Радио модули NRF24L01 (ARDUINO)

Радио модули NFR24L01 работают в диапазоне частот 2.4-2.5 ГГц, поддерживают передачу данных до 2 Мбит/с и могут работать на 125 каналах. Радио модули выпускаются малой мощности (до 100 метров или около 30 метров в помещении) и с усилителем к которому можно подключить внешнюю антенну (до 1000 м).

Один модуль способен поддерживать связь сразу с шестью приемниками или передатчиками, то есть можно объединить сразу семь устройств в общую радиосеть на частоте 2,4 ГГц. Скорость беспроводного соединения можно настраивать: 250kbps, 1Mbps или 2Mbps, а так же можно изменять мощность в пережиме передатчика от -18dBm до 0dBm.

Основные параметры радио модуля NRF24L01

  • Напряжение питания от 1.9 В до 3.6 В
  • Потребляемый ток при мощности 0dBm 11.3 мА
  • Потребляемый ток при передачи 2 Мбит 13.5 мА
  • Частота 2,4 – 2,525 ГГц
  • Скорость передачи: 250 Кбит, 1 Мбит или 2Mбит
  • Программируемая выходная мощность: 0, -6, -12 и -18 dBm

Схема подключения

При передачи сигнала радио модуль NRF24L01 кратковременно может потреблять большой ток, поэтому рекомендуется по питанию установить электролитический конденсатор емкость от 10 до 220 мкФ.

В статье будет рассмотрено несколько простых примеров использования радио модулей, возможности радио модулей NRF24L01 достаточно большие и они могут применяться в различных системах беспроводной связи, беспроводного контроля доступа, в охранных системах, домашней автоматике и тд.

Перед загрузкой скетчей Вам понадобятся следующие библиотеки:

Тестовый скетч

В этом примере один радио модуль работает в качестве передатчика, а другой в качестве приемника. Передатчик передает два числа, а приемник принимает сигнал и выводит в монитор порта эти числа.

ПЕРЕДАТЧИК

#include <SPI.h>                                          
#include <nRF24L01.h>                                     
#include <RF24.h>                                         
 RF24 radio(9, 10);     // (CE, CSN)
 int data[2];  
 
void setup(){
    radio.begin();                                        
    radio.setChannel(5);                     // канал от 0 до 125
    radio.setDataRate     (RF24_1MBPS);      // RF24_250KBPS, RF24_1MBPS, RF24_2MBPS
    radio.setPALevel      (RF24_PA_HIGH);    // RF24_PA_MIN=-18dBm, RF24_PA_LOW=-12dBm, RF24_PA_HIGH=-6dBm, RF24_PA_MAX=0dBm
    radio.openWritingPipe (0xA0A0A0A001);               
}
void loop(){
    data[0] = 1234;                             
    data[1] = 5678;                             
    radio.write(&data, sizeof(data)); 
    delay(1000);                
}

ПРИЕМНИК

#include <SPI.h>                                          
#include <nRF24L01.h>                                     
#include <RF24.h>                                        
  RF24 radio(9, 10);  // (CE, CSN)
 
  int data[2];                                   
 
void setup(){
    delay(1000);
    Serial.begin(9600);
    radio.begin();                                        
    radio.setChannel(5);                      // канал от 0 до 125
    radio.setDataRate     (RF24_1MBPS);       // RF24_250KBPS, RF24_1MBPS, RF24_2MBPS 
    radio.setPALevel      (RF24_PA_HIGH);     // RF24_PA_MIN=-18dBm, RF24_PA_LOW=-12dBm, RF24_PA_HIGH=-6dBm, RF24_PA_MAX=0dBm
    radio.openReadingPipe (1, 0xA0A0A0A001);         
    radio.startListening  ();                             
//  radio.stopListening   ();                             
}
void loop(){
  if(radio.available()){                                
      radio.read(&data, sizeof(data));
      Serial.println(data[0]);
      Serial.println(data[1]);
    }
}

Управление 4-я реле

В этом примере можно управлять включением и выключением 4-х реле или других исполнительных уст-в. В передатчике используются 4 кнопки, при нажатии на кнопку в приемнике меняет логическое состояние один их выходов к которому можно подключить модуль реле.

