Explorando as capacidades e aplicações do chip de comunicação NRF24L01
2024-04-25 2444

NRF24L01 é um chip de comunicação 2.4G desenvolvido pela Nordic Company.Possui as características do baixo consumo de energia, baixo custo e alta velocidade e pode fornecer melhores soluções para a aplicação de produtos de computadores para desktop e dispositivos inteligentes.Este artigo o apresentará do fabricante, estrutura, aplicações, modos de trabalho e princípio de trabalho.

O NRF24L01 é um novo transceptor de RF monolítico projetado especificamente para a banda de frequência ISM de 2,4 GHz a 2,5 GHz.Ele integra múltiplos módulos funcionais, como oscilador de cristal, sintetizador de frequência, amplificador de potência e modulador e adota a tecnologia avançada do Shockburst.Através da interface SPI, o NRF24L01 pode se comunicar com o microcontrolador de 5V, de modo que as configurações de potência de saída, seleção de canais e protocolo possam ser configuradas através da interface SPI.Isso significa que o NRF24L01 pode ser conectado a quase todos os tipos de chips de microcontrolador para obter funções de transmissão de dados sem fio.

- NRF24L01P-R7

- NRF24L01P-T

- SI4455-C2A-GM

- SI4455-B1A-FMR

- SI4455-B1A-FM

O NRF24L01 é fabricado pelo semicondutor nórdico.O semicondutor nórdico, originalmente chamado Nordic Vlsi, é uma empresa de semicondutores de fábrica.A empresa é especializada em sistemas sem fio de desempenho ultra-baixo e dispositivos de conectividade para a banda ISM de 2,4 GHz, com o consumo de energia e o custo sendo as principais áreas de foco.Os aplicativos de usuário final do Nordic Semiconductor são acessórios para celulares sem fio, ratos e teclados, médico sem fio, eletrônicos de consumo, dispositivos esportivos inteligentes, controles remotos, controladores de jogos sem fio, aplicativos de áudio de voz sem fio (como voz sobre IP), segurança e brinquedos.

O diagrama de blocos do NRF24L01 é mostrado acima.Da perspectiva do controle do microcontrolador, precisamos apenas prestar atenção a seis portas de sinal de controle, a saber, CSN, SCK, MISO, MOSI, IRQ e CE.

- fones de ouvido VoIP

- RFID ativo

- Controladores de jogo

- periféricos sem fio para PC

- Relógios e sensores esportivos

- Sistemas de rastreamento de ativos

- Mouse, teclados e controles remotos

- Redes de sensores de potência ultra-baixa

- Automação em casa e comercial

- Controles remotos avançados do centro de mídia

- Controles remotos de RF para eletrônicos de consumo

Duas comunicação NRF24L01 precisam atender às três condições a seguir:

- Os canais são os mesmos (defina o canal Register RF_CH).

- Os endereços são os mesmos (set tx_addr e rx_addr_po o mesmo).

- O número de bytes enviados e recebidos cada vez é o mesmo (se a largura efetiva dos dados do canal for definida como n, o número de bytes enviados a cada vez também deve ser n, é claro, n<=32).

O módulo de comunicação sem fio NRF24L01 pode ser definido como uma variedade de modos de trabalho diferentes, incluindo modo de desativação, modo de espera e modo de processamento de pacotes de dados.As funções e operações de cada modo são as seguintes.

No modo de desativação, cada função do NRF24L01 é desligada para manter o consumo atual no mínimo.Depois de inserir o modo de desativação, o NRF24L01 para de funcionar, mas o conteúdo do registro permanece inalterado.O modo de desligamento é controlado pelo bit pwr_up no registro.

O modo de espera I reduz a corrente média de consumo do sistema, garantindo uma inicialização rápida.No modo de espera I, o cristal opera normalmente.No modo de espera II, alguns dos buffers de relógio estão no modo de operação.Quando o registro TX FIFO no lado do transmissor está vazio e o CE está alto, ele entra no modo de espera II.Durante o modo de espera, o conteúdo das palavras de configuração do registro permanece inalterado.

Os modos de processamento de pacotes NRF24L01 incluem modo Shockburst e Modo de Slockburst aprimorado.

No modo Shockburst, o NRF24L01 pode ser conectado a um MCU de baixa velocidade de baixo custo.O processamento de sinal de alta velocidade é tratado pelo protocolo interno de RF do chip, enquanto a transmissão de dados é realizada através da interface SPI a uma taxa de dados que depende da velocidade da interface do próprio MCU.O modo Shockburst reduz o consumo atual de corrente para comunicação, permitindo a comunicação de baixa velocidade com o MCU, mantendo a comunicação de alta velocidade na seção sem fio.

O modo aprimorado do Shockburst torna a execução do protocolo de link bidirecional mais simples e eficiente.Em um link bidirecional típico, o remetente solicita que o dispositivo final envie um sinal de resposta após receber dados para que o remetente possa detectar se os dados são perdidos.Se ocorrer perda de dados, os dados perdidos serão recuperados por uma função de retransmissão.O modo aprimorado do Shockbursttm controla as funções de resposta e retransmissão sem aumentar a carga de trabalho do MCU.

