nRF24L01 無線收發模塊 Arduino

nRF24L01 是一款工作在 2.4~2.5GHz 世界通用 ISM 頻段的單片無線收發機晶片。無線收發機包括:頻率發生器、增強型 SchockBurstTM 模式控制器、功率放大器、晶體振盪器、調製器、解調器。輸出功率頻道選擇和協定的設置可以通過 SPI 介面進行設置。

方便的設置以及極低的功耗使得它被廣泛地應用於無線滑鼠、鍵盤;無線門禁、各種智慧物聯網設備通訊等方面。

參數

  • 供電電壓:1.9 V~3.6V;
  • 最大發射功率:0 dBm;
  • 最大資料傳輸率:2000 kbps;
  • 發射模式下電流消耗(0dBm時):11.3 mA;
  • 接收模式下電流消耗(2000kbps):12.3 mA;
  • 接收模式資料傳輸率為 1000kbps 下的靈敏度:-85 dBm;
  • 掉電模式下電流消耗:900 nA。

連結

這裡我們借用論壇裡的照片來說一下接線:

nRF24L01資料交換模組
nRF24L01資料交換模組
  • VCC <-> 3.3V
  • GND <-> GND
  • CE <-> D9
  • CSN <-> D10
  • MOSI<-> D11
  • MISO<-> D12
  • SCK <-> D13
  • IRQ <-> 不接

實驗

由於 nRF24L01 是全雙工的通信模組,所以每一個模組既可以做發送端也可以做接收端。這裡我們先去下載 Mirf 庫備用。

首先是初始化配置:

當然,這是發送端,這裡接收端也是類似的,只不過位址要對應的改變:

Mirf.init()一旦被調用,前邊的設置即不可更改,不過發送接收的名稱、視窗大小,頻道等都是可以即時改變的,這裡我們就不做代碼演示了,現在,我們來寫一個簡單的 echo ——即發送端 B 來發送我們預先寫好的字串,A 在接收到字串之後立即把內容發回給 B。

這裡我們先列舉一下 Mirf 庫常用到的方法:

  • Mirf.isSending() 返回一個布林量顯示當前晶片是否正在發送資訊;
  • Mirf.send() 發送 byte 類型陣列,即字串必須經過轉換才能發送;
  • Mirf.getData() 從晶片裡獲取收到的資訊,同樣也是 byte 類型陣列;
  • Mirf.dataReady() 判斷晶片是否有收到資訊。

由於發送接收資料有些複雜要轉換資料類型而不是直接發送字串,這裡我們封裝兩個函數來完成這個功能:

這樣,這個收發函數就封裝好了,現在我們來實現功能,首先是發送端:

然後是接收(echo)端:

接下來則是把這兩套不同的代碼分別刷在兩個不同的 Arduino 開發板上,同時通電,你就可以在串口終端看到結果了!

特性

這裡有一點我們要提一下,這個 nRF24L01 無線模組是支援混合互聯的,也就是說,它是屬於那種「喊話」模式,即多個模組使用同一個接收標識也不會有問題,如果你這麼做,它們就會各自收到一條一模一樣的資訊。只要視窗大小相同通道一致,那麼對應位址的模組就會收到資訊而不存在衝突。

它沒有實現任何上層功能,除了最基本的比特發送和接收外,其他任何高級功能都需要你自行完成(比如分片、重傳以及其他類似 TCP/IP 的功能)。

說起傳輸距離,使用模組自帶小天線的話,確實不怎麼遠。

玄學

2017 年 11 月 14 日 下午 2:13

這位同學給出了一個解決辦法,但我沒有條件進行測試了,希望對大家有幫助。 :)

最後補充一句,收發模組的發送位址和接收位址的代碼執行順序不能相同,比如這樣:

那麼最終的結果就是兩個模組無法互通——你必須把他們的順序對換,像這樣:

 

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6 評論

  1. 博主你好,我试验过你的代码,关于玄学部分,其实把两个地址名称定义长一点问题就决解了,而且可以不必在初始化时定义接收端地址,只要在执行子函数前定义接收端地址,这样能做到一对多通讯

  2. 您好,很高興看到您的博客,我現在是浮點型的資料通過arduino和nrf24l01發送,請問浮點數據比如發送「21.23」,我是用這個浮點數據乘以100變成整形之後發送還是可以直接將21.23轉換成字串發送?

    1. 都可以,理論上浮點數也可以直接與string互換,你可以用C++試試看,如果可以互相轉換,就不必轉換整形。不過有一點,如果你確實需要固定格式的浮點數,那還是處理一下再轉字串比較好。

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