ПЕРЕДАТЧИК

#include <SPI.h>                                          
#include <nRF24L01.h>                                     
#include <RF24.h>                                   
 RF24 radio(9, 10);  // (CE, CSN)
 
 int data_reg;
 bool w1,w2,w3,w4;                              
 
void setup(){
    delay(1000);
    Serial.begin(9600);
    radio.begin();                                        
    radio.setChannel(5);                      // канал от 0 до 125
    radio.setDataRate(RF24_250KBPS);          // RF24_250KBPS, RF24_1MBPS, RF24_2MBPS 
    radio.setPALevel(RF24_PA_MIN);            // RF24_PA_MIN=-18dBm, RF24_PA_LOW=-12dBm, RF24_PA_HIGH=-6dBm, RF24_PA_MAX=0dBm
    radio.openWritingPipe(0xA1A1A1A102);           
    pinMode(2,INPUT_PULLUP); 
    pinMode(3,INPUT_PULLUP); 
    pinMode(4,INPUT_PULLUP); 
    pinMode(5,INPUT_PULLUP);                                                        
}
 
void loop(){
  if(digitalRead(2)==LOW && w1==0){w1=1;data_reg |= (1<<0);delay(200);}
  if(digitalRead(2)==LOW && w1==1){w1=0;data_reg &=~(1<<0);delay(200);}
 
  if(digitalRead(3)==LOW && w2==0){w2=1;data_reg |= (1<<1);delay(200);}
  if(digitalRead(3)==LOW && w2==1){w2=0;data_reg &=~(1<<1);delay(200);}
 
  if(digitalRead(4)==LOW && w3==0){w3=1;data_reg |= (1<<2);delay(200);}
  if(digitalRead(4)==LOW && w3==1){w3=0;data_reg &=~(1<<2);delay(200);}
 
  if(digitalRead(5)==LOW && w4==0){w4=1;data_reg |= (1<<3);delay(200);}
  if(digitalRead(5)==LOW && w4==1){w4=0;data_reg &=~(1<<3);delay(200);}  
 
  radio.write(&data_reg, sizeof(data_reg));
  Serial.println(data_reg);
  delay(100);
}

ПРИЕМНИК

#include <SPI.h>                                          
#include <nRF24L01.h>                                 
#include <RF24.h>                                         
 RF24 radio(9, 10);     // (CE, CSN)
 
 int data_old,data;  
 unsigned long times;
 
 
void setup(){
    delay(1000);
    Serial.begin(9600);
    pinMode(2,OUTPUT);pinMode(3,OUTPUT);pinMode(4,OUTPUT);pinMode(5,OUTPUT);
    radio.begin();                                        
    radio.setChannel(5);                   // канал от 0 до 125
    radio.setDataRate(RF24_250KBPS);       // RF24_250KBPS, RF24_1MBPS, RF24_2MBPS
    radio.setPALevel(RF24_PA_MIN);         // RF24_PA_MIN=-18dBm, RF24_PA_LOW=-12dBm, RF24_PA_HIGH=-6dBm, RF24_PA_MAX=0dBm
    radio.openReadingPipe(1, 0xA1A1A1A102);
    radio.startListening();               
}
void loop(){
    if(radio.available()){                                
     radio.read(&data, sizeof(data));
     Serial.println(data);
 
    if(((data >> 0) & 1) ==1){digitalWrite(2,HIGH);}else{digitalWrite(2,LOW);}
    if(((data >> 1) & 1) ==1){digitalWrite(3,HIGH);}else{digitalWrite(3,LOW);}
    if(((data >> 2) & 1) ==1){digitalWrite(4,HIGH);}else{digitalWrite(4,LOW);}
    if(((data >> 3) & 1) ==1){digitalWrite(5,HIGH);}else{digitalWrite(5,LOW);}
    }
}

Электронный термометр DS18B20

В следующем примере к передатчику подключен цифровой датчик температуры DS18B20, передатчик передает температуру, а приемник выводит ее на дисплей LCD1602_I2C. В момент получения информации на экран выводится символ «*».

