Esplorare le capacità e le applicazioni del chip di comunicazione NRF24L01
2024-04-25 2441

NRF24L01 è un chip di comunicazione da 2,4 g sviluppato da Nordic Company.Ha le caratteristiche del basso consumo di energia, a basso costo e ad alta velocità e può fornire soluzioni migliori per l'applicazione di prodotti per computer desktop e dispositivi intelligenti.Questo articolo lo introdurrà dal produttore, struttura, applicazioni, modalità di lavoro e principio di lavoro.

Il NRF24L01 è un nuovo ricetrasmettitore RF monolitico appositamente progettato per la banda di frequenza ISM da 2,4 GHz a 2,5 GHz.Integra multipli moduli funzionali come oscillatore cristallino, sintetizzatore di frequenza, amplificatore di potenza e modulatore e adotta la tecnologia Shockburst avanzata.Attraverso l'interfaccia SPI, NRF24L01 può comunicare con il microcontrollore 5V, in modo che le impostazioni di potenza di output, selezione del canale e protocollo possano essere configurate tramite l'interfaccia SPI.Ciò significa che NRF24L01 può essere collegato a quasi tutti i tipi di chip di microcontrollori per ottenere funzioni di trasmissione dei dati wireless.

- NRF24L01P-R7

- NRF24L01P-T

- Si4455-C2A-GM

- SI4455-B1A-FMR

- SI4455-B1A-FM

L'NRF24L01 è prodotto da Nordic Semiconductor.Nordic Semiconductor, originariamente chiamato Nordic VLSI, è una società di semiconduttori Fabless.La società è specializzata in dispositivi Wireless Systems on-chip e connettività per prestazioni di potenza ultra-bassa per la banda ISM a 2,4 GHz, con consumo di energia e costi le principali aree di interesse.Le applicazioni per utenti finali di Nordic Semiconductor sono accessori wireless per cellulari, topi e tastiere, wireless medico, elettronica di consumo, dispositivi sportivi intelligenti, telecomandi, controller di giochi wireless, applicazioni audio vocali wireless (come voice over IP), sicurezza e giocattoli.

Il diagramma a blocchi dell'NRF24L01 è mostrato sopra.Dal punto di vista del controllo del microcontrollore, dobbiamo solo prestare attenzione a sei porte di segnale di controllo, vale a dire CSN, SCK, Miso, MOSI, IRQ e CE.

- cuffie VoIP

- RFID attivo

- Controller di gioco

- Periferiche wireless per PC

- Orologi e sensori sportivi

- Sistemi di tracciamento delle risorse

- Mouse, tastiere e telecomandi

- Reti di sensori di potenza ultra-bassa

- Automazione domestica e commerciale

- Remote controlli avanzati del Media Center

- RF Remote Controls per l'elettronica di consumo

Due comunicazioni NRF24L01 devono soddisfare le seguenti tre condizioni:

- I canali sono gli stessi (Impostare il registro del canale RF_CH).

- Gli indirizzi sono gli stessi (set tx_addr e rx_addr_po lo stesso).

- Il numero di byte inviati e ricevuti ogni volta è lo stesso (se la larghezza dei dati effettiva del canale è impostata su n, il numero di byte inviati ogni volta deve essere anche n, ovviamente<=32).

Il modulo di comunicazione wireless NRF24L01 può essere impostato su una varietà di diverse modalità di lavoro, tra cui la modalità di accensione, la modalità di standby e la modalità di elaborazione dei pacchetti di dati.Le funzioni e le operazioni di ciascuna modalità sono le seguenti.

In modalità Power-Down, ogni funzione dell'NRF24L01 viene disattivata per ridurre al minimo il consumo corrente.Dopo aver inserito la modalità di accensione, NRF24L01 smette di funzionare, ma il contenuto del registro rimane invariato.La modalità di accensione è controllata dal bit PWR_UP nel registro.

Modalità di standby I riduce la corrente di consumo medio del sistema garantendo al contempo l'avvio rapido.In modalità di standby I, il cristallo funziona normalmente.In modalità di standby II, alcuni buffer di clock sono in modalità operativa.Quando il registro TX FIFO sul lato trasmettitore è vuoto e CE è elevato, entra in modalità di standby II.Durante la modalità di standby, il contenuto delle parole di configurazione del registro rimane invariato.

Le modalità di elaborazione dei pacchetti NRF24L01 includono la modalità Shockburst e la modalità Shockburst migliorata.

In modalità Shockburst, l'NRF24L01 può essere collegato a un MCU a bassa velocità a basso costo.L'elaborazione del segnale ad alta velocità viene gestita dal protocollo RF interno del chip, mentre la trasmissione dei dati viene eseguita attraverso l'interfaccia SPI a una velocità dei dati che dipende dalla velocità di interfaccia dell'MCU stesso.La modalità Shockburst riduce il consumo medio di corrente per la comunicazione consentendo la comunicazione a bassa velocità con l'MCU mantenendo la comunicazione ad alta velocità nella sezione wireless.

La modalità Shockburst migliorata rende l'esecuzione del protocollo di collegamento a due vie più semplice ed efficiente.In un tipico collegamento a due vie, il mittente richiede al dispositivo finale di inviare un segnale di risposta dopo aver ricevuto dati in modo che il mittente possa rilevare se i dati vengono persi.Se si verifica la perdita di dati, i dati persi vengono recuperati da una funzione di ritrasmit.La modalità ShockBourSttm potenziata controlla entrambe le funzioni di risposta che Retrasmit senza aumentare il carico di lavoro dell'MCU.

