Qué es NRF24L01: configuración de pines y cómo funciona

En las comunicaciones modernas, el transmisor de RF proporciona la transmisión inalámbrica de los datos en serie recibidos a una velocidad de 1 Kbps a 10 Kbps. Mientras que los datos transmitidos son recibidos por el receptor de RF. El rango de frecuencia de funcionamiento del transmisor de RF y del receptor de RF es el mismo. NRF24L01 es uno de los módulos de RF del transceptor inalámbrico que se utiliza para la comunicación SPI con una velocidad de transmisión de 2 Mbps.

Este es un módulo transceptor de un solo chip de 2,4 GHz utilizado en la transmisión de datos. Los módulos HC12, NRF905, 433 MHz, Bluetooth, ESP8266, GSM, Xbee y Lora RF son las alternativas al módulo NRF24L01. Este artículo brinda una breve descripción de la configuración de pines, diagrama de circuito, especificaciones, características y aplicaciones del módulo NRF24L01.

NRF24L01 Definición:

El NRF24L01 es un módulo RF transceptor inalámbrico, donde cada módulo puede enviar y recibir datos. Dado que opera en la banda ISM de 2,4 GHz, la tecnología está aprobada para aplicaciones de ingeniería en casi todos los países. Este módulo puede cubrir 100 metros (200 pies) cuando se usa de manera efectiva, lo que lo hace adecuado para proyectos de control remoto inalámbrico.

El módulo NRF24L01 funciona con 3,3 voltios, por lo que se puede usar fácilmente en sistemas de 3,2 y 5 voltios. Cada módulo tiene un rango de direcciones de 125 para comunicarse con los otros 6 módulos y también permite que varias unidades inalámbricas se comuniquen entre sí en una ubicación específica. Por lo tanto, las redes de malla y otros tipos de redes utilizan este módulo.

NRF24L01 es un módulo transceptor de radio (protocolo SPI) que se utiliza para enviar y recibir datos en la frecuencia operativa ISM de 2,4 a 2,5 GHz. Este módulo transceptor está compuesto por un generador de frecuencia, un controlador de ritmo, un amplificador de potencia, un modulador de oscilador de cristal y un demodulador. Consume solo 11,3 mA a 0 dBm de potencia de transmisión y consume 13,5 mA en modo de recepción.

La alta velocidad de transmisión de datos en vivo combinada con el modo de suspensión es muy recomendable para aplicaciones de muy bajo consumo. El regulador de voltaje interno controla la relación de rechazo de alta potencia y la banda de potencia. El módulo es compacto y se puede utilizar fácilmente en espacios reducidos.

Modos de funcionamiento

Funciona en 3 modos, que son modo transmisor, modo receptor y modo transceptor (transmisor y receptor). Por lo tanto, estos modos se analizan a continuación.

• En modo transmisión, cuando la potencia es de 0 dBm, el NRF24L01 solo utiliza una corriente de 11,3 mA.
• En modo recepción, solo utiliza una corriente de 13,5 mA.
• En modo transceptor, el módulo NRF24L01 se utiliza para la transmisión de datos rápida y de larga distancia utilizando el protocolo SPI.

Configuración de pines/Diagrama de pines:

El NRF24L01 es un módulo transceptor inalámbrico de 8 pines con pines especiales que permiten la comunicación en todas las placas y microcontroladores. Este dispositivo se utiliza para interactuar con un Arduino o un microcontrolador externo a través de funciones pin. los NRF24L01 configuración de pines/diagrama de pines se muestra a continuación.

Pin 1 (TIERRA/Vss): Esta es una conexión a tierra común para el sistema.

Clavija 2 (CCV): Se refiere al pin de alimentación de 3,3 voltios proporcionado al módulo. El módulo NRF24L01 contiene dos pines de alimentación para su funcionamiento.

Clavija 3 (CE): Chip Enable: Este es un pin de entrada que permite el control de la transmisión y recepción de datos en los modos de transmisor y receptor. Permite la comunicación SPI.

Clavija 4 (CSN): Número de selección de chip: Este es un pin activo alto, que puede enviar un comando SPI al dispositivo o puede obtener los datos del chip a través del bus SPI. Proporciona comunicación entre el módulo y el microcontrolador. Cuando está activo en nivel bajo, el SPI se desactiva y el NRF24L01 comienza a escuchar los datos en el puerto SPI para su procesamiento.

