Istraživanje mogućnosti i primjene NRF24L01 komunikacijski čip
2024-04-25 2463

NRF24L01 je 2.4G komunikacijski čip koji je razvila Nordijska kompanija.Ima karakteristike male potrošnje električne energije, niske troškove i velike brzine, te mogu pružiti bolja rješenja za primjenu radne površine računarskih proizvoda i pametnih uređaja.Ovaj članak će ga uvesti od proizvođača, strukture, aplikacija, režima rada i principa rada.

NRF24L01 novi je monolitni RF primopredajnik posebno dizajniran za frekvencijsku opsegu ISM-a od 2,4 GHz na 2,5 GHz.Integrira više funkcionalnih modula kao što su kristalni oscilator, frekvencijski sintezijzer, pojačalo snage i modulatora i usvaja naprednu tehnologiju shockburst.Kroz SPI sučelje, NRF24L01 može komunicirati s 5V mikrokontrolerom, tako da se izlazna snaga, odabir kanala i protokol mogu konfigurirati putem SPI sučelja.To znači da NRF24L01 može biti povezan sa gotovo svim vrstama mikrokontrolera za postizanje funkcija bežičnih podataka.

- NRF24L01P-R7

- NRF24L01P-T

- SI4455-C2A-GM

- SI4455-B1A-FMR

- SI4455-B1A-FM

NRF24L01 proizvodi Nordic poluvodič.Nordijski poluvodič, prvobitno po imenu Nordic VLsi, je fabli Deviconductor Company.Kompanija se specijalizirala za ultra niske performanse napajanja bežičnim sistemima na čipu i povezivanjem za ISM opseg od 2,4 GHz, sa potrošnjom energije i troškovi su glavna područja fokusiranja.Nordic Semiconductor's End-korisničke aplikacije su bežični dodaci za mobilne telefone, miševi i tipkovnice, bežični medicinski, potrošački elektronika, pametni sportski uređaji, daljinski upravljači, bežični kontroleri za igru ​​(poput glasa preko IP-a), sigurnost i igračke.

Blok dijagram NRF24L01 prikazan je gore.Iz perspektive mikrokontrolera, moramo pažnju posvetiti samo šest upravljačkih signalnih portova, naime CSN, SCK, Miso, MoSi, IRQ i CE.

- VoIP slušalice

- Aktivni RFID

- kontroleri igre

- bežična periferna računara

- Sportski satovi i senzori

- Sistemi za praćenje imovine

- miš, klavijature i daljine

- Ultra-male senzorne mreže

- Kućna i komercijalna automatizacija

- Napredni daljinski upravljač Media Center

- RF daljinski upravljač za potrošačku elektroniku

Dvije komunikacije NRF24L01 treba da zadovolji sljedeća tri uvjeta:

- Kanali su isti (postavite registar kanala RF_CH).

- Adrese su iste (postavite TX_ADDR i RX_ADDR_PO isto).

- Broj poslanih bajtova i primljen svaki put je isti (ako je efektivna širina podataka kanala postavljena na n, tada se broj bajtova poslanih svaki put mora biti i n, naravno, n<=32).

NRF24L01 bežični komunikacijski modul može se postaviti na različite načine rada, uključujući režim isključivanja, režim pripravnosti i režim obrade paketa podataka.Funkcije i operacije svakog načina su sljedeći.

U režimu napajanja, svaka funkcija NRF24L01 isključena je da bi trenutna potrošnja zadržala najmanje.Nakon ulaska u režim isključivanja, NRF24L01 prestaje raditi, ali sadržaj registra ostaje nepromijenjen.Način napajanja kontrolira PWR_UP bit u registru.

Način pripravnosti Smanjujem prosječnu struju potrošnje sustava dok osigurava brzo pokretanje.U stanju pripravnosti I, kristal djeluje normalno.U stanju pripravnosti II, neki od pufera sata su u režimu rada.Kada je TX FIFO registar na strani predajnika prazan, a CE je visok, ulazi u stanje pripravnosti II.Tokom režima pripravnosti, sadržaj režijskih konfiguracijskih riječi ostaju nepromijenjeni.

NRF24L01 Načini za obradu paketa uključuju udarnu režim i poboljšani mod shockburst.

U načinu shockburst, NRF24L01 može biti povezan na niže troškove MCU-a s nižim brzinama.Obrada velike brzine obrađuju se internim RF protokolom CHIP-a, dok se prijenos podataka vrši putem SPI sučelja na brzini podataka koji ovisi o brzinoj interfejsu.Način šokbursta smanjuje prosečnu trenutnu potrošnju za komunikaciju omogućavajući komunikaciju sa malom brzinom sa MCU-om, zadržavajući brzinu komunikacije u bežičnom dijelu.

