Телефонуйте » (+38) 096 227 41 41

Організувавши взаэмодію радіо модуля з Arduino, можна управляти роботом, серво приводами і моторами за допомогою пульта управління, організувати телеметрію, збір даних з віддалених об'єктів: температура, вологість, дані лічильників і багато іншого.

Радіо модуль nRF24L01+

Заявлена дальність до 1100 метрів при швидкості 250 кбіт. При 1Мбіт - 750 метрів, а при швидкості 2 Мбіт - 520 метрів. Швидше за все, ці параметри вказані при відсутності перешкод і якщо всі радіо модулі в радіомережі будуть однаковими.
Кількість каналів: 126. Нульовий канал починається з 2400МГц і далі з кроком 1 мегагерц, наприклад, 70 канал знаходиться відповідно на частоті 2470мгц. При установці швидкості 2 МГц займається ширина двох каналів.
Рекомендується зменшувати надлишкову потужність через setPALevel (в бібліотеці) або безпосередньо в регістрі RF_SETUP.


Модуль nRF24L01+ (ліворуч) і модуль nRF24L01+ PA + LNA (праворуч)

Інтерфейс SPI

Для взаємодії з модулями nRF24L01+ ми повинні використовувати шину SPI. SPI - послідовний інтерфейс (Serial Peripheral Interface), який працює з налаштуванням ведучий/ведений. Шина SPI може працювати з одним головний (master) пристроєм і одним або декількома підлеглими (slave) пристроями. Використовуються три загальні з’єднання і одне додаткове для кожного з залежних (ведених) пристроїв. Трьома загальними з’єднаннями (пов'язаними з усіма пристроями) є:

  • SCLK(SCK): тактування (вихід з майстра)
  • MOSI: головний (master) вихід (output) - вхід (input) веденого (slave): вихід з master
  • MISO: вхід (input) master - вихід (output) веденого (slave): вихід із slave
  • Додаткове з’єднання називається SS (slave select – вибір залежного) або CS (chip select – вибір мікросхеми) або CE (chip enable – дозвіл мікросхеми)

Функція SS полягає в забезпеченні веденого пристрою, з яким ми хочемо спілкуватися (одночасно може бути включений тільки один ведений). У нашому випадку ми будемо використовувати тільки один залежних пристрій, але ви можете побачити загальну схему з кількома веденими пристроями на рис.:


Типова шина SPI: master і три незалежні slaves.

Підготовка Arduino

Ми почнемо з підготовки Arduino, бо це найлегша частина. Дана інструкції для Arduino UNO, але ви можете використовувати будь-яку плату Arduino, але майте на увазі, що з’єднання, як правило, відрізняються. Якщо будете шукати свою модель Arduino в Інтернеті, то знайдіть, які виводи ви повинні використовувати для SPI. У наступній таблиці ви бачите необхідні з'єднання для Arduino UNO:


Ви повинні запам’ятати кілька речей:

• Модуль працює з 3.3 В, тому вам доведеться підключитися до даного виводу, а не до виводу 5 В
• Модуль використовує додаткове з’єднання “data”, крім SPI, так званий CE
• Бібліотека не використовує вивід SS Arduino, а звичайний цифровий вивід як SS
• Обидва з’єднання (CE і SS) визначається при ініціалізації бібліотеки і можуть бути змінені
• SCK, MOSI і MISO з'єднання "Arduino залежні", і будуть іншими, якщо ви використовуєте іншу плату Arduino
• 8-ий вивід модуля для переривань і в даний час в бібліотеці він не використовується

Маємо схему під’єднання модуля nRF24L01+ до Arduino:

Для надійної роботи рекомендується підключити паралельно живленню якомога ближче до радіо модулів електролітичний конденсатор не менше 100 мкФ, а також паралельно йому керамічний на 0.1 мкФ.