Clavija 5 (SCK): Reloj en serie: Se refiere al pulso de reloj de NRF24L01 para habilitar la comunicación SPI. Transmite los datos entre el microcontrolador y el módulo según el pulso del reloj.

Patilla 6 (MOSI): Salida maestra Entrada esclava Los datos transmitidos vía SPI por el microcontrolador son recibidos por el módulo NRF24L01. Aquí el microcontrolador actúa como maestro y el NRF24L01 actúa como esclavo. Este pin se refiere a la conexión del pin MOSI en la interfaz SPI del microcontrolador. Tenga en cuenta que el módulo NRF24L01 nunca envía datos sin la primera solicitud de datos del microcontrolador.

Patilla 7 (MISO): Maestro en esclavo fuera: Está conectado al pin MISO del microcontrolador. Los datos transmitidos desde el módulo NRF24L01 a través del bus SPI son recibidos por el microcontrolador. Aquí, el módulo NRF24L01 actúa como maestro y el microcontrolador actúa como esclavo.

Pin 8 (IRQ): Pin de interrupción: Es un pin bajo activo. Este módulo contiene 3 pines de interrupción y genera una interrupción cada vez que hay nuevos datos disponibles en el bus SPI. También se utiliza para enviar comentarios al remitente.

Los pines adicionales o especiales del módulo transceptor inalámbrico NRF24L01 son,

Clavija 9 (XC2): Se utiliza para el pin de salida de cristal analógico.

Clavija 10 (XC1): Se refiere al pin de entrada analógica de cristal.

Patilla 11 (VDD_PA): Se utiliza como amplificador de potencia.

Clavija 12 (ANT1): Se utiliza para interconectar antenas.

Clavija 14 (ANT2): Se utiliza para interconectar antenas.

Clavija 15 (VSS): Se refiere a la conexión a tierra común. El módulo contiene dos conexiones a tierra comunes para el funcionamiento con el microcontrolador.

Pin 16 (IREF): Se utiliza para la corriente de referencia.

Patilla 17 (DVDD): Se refiere al suministro positivo digital para el desacoplamiento.

Especificaciones técnicas NRF24L01:

A continuación se detallan las especificaciones técnicas y características del NRF24L01.

• Es un módulo transceptor RF con 2.4GHz.
• El voltaje de funcionamiento es de 3,3 voltios.
• El valor de corriente nominal es de 50mA.
• El valor máximo de corriente de funcionamiento es de 250 mA.
• Cubre una distancia de 50 a 200 pies.
• Utiliza el protocolo de comunicación SPI.
• El rango de velocidad en baudios es de 250 kbps a 2 Mbps.
• El rango de canales es 125.
• Hay 6 nodos como máximo.
• Es una solución inalámbrica disponible a bajo costo.
• Es un módulo transceptor GFSK de un solo chip con hardware de capa de enlace OSI.
• Proporciona ACK automático, retransmisiones, dirección y cálculo de CRC.
• La tasa de datos en vivo es de 1 Mbps o 2 Mbps.
• La velocidad de la interfaz digital (SPI) es de 0 a 8 Mbps.
• El rango operativo del canal RF es 125.
• Proporciona un tiempo de conmutación corto que permite el salto de frecuencia.
• Es totalmente compatible con RF con NRF24XX.
• La entrada de señal de tolerancia es de 5V.
• El rango de la fuente de alimentación es de 1,9 V a 3,6 V.

Diagrama de circuito/instrucciones:

El módulo NRF24L01 se usa ampliamente en redes de malla, otros tipos de aplicaciones de red, transmisiones de datos, juguetes, controles remotos, computadoras, juegos y dispositivos electrónicos. Ahora aprendamos el diagrama del circuito/cómo usar el módulo NRF24L01 con el microcontrolador. Los componentes necesarios para interconectar el NRF24L01 con el microcontrolador son,

• Una unidad de microcontrolador
• Un módulo NRF24L01
• Fuente de alimentación.