Poboljšani mod shockburst čini izvršenje dvosmjernog protokola veze jednostavnije i efikasnije.Na tipičnom dvosmjernom vezu, pošiljalac zahtijeva krajnji uređaj da pošalje odgovor za odgovor nakon primitka podataka kako bi pošiljalac mogao otkriti da li se podaci izgube.Ako se dogodi gubitak podataka, izgubljeni podaci oporavljaju se funkcijama RETRANSMIT-a.Poboljšani shockbursttm mod kontrolira funkcije odgovora i returmingit bez povećanja radnog opterećenja MCU-a.

Prilikom odašiljanja podataka prvo konfiguriramo NRF24L01 u režim prenosa.Dalje, napisamo adresu prijemnog čvora TX_ADDR i valjanim podacima TX_PLD u međuspremnik NRF24L01 putem SPI porta u nizu.TX_PLD se mora kontinuirano napisati dok je CSN nizak, dok je TX_ADDR potrebno samo jednom za prijenos.Zatim postavljamo CE visoko i držimo ga visoko za najmanje 10 mikrosekundi, a zatim počnite prenositi podatke nakon odlaganja 130 mikrosekundi.Ako je omogućen automatski odgovor, NRF24L01 će ući u režim primanja neposredno nakon prenošenja podataka za primanje potvrde signala (adresa za prijemu za auto odgovor treba biti u skladu s adresom prijema TX_ADDR).Ako se primi odgovor, komunikacija se smatra uspješnim, TX_DS zastavom bit će postavljena visoka, a TX_PLD će se očistiti iz TX FIFO-a.Ako se ne primi odgovor, NRF24L01 automatski će prenositi podatke (ako je omogućen automatsko preuzimanje).Ako broj ponovnog prenošenja (ARC) dostiže gornju granicu, zastava MAX_RT bit će postavljena visoka, a podaci u TX FIFO-u bit će zadržani za ponovno podešavanje.Kada je zastava MAX_RT ili TX_DS postavljena visoka, IRQ će se očistiti i prekinuti prekid za obavještavanje MCU-a.Konačno, ako je prijenos uspješan, a CE je nizak, NRF24L01 ulazi u režim mirovanja 1. Ako postoje podaci u prenošenom snopu i CE je visok, unesite sljedeći prijenos.Ako nema podataka u prenošenom snopu, a CE je visok, ulazi u režim rada u praznom hodu 2.

Prilikom primanja podataka prvo konfiguriramo NRF24L01 u režim primanja.Zatim kasni za 130 mikrosekundi za ulazak u stanje primatelja i čekanje dolaska podataka.Kada prijemnik otkrije valjanu adresu i CRC, pohranjuje paket podataka u RX FIFO i postavlja bit prekida RX_DR visoko, čineći IRQ nisko, generiranjem MCU-a za čitanje podataka.Ako je funkcija automatskog odgovora omogućena u ovom trenutku, prijemnik će istovremeno ući u stanje odašiljanja i poslati signal odgovora.Konačno, ako je prijem uspješan, a CE se spušta nisko, NRF24L01 ulazi u režim prasa 1.

Prvo, modul A i modul B trebaju biti postavljeni na isti kanal i provjerite je li duljina podataka prijenosa modula A jednaka duljini modula prijenosa modula B. tada konfiguriramo AddR_B_B za modul B.Dalje, konfigurirajte i prenosite adresu modula A da biste bili Addr_B, tako da modul B može primiti podatke ispravno kada ga modul a pošalje.

U stvari, Addr_b_b Addr_b Konfiguriran za modul B samo je jedan od njegovih višestrukih kanala podataka.Modul obično ima šest primanja kanala, što znači da modul B može primati podatke iz šest različitih modula istovremeno.Naravno, modul B može slati podatke istovremeno samo jer slanje podataka na istom kanalu istovremeno može uzrokovati smetnje.

Za zaključak, NRF24L01 je pouzdano rješenje ako želite izgraditi nitivu trošak primopredajnika RF modula za svoj projekt.Kontaktirajte nas ako vam je potrebno dodatno pojašnjenje na uređaju ili kako ga integrirati u svoj projekt.

Koristi opseg od 2,4 GHz i može raditi sa cijenama za prevaru od 250 kbps do 2 Mbps.Ako se koristi u otvorenom prostoru i sa nižim brzinama prijenosa, njegov raspon može doseći do 100 metara.

NRF24L01 je jedan čip 2,4 GHz primopredajnik sa ugrađenim motorom za beandband protokol (ENHACED SHOCKBURST ™), dizajniran za ultra-niske bežične aplikacije.NRF24L01 dizajniran je za rad u frekvencijskom opsegu World Wide ISM-a na 2.400 - 2.4835 GHz.

Oni su zapravo slični, NRF24L01 + je nadograđena verzija NRF24L01 čip.NRF24L01 podržava samo 1Mbps i brzinu prijenosa 2Mbps, dok NRF24L01 + također podržava brzinu prijenosa od 250kbps.

Ali ponekad možda želite samo moći slati ili primati bez potrebe za korištenjem WiFi ili Bluetooth-a, onda bi NRF24L01 bio dobar izbor.Za razliku od ostalih koristi radio val za komunikaciju između modula, istog tipa koji se koristi u bežičnim telefonima u vašoj kući.