Durante la trasmissione dei dati, configuriamo prima NRF24L01 in modalità di trasmissione.Successivamente, scriviamo l'indirizzo del nodo ricevente TX_ADDR e dati validi TX_PLD nell'area buffer di NRF24L01 attraverso la porta SPI in sequenza.TX_PLD deve essere scritto continuamente mentre CSN è basso, mentre TX_ADDR deve essere scritto solo una volta durante la trasmissione.Quindi, impostiamo CE in alto e lo manteniamo in alto per almeno 10 microsecondi, quindi iniziamo a trasmettere dati dopo un ritardo di 130 microsecondi.Se Auto-Answer è abilitato, NRF24L01 immetterà la modalità di ricezione immediatamente dopo la trasmissione dei dati per ricevere il segnale di riconoscimento (l'indirizzo di ricezione automatico di risposta dovrebbe essere coerente con l'indirizzo del nodo ricevente TX_ADDR).Se viene ricevuta una risposta, la comunicazione viene considerata efficace, il flag TX_DS verrà impostato in alto e TX_PLD verrà cancellato dal TX FIFO.Se non viene ricevuta alcuna risposta, NRF24L01 ritrarmerà automaticamente i dati (se la ritrasmissione automatica è abilitata).Se il numero di ritrasmissioni (ARC) raggiunge il limite superiore, il flag MAX_RT verrà impostato in alto e i dati nel TX FIFO verranno mantenuti per la ritrasmissione.Quando il flag MAX_RT o TX_DS viene impostato in alto, l'IRQ verrà cancellato e verrà generato un interrupt per avvisare l'MCU.Infine, se la trasmissione ha esito positivo e CE è bassa, NRF24L01 inserisce la modalità inattiva 1. Se ci sono dati nello stack di trasmissione e CE è elevato, immettere la trasmissione successiva.Se non ci sono dati nello stack di trasmissione e CE è elevato, entra nella modalità inattiva 2.

Quando riceviamo dati, configuriamo prima NRF24L01 in modalità di ricezione.Quindi ritarda 130 microsecondi per entrare nello stato di ricezione e attendere l'arrivo dei dati.Quando il ricevitore rileva un indirizzo valido e CRC, memorizza il pacchetto di dati nel RX FIFO e imposta il bit di flag di interruzione RX_DR in alto, rendendo basso l'IRQ, generando un interrupt e avvisando l'MCU di leggere i dati.Se la funzione di risposta automatica è abilitata in questo momento, il ricevitore inserirà contemporaneamente lo stato di trasmissione e rispedirà un segnale di risposta.Infine, se il ricevimento ha esito positivo e CE si abbassa, NRF24L01 entra nella modalità inattiva 1.

Innanzitutto, il modulo A e il modulo B devono essere impostati sullo stesso canale e assicurarsi che la lunghezza dei dati di trasmissione del modulo A sia uguale alla lunghezza dei dati di ricezione del modulo B. Quindi, configuriamo un indirizzo di ricezione addr_b per il modulo B.Quindi, configurare anche l'indirizzo di trasmissione del modulo A per essere addr_b, in modo che il modulo B possa ricevere i dati correttamente quando il modulo A lo invia.

In effetti, l'indirizzo di ricezione ADDR_B configurato per il modulo B è solo uno dei suoi multipli canali di dati di ricezione.Un modulo di solito ha sei canali di ricezione, il che significa che il modulo B può ricevere dati da sei diversi moduli contemporaneamente.Naturalmente, il modulo B può inviare dati solo contemporaneamente perché l'invio di dati sullo stesso canale può causare interferenze.

Per concludere, NRF24L01 è una soluzione affidabile se si desidera creare un modulo RF ricetrasmettitore a basso costo per il tuo progetto.Contattaci se hai bisogno di ulteriori chiarimenti sul dispositivo o come integrarlo nel tuo progetto.

Utilizza la banda da 2,4 GHz e può funzionare con velocità di baud da 250 kbps a 2 Mbps.Se utilizzato nello spazio aperto e con una velocità di baud più bassa, la sua gamma può raggiungere fino a 100 metri.

Il NRF24L01 è un singolo ricetrasmettitore a 2,4 GHz con un motore di protocollo in banda base incorporata (Exathing ShockBourst ™), progettato per applicazioni wireless di potenza ultra-bassa.Il NRF24L01 è progettato per il funzionamento nella banda di frequenza ISM mondiale a 2,400 - 2,4835 GHz.

Sono in realtà simili, NRF24L01+ è una versione aggiornata del chip NRF24L01.NRF24L01 supporta solo 1 Mbps e velocità di trasmissione di 2 Mbps, mentre Nrf24L01+ supporta anche la velocità di trasmissione di 250 kbps.

Ma a volte potresti semplicemente voler in grado di inviare o ricevere senza dover usare WiFi o Bluetooth, beh, il NRF24L01 sarebbe una buona scelta.A differenza degli altri, usa l'onda radio per comunicare tra i moduli, lo stesso tipo usato nei telefoni cordless della tua casa.