Радіо сканер діапазону WiFi

Найпростіший пристрій – радіо сканер, для якого необхідний лише один модуль nRF24L01+. Він діє як простий сканер і показує радіосигнали навколо нього.
Тепер встановіть бібліотеку RF24. Завантажити її можна звідси. Для установки розпакуйте файли і перейменуйте папку в RF24 (з RF24-master) і помістіть цю папки у папку вашої бібліотеки Arduino (наприклад, був на Desktop / Arduino-1.0.5 / бібліотеки /) і перезавантажте Arduino IDE. Тепер бібліотека готова до роботи. Тепер можете завантажити і протестувати приклад скетча.
Вставте наведений скетч в Arduino IDE і завантажити в плату UNO. Відкриємо послідовний монітор, натиснувши на маленьку кнопку з лупою на IDE, і встановимо швидкість передачі даних 57600 (інакше ви побачите деякий текст-тарабарщину):

#include <SPI.h> // Підключаємо бібліотеку SPI

// Простий сканер діапазону 2.4ГГц
// використовує nRF24L01p, приєднаний до Arduino
// Схема приєднань:
//     SS(CSN)  -> 10
//     MOSI     -> 11
//     MISO     -> 12
//      SCK     -> 13
//       CE     ->  9

#define CE  9

// Масив для зберігання даних каналу
#define CHANNELS  64
int channel[CHANNELS];

// відтінки сірого зображення
int  line;
char grey[] = " .:-=+*aRW";

// необхідні регістри nRF24L01P
#define _NRF24_CONFIG      0x00
#define _NRF24_EN_AA       0x01
#define _NRF24_RF_CH       0x05
#define _NRF24_RF_SETUP    0x06
#define _NRF24_RPD         0x09

// отримуємо значення регістра nRF24L01p
byte getRegister(byte r)
{
  byte c;
 
  PORTB &=~_BV(2);
  c = SPI.transfer(r&0x1F);
  c = SPI.transfer(0);  
  PORTB |= _BV(2);

  return(c);
}

// встановлюємо значення регістра nRF24L01p
void setRegister(byte r, byte v)
{
  PORTB &=~_BV(2);
  SPI.transfer((r&0x1F)|0x20);
  SPI.transfer(v);
  PORTB |= _BV(2);
}
 
// подаємо живлення на мікросхему nRF24L01p
void powerUp(void)
{
  setRegister(_NRF24_CONFIG,getRegister(_NRF24_CONFIG)|0x02);
  delayMicroseconds(130);
}

// вимикаємо nRF24L01p
void powerDown(void)
{
  setRegister(_NRF24_CONFIG,getRegister(_NRF24_CONFIG)&~0x02);
}

// дозволяємо RX (приймач)
void enable(void)
{
    PORTB |= _BV(1);
}

// вимикаємо RX (приймач)
void disable(void)
{
    PORTB &=~_BV(1);
}

// встановлюємо режим RX на nRF24L01p
void setRX(void)
{
  setRegister(_NRF24_CONFIG,getRegister(_NRF24_CONFIG)|0x01);
  enable();
  // тут трохи менша, ніж рекомендується
  // затримка в 130 мкс
  // - але працює і трохи прискорює процес...
  delayMicroseconds(100);
}

// скануємо всі канали в діапазоні 2.4ГГц
void scanChannels(void)
{
  disable();
  for( int j=0 ; j<200  ; j++)
  {
    for( int i=0 ; i<CHANNELS ; i++)
    {
      // вибираємо новий канал
      setRegister(_NRF24_RF_CH,(128*i)/CHANNELS);
      
      // перемикаємо на RX
      setRX();
      
      // достатнє чекання для регулювання RX
      delayMicroseconds(40);
      
      // це актуальна точка, де встановлюється RPD-прапор
      // коли CE стає низьким
      disable();
      
      // читаємо наш RPD-прапор; встановлюємо в 1, якщо
      // прийнята потужність > -64dBm
      if( getRegister(_NRF24_RPD)>0 )   channel[i]++;
    }
  }
}

// виводимо дані каналу у вигляді простої сірої карти
void outputChannels(void)
{
  int norm = 0;
 
