Explorando las capacidades y aplicaciones del chip de comunicación NRF24L01
2024-04-25 2439

Nrf24l01 es un chip de comunicación 2.4G desarrollado por Nordic Company.Tiene las características de bajo consumo de energía, bajo costo y alta velocidad, y puede proporcionar mejores soluciones para la aplicación de productos informáticos de escritorio y dispositivos inteligentes.Este artículo lo presentará del fabricante, estructura, aplicaciones, modos de trabajo y principio de trabajo.

El NRF24L01 es un nuevo transceptor de RF monolítico diseñado específicamente para la banda de frecuencia ISM de 2.4 GHz a 2.5 GHz.Integra múltiples módulos funcionales como el oscilador de cristal, el sintetizador de frecuencia, el amplificador de potencia y el modulador, y adopta tecnología avanzada de choque.A través de la interfaz SPI, el NRF24L01 puede comunicarse con el microcontrolador de 5V, de modo que la configuración de potencia de salida, selección de canales y protocolo se puede configurar a través de la interfaz SPI.Esto significa que NRF24L01 se puede conectar a casi todo tipo de chips de microcontroladores para lograr funciones de transmisión de datos inalámbricas.

- NRF24L01P-R7

- Nrf24l01p-t

- SI4455-C2A-GM

- SI4455-B1A-FMR

- SI4455-B1A-FM

El NRF24L01 es fabricado por nórdico semiconductor.El semiconductor nórdico, originalmente llamado Nordic VLSI, es una empresa de semiconductores de Fabless.La compañía se especializa en dispositivos de conectividad y sistemas inalámbricos de rendimiento de potencia ultra bajo para la banda ISM de 2.4 GHz, con el consumo de energía y el costo como las principales áreas de enfoque.Las aplicaciones de usuario final de Nordic Semiconductor son accesorios inalámbricos para teléfonos móviles, ratones y teclados, medicina inalámbrica, electrónica de consumo, dispositivos deportivos inteligentes, controles remotos, controladores de juegos inalámbricos, aplicaciones de audio de voz inalámbrica (como voz sobre IP), seguridad y Toys.

El diagrama de bloques del NRF24L01 se muestra arriba.Desde la perspectiva del control del microcontrolador, solo necesitamos prestar atención a seis puertos de señal de control, a saber, CSN, SCK, MISO, MOSI, IRQ y CE.

- auriculares VoIP

- RFID activo

- Controladores de juego

- Periféricos de PC inalámbricos

- Relojes y sensores deportivos

- Sistemas de rastreo de activos

- Mouse, teclados y controles controlados

- Redes de sensores de energía ultra bajos

- Automatización comercial y comercial

- Controles remotos avanzados del centro de medios

- Controles remotos de RF para la electrónica de consumo

Dos comunicación NRF24L01 deben cumplir con las siguientes tres condiciones:

- Los canales son los mismos (configure el registro del canal RF_CH).

- Las direcciones son las mismas (establecer TX_ADDR y RX_ADDR_PO lo mismo).

- El número de bytes enviados y recibidos cada vez es el mismo (si el ancho de datos efectivo del canal se establece en n, entonces el número de bytes enviados cada vez también debe ser n, por supuesto, n<=32).

El módulo de comunicación inalámbrica NRF24L01 se puede establecer en una variedad de modos de trabajo diferentes, incluido el modo de apagado, el modo de espera y el modo de procesamiento de paquetes de datos.Las funciones y operaciones de cada modo son las siguientes.

En el modo de apagado, cada función del NRF24L01 se apaga para mantener el consumo de corriente al mínimo.Después de ingresar el modo de apagado, el NRF24L01 deja de funcionar, pero el contenido de registro permanece sin cambios.El modo de apagado está controlado por el bit PWR_UP en el registro.

Modo de espera I reduce la corriente de consumo promedio del sistema al tiempo que garantiza un inicio rápido.En el modo de espera I, el cristal funciona normalmente.En el modo de espera II, algunos de los buffers de reloj están en el modo de funcionamiento.Cuando el registro TX FIFO en el lado del transmisor está vacío y CE está alto, ingresa al modo de espera II.Durante el modo de espera, el contenido de las palabras de configuración de registro permanece sin cambios.

Los modos de procesamiento de paquetes NRF24L01 incluyen el modo Shockburst y el modo mejorado de Shockburst.

En el modo Shockburst, el NRF24L01 se puede conectar a un MCU de baja velocidad de menor costo.El procesamiento de señal de alta velocidad se maneja mediante el protocolo de RF interno del chip, mientras que la transmisión de datos se realiza a través de la interfaz SPI a una velocidad de datos que depende de la velocidad de la interfaz de la MCU en sí.El modo Shockburst reduce el consumo de corriente promedio para la comunicación al permitir la comunicación de baja velocidad con el MCU mientras se mantiene la comunicación de alta velocidad en la sección inalámbrica.