Ao transmitir dados, configuramos primeiro o NRF24L01 no modo de transmissão.Em seguida, escrevemos o endereço de recebimento TX_ADDR e os dados válidos TX_PLD na área de buffer de NRF24L01 através da porta SPI em sequência.O TX_PLD deve ser escrito continuamente enquanto o CSN é baixo, enquanto o TX_ADDR só precisa ser escrito uma vez ao transmitir.Em seguida, definimos o CE alto e o mantemos alto por pelo menos 10 microssegundos e, em seguida, começamos a transmitir dados após um atraso de 130 microssegundos.Se o Answer automático estiver ativado, o NRF24L01 entrará no modo de recebimento imediatamente após a transmissão de dados para receber o sinal de reconhecimento (o endereço de recebimento de resposta automática deve ser consistente com o endereço de recebimento TX_ADDR).Se uma resposta for recebida, a comunicação for considerada bem -sucedida, o sinalizador TX_DS será definido e o TX_PLD será liberado do TX FIFO.Se nenhuma resposta for recebida, o NRF24L01 retransmitirá automaticamente os dados (se a retransmissão automática estiver ativada).Se o número de retransmissões (ARC) atingir o limite superior, o sinalizador max_rt será definido e os dados no TX FIFO serão retidos para retransmissão.Quando o sinalizador max_rt ou tx_ds for definido, o IRQ será limpo e uma interrupção será gerada para notificar o MCU.Finalmente, se a transmissão for bem -sucedida e o CE for baixo, o NRF24L01 entrará no modo de marcha lenta 1. Se houver dados na pilha de transmissão e o CE estará alto, digite a próxima transmissão.Se não houver dados na pilha de transmissão e o CE for alto, ele entrará no modo ocioso 2.

Ao receber dados, configuramos primeiro o NRF24L01 no modo de recebimento.Em seguida, atrasa 130 microssegundos para entrar no estado de recepção e aguardar a chegada dos dados.Quando o receptor detecta um endereço válido e o CRC, ele armazena o pacote de dados no RX FIFO e define o sinalizador de interrupção RX_DR High, diminuindo o IRQ, gerando uma interrupção e notificando o MCU para ler os dados.Se a função de resposta automática estiver ativada no momento, o receptor entrará no estado de transmissão ao mesmo tempo e devolverá um sinal de resposta.Finalmente, se a recepção for bem -sucedida e o CE for baixo, o NRF24L01 entra no modo de marcha lenta 1.

Primeiro, o Módulo A e o Módulo B precisam ser definidos no mesmo canal e verifique se o comprimento dos dados de transmissão do módulo A é igual ao comprimento dos dados de recebimento do módulo B. Então, configuramos um endereço de recebimento addr_b para o módulo B.Em seguida, configure o endereço de transmissão do módulo A para ser addr_b também, para que o Módulo B possa receber os dados corretamente quando o módulo A o envia.

De fato, o endereço de recebimento addr_b configurado para o módulo B é apenas um de seus múltiplos canais de dados de recebimento.Um módulo geralmente possui seis canais de recebimento, o que significa que o módulo B pode receber dados de seis módulos diferentes ao mesmo tempo.Obviamente, o módulo B só pode enviar dados ao mesmo tempo, porque o envio de dados no mesmo canal ao mesmo tempo pode causar interferência.

Para concluir, o NRF24L01 é uma solução confiável se você deseja criar um módulo RF transceptor de baixo custo para o seu projeto.Entre em contato conosco se precisar de mais esclarecimentos sobre o dispositivo ou como integrá -lo ao seu projeto.

Ele usa a banda de 2,4 GHz e pode operar com taxas de transmissão de 250 kbps a 2 Mbps.Se usado no espaço aberto e com menor taxa de transmissão, seu alcance pode atingir até 100 metros.

O NRF24L01 é um único transceptor ChIP de 2,4 GHz com um mecanismo de protocolo de banda base incorporado (Enhanced Shockburst ™), projetado para aplicações sem fio de energia ultra-baixa.O NRF24L01 foi projetado para operação na banda de frequência ISM em todo o ISM em 2.400 - 2.4835GHz.

Na verdade, eles são semelhantes, o NRF24L01+ é uma versão atualizada do chip NRF24L01.O NRF24L01 suporta apenas a taxa de transmissão de 1Mbps e 2Mbps, enquanto o NRF24L01+ também suporta taxa de transmissão de 250kbps.

Mas, às vezes, você pode querer apenas enviar ou receber sem ter que usar wifi ou bluetooth, bem, então o NRF24L01 seria uma boa escolha.Ao contrário dos outros, ele usa onda de rádio para se comunicar entre módulos, o mesmo tipo usado em telefones sem fio em sua casa.