  // знаходимо максимальну кількість в масиві каналу
  for( int i=0 ; i<CHANNELS ; i++)
    if( channel[i]>norm ) norm = channel[i];
    
  // тепер виводимо дані
  Serial.print('|');
  for( int i=0 ; i<CHANNELS ; i++)
  {
    int pos;
    
    // розрахунок значення сірої позиції
    if( norm!=0 ) pos = (channel[i]*10)/norm;
    else          pos = 0;
    
    // збільшення низьких значень
    if( pos==0 && channel[i]>0 ) pos++;
    
    // зменшення великих значень
    if( pos>9 ) pos = 9;
   
    // виведення
    Serial.print(grey[pos]);
    channel[i] = 0;
  }
 
  // відображення загальної потужності
  Serial.print("| ");
  Serial.println(norm);
}

// надання візуалізації між WLAN-каналами і відображеними даними
void printChannels(void)
{
  // приблизні вихідні позиції WLAN-каналів
  Serial.println(">      1 2  3 4  5  6 7 8  9 10 11 12 13  14                     <");
}

void setup()
{
  Serial.begin(57600);
 
  Serial.println("Starting Poor Man's Wireless 2.4GHz Scanner ...");
  Serial.println();

  // Макет каналів
  // 0         1         2         3         4         5         6
  // 0123456789012345678901234567890123456789012345678901234567890123
  //       1 2  3 4  5  6 7 8  9 10 11 12 13  14                     |
  //
  Serial.println("Channel Layout");
  printChannels();
 
  // Налаштування SPI
  SPI.begin();
  SPI.setDataMode(SPI_MODE0);
  SPI.setClockDivider(SPI_CLOCK_DIV2);
  SPI.setBitOrder(MSBFIRST);
 
  // Активація дозволу мікросхеми
  pinMode(CE,OUTPUT);
  disable();
 
  // тепер запуск приймача
  powerUp();
 
  // вимикаємо Shockburst
  setRegister(_NRF24_EN_AA,0x0);
 
  // перконуємося, що RF-секція налаштована вірно
  // - просто записуємо значення за замовчуванням...
  setRegister(_NRF24_RF_SETUP,0x0F);
 
  // обнулюємо лічильник лінії
  line = 0;
}

void loop()
{
  // виконуємо сканування
  scanChannels();
 
  // виведимо результат
  outputChannels();
 
  // виведення довідника WLAN-каналу кожну 12-ту лінію
  if( line++>12 )
  {
    printChannels();
    line = 0;
  }
}

Передача даних від ультразвукового вимірювача відстані

Один модуль під’єднаний до плати Arduino UNO, яка буде підключена до комп’ютера, другий же, після завантаження скетча може бути відключений від комп’ютера і живитися від окремого джерела. До нього приєднується модуль ультразвукового вимірювача відстані (Trig – вивід 4, Echo – вивід 3) , з якого дані передаються на перший модуль і відображаються на моніторі послідовного порту комп’ютера.

Скетч передавача

#include <SPI.h>
#include <Mirf.h>
#include <nRF24L01.h>
#include <MirfHardwareSpiDriver.h>
#include "Ultrasonic.h"
#define MAX_BUFF 32
Ultrasonic ultrasonic(4,3); //Trig - 4, Echo - 3
void setup(){
  Serial.begin(9600);
 
  Mirf.cePin = 7;
  Mirf.csnPin = 8;
 
  Mirf.spi = &MirfHardwareSpi;
  Mirf.init();
   
  Mirf.setRADDR((byte *)"app1");
  Mirf.payload = sizeof(unsigned int);
  // Mirf.channel = 10;
  Mirf.config();
 
  Serial.println("Beginning ... ");
}
void loop(){
  unsigned int range;
  //відправка даних
  Mirf.setTADDR((byte *)"app2");
  range = ultrasonic.Ranging(CM);
  Mirf.send((uint8_t *)&range);
  while(Mirf.isSending()){
  }
  Serial.println(range);
  delay(100);
}