ПЕРЕДАТЧИК

#include <SPI.h>                                          
#include <nRF24L01.h> 
#include <OneWire.h>    // http://rcl-radio.ru/wp-content/uploads/2018/07/OneWire.zip                                    
#include <RF24.h>                                         
 RF24 radio(9, 10);     // (CE, CSN)
 OneWire  ds(2); // Вход датчика 18b20
 int data_t;  
 
void setup(){
    radio.begin();                                        
    radio.setChannel(5);                     // канал от 0 до 125
    radio.setDataRate     (RF24_1MBPS);      // RF24_250KBPS, RF24_1MBPS, RF24_2MBPS
    radio.setPALevel      (RF24_PA_HIGH);    // RF24_PA_MIN=-18dBm, RF24_PA_LOW=-12dBm, RF24_PA_HIGH=-6dBm, RF24_PA_MAX=0dBm
    radio.openWritingPipe (0xA0A0A0A001);               
}
void loop(){
    data_t = dsRead(0)*100;                                                       
    radio.write(&data_t, sizeof(data_t));
    delay(1000);                
}
 
float dsRead(byte x) {
  byte data[2], addr[8][8], kol = 0;
  while (ds.search(addr[kol])) {  // поиск датчиков, определение адреса и кол-ва датчиков
    kol++;
  } 
  ds.reset_search();  // Сброс поиска датчика
  ds.reset();         // Инициализация, выполняется сброс шины
  ds.select(addr[x]); // Обращение к датчику по адресу
  ds.write(0x44, 0);  // Измерение температуры с переносом данных в память
  ds.reset();         // Инициализация, выполняется сброс шины
  ds.select(addr[x]); // Обращение к датчику по адресу
  ds.write(0xBE);     // Обращение памяти
  data[0] = ds.read();// Чтение памяти byte low
  data[1] = ds.read();// Чтение памяти byte high
  float value = ((data[1] << 8) | data[0]) / 16.0; return (float)value; // Расчет температуры и вывод
}

ПРИЕМНИК

#include <SPI.h>                                          
#include <nRF24L01.h>                                     
#include <RF24.h> 
#include <LiquidCrystal_I2C.h>  // http://forum.rcl-radio.ru/misc.php?action=pan_download&item=45&download=1
#include <Wire.h>                                       
  RF24 radio(9, 10);  // (CE, CSN)
  LiquidCrystal_I2C lcd(0x27,16,2);
 
 int data; 
 byte v1[8] = {0x07,0x07,0x07,0x07,0x07,0x07,0x07,0x07};
 byte v2[8] = {0x07,0x07,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00};      
 byte v3[8] = {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x1F,0x1F};
 byte v4[8] = {0x1F,0x1F,0x00,0x00,0x00,0x00,0x1F,0x1F};
 byte v5[8] = {0x1C,0x1C,0x00,0x00,0x00,0x00,0x1C,0x1C};
 byte v6[8] = {0x1C,0x1C,0x1C,0x1C,0x1C,0x1C,0x1C,0x1C};
 byte v7[8] = {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x07,0x07};
 byte v8[8] = {0x1F,0x1F,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00};
 byte d1,d2,d3,d4,d5,d6,e1,e2,e3,a[6],x;                                  
 
void setup(){
    delay(1000);
    Serial.begin(9600);
    radio.begin();                                        
    radio.setChannel(5);                      // канал от 0 до 125
    radio.setDataRate     (RF24_1MBPS);       // RF24_250KBPS, RF24_1MBPS, RF24_2MBPS 
    radio.setPALevel      (RF24_PA_HIGH);     // RF24_PA_MIN=-18dBm, RF24_PA_LOW=-12dBm, RF24_PA_HIGH=-6dBm, RF24_PA_MAX=0dBm
    radio.openReadingPipe (1, 0xA0A0A0A001);         
    radio.startListening  ();                             
//  radio.stopListening   (); 
    Wire.begin();lcd.init();lcd.backlight();
    lcd.createChar(1, v1);lcd.createChar(2, v2);lcd.createChar(3, v3);lcd.createChar(4, v4);
    lcd.createChar(5, v5);lcd.createChar(6, v6);lcd.createChar(7, v7);lcd.createChar(8, v8);                            
}
void loop(){
  if(radio.available()){                                
      radio.read(&data, sizeof(data));
      Serial.println((float)data/100);
     a[0]=data/1000;
     a[1]=data/100%10;
     a[2]=data/10%10;
     a[3]=data%10;
     if(data<1000){a[0]=10;}
     if(data<100){a[1]=10;}
   for(x=0;x<4;x++){
    switch(x){
        case 0: e1=0;e2=1,e3=2;break;
        case 1: e1=3,e2=4,e3=5;break;
        case 2: e1=7,e2=8,e3=9;break;
        case 3: e1=10,e2=11,e3=12;break;
   }digit();}
   lcd.setCursor(6,1);lcd.print(".");
   lcd.setCursor(14,1);lcd.write((uint8_t)223);;lcd.print("C");
   lcd.setCursor(15,0);lcd.print("*");
   delay(200);
  }
  else{lcd.setCursor(15,0);lcd.print(" ");}
}
 