El módulo NRF24L01 trabaja con comunicación SPI. Este módulo se puede utilizar con microcontroladores de 3,3 V y 5 V, pero requiere un puerto SPI. Puede encontrar más información sobre el uso del módulo a través de SPI en la siguiente hoja de datos:

El diagrama muestra cómo se conecta el módulo al microcontrolador. Aunque aquí hemos discutido los microcontroladores de 3,3 V, esto también se aplica a los microcontroladores de 5 V. Los pines SPI (MISO (MOSI y SCK)) están conectados a los pines SPI del microcontrolador, y los pines de señal (CE y CSN) están conectados al Pines GPIO del microcontrolador.

Al conectar o conectar el módulo al Arduino, puede usar bibliotecas disponibles en el mercado, como la biblioteca R24. Esta biblioteca permite que el NRF24L01 interactúe fácilmente con el Arduino con unas pocas líneas de código. Si está utilizando otro microcontrolador, debe leer la hoja de datos para aprender a configurar la comunicación SPI.

El módulo RF NRF24L01 es difícil de usar, aunque existen varias versiones clonadas en el mercado. Si hay un problema con su funcionamiento, agregue capacitores de 0.1uF y 10uF en paralelo a los pines de tierra y alimentación (VCC). Asegúrese de que la fuente de alimentación de 3,3 voltios esté limpia y sin ruidos.

Cómo utilizar NRF24L01 como transmisor SPI:

Si el NRF24L01 se usa como transmisor, permita la transmisión de datos en el canal de señal a otro módulo. El código requerido para el transmisor NRF24L01 se proporciona a continuación.

#comprender
#comprender
#comprender

radiofrecuencia RF24(3, 2);
configuración vacía ()
{
radio. comenzar();
radio.openWritingPipe(10101);
radio.dejar de escuchar();
}
bucle vacío()
{
datos de caracteres constantes[] = "DATOS";
radio.write(&datos, tamaño de(datos));
retraso (2000);
}

Cuando el NRF24L01 se utiliza como receptor SPI:

La sección anterior analiza el método de transmisión utilizando el protocolo SPI, pero el método del receptor SPI no es diferente del transmisor SPI. En el transmisor SPI, solo se cambian 3 instrucciones.

El canal de dirección, que no estaba disponible en el transmisor SPI

Inicializar el módulo como un receptor SPI

Método de recepción y verificación de datos.

Se requiere el siguiente código para el receptor SPI.

#comprender
#comprender
#comprender

radiofrecuencia RF24(3, 2);

configuración vacía ()
{
radio.begin();
radio.openReadingPipe(0.00001);
radio.empezaraescuchar();
}
bucle vacío()
{
si (radio.disponible())
{
datos de carácter[32] = {0};
radio.read(&datos, tamaño de(datos));
}
}

De manera similar, el código requerido cuando el NRF24L01 funciona como transmisor de RF o transmisor SPI se muestra a continuación.

*/transmisor de radiofrecuencia/*
comprender
#comprender
#comprender
radio RF24 (9, 10); // Pines CE, CSN
dirección const uint64_t = 0xF0F0F0F0E1LL;

configuración vacía ()
{
radio.begin();
radio.openWritingPipe(dirección);
radio.setPALevel(RF24_PA_MIN);
radio.dejar de Escuchar();
}
bucle vacío()
{
const char enviar datos[] = "¡Esto es una prueba!" ;
radio.write(&sendData, sizeof(sendData));
retraso (500);
}

Dónde usar/Aplicaciones de NRF24L01:

Algunas aplicaciones de NRF24L01 están enlistados debajo.

• Teclado, ratón y joysticks inalámbricos.
• Sistemas inalámbricos de comunicación de datos.
• Sistemas de seguridad y alarma.
• Entrada sin llave.
• Sistemas de domótica.
• Aplicaciones automotrices.
• Telemetría.
• Vigilancia.
• Equipamiento deportivo inteligente.
• Juguetes.
• Sensores industriales.
• Redes de malla.
• Aplicaciones del sistema de control inalámbrico.
• Unidades de control remoto RF.
• Dispositivos conectados.

Por favor, consulte este enlace para obtener más información sobre Ficha técnica NRF24L01

Por lo tanto, el módulo NRF24L01 está diseñado para la transmisión de datos rápida y de larga distancia. Está diseñado para trabajar con el protocolo SPI. La velocidad de transmisión inalámbrica de NRF24L01 es de aproximadamente 2 Mbps. Aquí hay una pregunta para usted: "¿Cuáles son las diferencias entre los módulos NRF24L01 y NRF24L01+?" “.