Скетч приймача

#include <SPI.h>
#include <Mirf.h>
#include <nRF24L01.h>
#include <MirfHardwareSpiDriver.h>
#define MAX_BUFF 32
void setup(){
  Serial.begin(9600);
  Mirf.cePin = 7;
  Mirf.csnPin = 8;
  Mirf.spi = &MirfHardwareSpi;
  Mirf.init();
   
  Mirf.setRADDR((byte *)"app2");
  Mirf.payload = sizeof(unsigned int);
  // Mirf.channel = 10;  
  Mirf.config();
 
  Serial.println("Beginning ... ");
}
uint8_t buff[4];
int c_count = 0;
void loop(){
  int i;
  //приймання даних  
  while(!Mirf.dataReady()) {
  }  
  Mirf.getData(buff);
  Serial.println((unsigned int)*buff);
  delay(100);
}

Приймач-передавач

Можна організувати і двох направлене приймання-передавання. Звичайно, при використанні двох пристроїв, код повинен бути різним для приймачів-передавачів.
Просто в одному поставити Mirf.setRADDR((byte *)"app1");
а в другому Mirf.setRADDR((byte *)"app2");
відповідно, в першому Mirf.setTADDR((byte *)"app2");
а в другому Mirf.setTADDR((byte *)"app1");

Код скетча для Arduino:

#include <SPI.h>
#include <Mirf.h>
#include <nRF24L01.h>
#include <MirfHardwareSpiDriver.h>
#define MAX_BUFF 32 //Буфер приймання-передавання

void setup(){
  Serial.begin(9600);
  Mirf.spi = &MirfHardwareSpi;
  Mirf.init();
 
  Mirf.setRADDR((byte *)"app2"); //Тут задаємо адресу
  Mirf.payload = MAX_BUFF; //Тут задаємо буфер
  Mirf.channel = 10;
//Канал приймання-передавання - повинен
//бути однаковим в пристроях.
  Mirf.config();
 
  Serial.println("Start..");
}

char buff[MAX_BUFF];
int c_count = 0;

void loop(){
  int i;
  //sending  
  if (c_count = Serial.available()) {
    if (c_count <= MAX_BUFF) {
      for (i=0; i<c_count; i++) {
        buff[i] = Serial.read();
      }
    } else {
      for (i=0; i<MAX_BUFF; i++) {
        buff[i] = Serial.read();
      }
    }
    buff[i] = 0;
    Mirf.setTADDR((byte *)"app1"); //Адрес!
    Serial.print(">");
    Mirf.send((uint8_t *)buff);
    while(Mirf.isSending()){
    }
    Serial.println(buff);
  }
  delay(10);
  //receiving  
  if(Mirf.dataReady()) {
    Mirf.getData((uint8_t *)buff);
    Serial.print("<");
    Serial.println(buff);
  }
  delay(100);
}

(За матеріалами: arduino.ru. blog.riyas.org. geek.kg)

Новини

  • Модуль SMARC запускає Android або Linux на Snapdragon 820
    Модуль SMARC запускає Android або Linux на Snapdragon 820

    SMART 2.0 "Snapdragon 820 SOM" iWave має 3 Гб LPDDR4, 32 Гб eMMC, Wi-Fi та Bluetooth, а також вхідні/вихідні виводи, включаючи GbE, HDMI 2.0, MIPI-CSI, USB 3.0 та PCIe. Комп'ютер розміром 82x50 мм працює на ОС Android Snailbone або вище, з наступною підтримкою Linux. Snapdragon 820 об'єднує чотири 14-нм Cortex з технологією FinFET - два на частоті 2,15 ГГц, а два з 1,6 ГГц, які намагаються імітувати високоякісні Cortex-A72. Крім того, SoC оснащений 624 МГц Adreno 530 GPU, Hexagon 680 DSP і 14-розрядним ISP для Spectra. Snapdragon 820 SOM підтримує кодування H.265 4K@60 та кодування 4K@30.

    in Новини

Записатися на курс