用nRF24L01模块设计无线通信系统，您只需要一个微控制器，它通过串行外设接口（SPI）连接。

nRF24L01 IC的重要特性

超低功耗运行（26μA待机I模式，900nA断电模式）

带微控制器的SPI接口

集成射频发射器，接收器和合成器

工作电压为1.9V - 3.6V

输入引脚可以承受5V

有关nRF24L01的更多信息，请参考数据表。

nRF24L01收发器模块

使用nRF24L01 IC，几家制造商开始开发nRF24L0收发器模块板包含用于实现无线电系统的必要组件和引脚。

nRF24L01收发器模块板通常由nRF24组成L01收发器IC，16 MHz晶振，天线走线（在PCB上），用于通信和电源的引脚以及一些无源元件。

以下是典型的图像nRF24L01收发器模块板现已上市。

重要提示：上述模块几乎全部最新的nRF24L01收发器模块使用nRF24L01 + IC。它是nRF24L01 IC的高级版本，事实上，所有讨论都是前面部分关于nRF24L01 + IC。

nRF24L01收发器模块上的组件

下图显示了nRF24L01收发器模块板上的组件。

引脚配置nRF24L01收发器模块

进入nRF24L01收发器模块的引脚配置，它有8个引脚。它们是VCC，GND，MOSI，MISO，SCK，IRQ，CE和CSN。

VCC：电源引脚。只能给出3.3V。

GND：电源的GND引脚。

SCK： SPI时钟引脚。

MOSI： SPI从数据输入引脚。

MISO： SPI从数据输出引脚。

IRQ：低电平有效中断引脚。

CE：芯片启用引脚。

CSN： SPI芯片选择引脚。

将nRF24L01收发器模块与Arduino连接

如前所述，nRF24L01收发器模块通过SPI接口进行通信。因此，为了将nRF24L01收发器模块与Arduino接口，您需要使用Arduino板的SPI引脚。

由于nRF24L01是收发器模块，因此您只能在通信的一端使用一个nRF24L01收发器模块来发送和接收数据。

因此，在在这个项目中，我将使用nRF24L01收发器模块实现两个电路。在第一个电路中，我将向您展示如何使用两个nRF24L01收发器模块在两个Arduino板之间启用无线通信，其中一个Arduino-nRF24L01收发器模块对充当发送器，而另一个Arduino-nRF24L01收发器模块对充当接收器

进入第二个电路，我将使用nRF24L01收发器模块的收发器选项，并将Arduino-nRF24L01收发器模块对同时用作发送器和接收器。

但在继续使用Arduino nRF24L01收发器模块接口之前，您需要做一件重要的事情。

nRF24L01收发器模块适配器

如果您注意到nRF24L01收发器模块，则引脚不是面包板友好的，直接连接导线将不是理想的设置。

要解决此问题，您有两种选择。首先是制作一个小型穿孔板，用于将nRF24L01收发器模块插入顶部，并在底部安装面包板友好引脚。

第二个选择是购买适配器nRF24L01收发器模块，如下图所示。

如您所见，nRF24L01收发器模块的适配器包含用于插入nRF24L01收发器模块的母头和相应的公头，用于连接其他电路板，如Arduino。

nRF24L01收发器模块适配器上还有一个3.3V稳压器IC，以便您可以为适配器提供5V电源（仅适用于带3.3V稳压器的适配器，而不是直接连接到nRF24L01收发器模块本身）。

所需组件

Arduino UNO x 2

nRF24L01收发器模块x 2

操纵杆

TowerPro SG90伺服电机

LED

按钮

1KΩ电阻器

使用nRF24L01收发器模块的简单Arduino无线通信

电路图

连接

以下是Arduino UNO之间的连接和发送器端的nRF24L01模块。

nRF24L01 - Arduino

VCC - 3.3V

GND - GND

MOSI - 11

MISO - 12

SCK - 13

CE - 9

CSN - 10

因为我在接收器端使用了Arduino UNO，所以我使用了相同的连接。如果您正在使用Mega等其他Arduino板，请检查SPI引脚。

代码

发送器代码

接收器代码

注意：两个Arduino板之间的双向无线通信将很快更新。