El modo mejorado de ShockBurst hace que la ejecución del protocolo de enlace de dos vías sea más simple y eficiente.En un enlace de dos vías típico, el remitente solicita el dispositivo final para enviar una señal de respuesta después de recibir datos para que el remitente pueda detectar si los datos se pierden.Si se produce la pérdida de datos, los datos perdidos se recuperan mediante una función retransmit.El modo mejorado de ShockBurstTM controla tanto la respuesta como las funciones de retransmisión sin aumentar la carga de trabajo de la MCU.

Al transmitir datos, primero configuramos el NRF24L01 en modo de transmisión.A continuación, escribimos la dirección de nodo receptora TX_ADDR y los datos válidos TX_PLD en el área de búfer de NRF24L01 a través del puerto SPI en secuencia.TX_PLD debe escribirse continuamente, mientras que CSN es bajo, mientras que TX_ADDR solo debe escribirse una vez al transmitir.Luego, establecemos CE alto y lo mantenemos alto durante al menos 10 microsegundos, y luego comenzamos a transmitir datos después de un retraso de 130 microsegundos.Si Auto-Anwer está habilitado, NRF24L01 ingresará al modo de recepción inmediatamente después de transmitir datos para recibir la señal de reconocimiento (la dirección de recepción de la respuesta automática debe ser consistente con la dirección de nodo receptora TX_ADDR).Si se recibe una respuesta, la comunicación se considera exitosa, el indicador TX_DS se establecerá alto y TX_PLD se borrará del TX FIFO.Si no se recibe respuesta, el NRF24L01 retransmitirá automáticamente los datos (si se habilita la retransmisión automática).Si el número de retransmisiones (ARC) alcanza el límite superior, el indicador MAX_RT se establecerá alto, y los datos en el TX FIFO se conservarán para la retransmisión.Cuando el indicador MAX_RT o TX_DS se establece alto, se borrará el IRQ y se generará una interrupción para notificar a MCU.Finalmente, si la transmisión es exitosa y CE es baja, el NRF24L01 ingresa al modo inactivo 1. Si hay datos en la pila de transmisión y CE es alta, ingrese la siguiente transmisión.Si no hay datos en la pila de transmisión y CE es alto, ingresa al modo inactivo 2.

Al recibir datos, primero configuramos el NRF24L01 en modo de recepción.Luego se retrasa para 130 microsegundos para ingresar al estado receptor y esperar la llegada de datos.Cuando el receptor detecta una dirección válida y CRC, almacena el paquete de datos en el RX FIFO y establece el bit de indicador de interrupción RX_DR alto, lo que hace que el IRQ sea bajo, generando una interrupción y notificando al MCU que lea los datos.Si la función de respuesta automática está habilitada en este momento, el receptor ingresará al estado de transmisión al mismo tiempo y enviará una señal de respuesta.Finalmente, si la recepción es exitosa y CE se baja, el NRF24L01 ingresa al modo inactivo 1.

Primero, el módulo A y el módulo B deben establecerse en el mismo canal, y asegúrese de que la longitud de los datos de transmisión del módulo A sea igual a la longitud de datos de recepción del módulo B. Luego, configuramos una dirección de recepción adr_b para el módulo B.A continuación, configure la dirección de transmisión del Módulo A para ser también Adr_B, para que el Módulo B pueda recibir los datos correctamente cuando el Módulo A los envía.

De hecho, la dirección de recepción adr_b configurada para el módulo B es solo uno de sus múltiples canales de datos de recepción.Un módulo generalmente tiene seis canales de recepción, lo que significa que el módulo B puede recibir datos de seis módulos diferentes al mismo tiempo.Por supuesto, el módulo B solo puede enviar datos al mismo tiempo porque enviar datos en el mismo canal al mismo tiempo puede causar interferencia.

Para concluir, el NRF24L01 es una solución confiable si desea construir un módulo RF de transceptor de bajo costo para su proyecto.Contáctenos si necesita más aclaraciones sobre el dispositivo o cómo integrarlo en su proyecto.

Utiliza la banda de 2.4 GHz y puede funcionar con tasas de baudios de 250 kbps de hasta 2 Mbps.Si se usa en espacio abierto y con una velocidad de baudio más baja, su rango puede alcanzar hasta 100 metros.

El NRF24L01 es un transceptor de 2.4GHz de chip único con un motor de protocolo de banda base integrado (mejorado Shockburst ™), diseñado para aplicaciones inalámbricas de potencia ultra baja.El NRF24L01 está diseñado para operar en la banda de frecuencia ISM mundial a 2.400 - 2.4835GHz.

En realidad son similares, NRF24L01+ es una versión actualizada del chip NRF24L01.NRF24L01 solo admite la velocidad de transmisión de 1 Mbps y 2Mbps, mientras que NRF24L01+ también admite la tasa de transmisión de 250 kbps.

Pero a veces es posible que solo desee poder enviar o recibir sin tener que usar WiFi o Bluetooth, bueno, entonces el NRF24L01 sería una buena opción.A diferencia de los demás, usa Radio Wave para comunicarse entre módulos, el mismo tipo utilizado en teléfonos inalámbricos en su casa.