void digit(){
  switch(a[x]){
    case 0: d1=1,d2=8,d3=6,d4=1,d5=3,d6=6;break;
    case 1: d1=32,d2=2,d3=6,d4=32,d5=32,d6=6;break;
    case 2: d1=2,d2=8,d3=6,d4=1,d5=4,d6=5;break;
    case 3: d1=2,d2=4,d3=6,d4=7,d5=3,d6=6;break;
    case 4: d1=1,d2=3,d3=6,d4=32,d5=32,d6=6;break;
    case 5: d1=1,d2=4,d3=5,d4=7,d5=3,d6=6;break;
    case 6: d1=1,d2=4,d3=5,d4=1,d5=3,d6=6;break;
    case 7: d1=1,d2=8,d3=6,d4=32,d5=32,d6=6;break;
    case 8: d1=1,d2=4,d3=6,d4=1,d5=3,d6=6;break;
    case 9: d1=1,d2=4,d3=6,d4=7,d5=3,d6=6;break;
    case 10:d1=150,d2=150,d3=150,d4=150,d5=150,d6=150;break;
    }
lcd.setCursor(e1,0);lcd.write((uint8_t)d1);
lcd.setCursor(e2,0);lcd.write((uint8_t)d2);lcd.setCursor(e3,0);lcd.write((uint8_t)d3);lcd.setCursor(e1,1);
lcd.write((uint8_t)d4);lcd.setCursor(e2,1);lcd.write((uint8_t)d5);lcd.setCursor(e3,1);lcd.write((uint8_t)d6);}

Терморегулятор

Во всех выше показанных примерах радио модули разделены на приемники и передатчики, в это примере каждый радио модуль работает как приемопередатчик.

Базовый модуль терморегулятора содержит дисплей LCD1602 с модулем I2C и энкодер для установки температуры регулирования. Модуль датчика и управления нагревательным элементом измеряет температуру и каждые 2 секунды передает ее значение в базовый модуль, базовый модуль получает значение температуры и выводит ее на дисплей, при помощи энкодера в базовом модуле можно изменить температуру регулирования, температура регулирования каждые 2 секунды передается в модуль датчика. Оба модуля основное время работают как приемники и раз в 2 секунды переходят в режим передатчика передавая необходимую информацию. Модуль датчика в зависимости от текущей температуры и температуры регулирования управляет цифровым выходом D3 к который может управлять нагревательным элементом.

  1. Температура регулирования
  2. Индикатор получения информации (в момент приема выводится символ *)

БАЗА

#include <SPI.h>                                          
#include <nRF24L01.h>                                     
#include <RF24.h> 
#include <LiquidCrystal_I2C.h>  // http://forum.rcl-radio.ru/misc.php?action=pan_download&item=45&download=1
#include <Wire.h>    
#include <Encoder.h>            // http://rcl-radio.ru/wp-content/uploads/2019/05/Encoder.zip    
#include <EEPROM.h>
#include <MsTimer2.h>           // http://rcl-radio.ru/wp-content/uploads/2018/11/MsTimer2.zip                                      
  RF24 radio(9, 10);  // (CE, CSN)
  LiquidCrystal_I2C lcd(0x27,16,2);
  Encoder myEnc(A2, A1);// DT, CLK
 
 int data,data_reg;
 unsigned long times,times_eeprom,oldPosition  = -999,newPosition;
 bool w;
 byte v1[8] = {0x07,0x07,0x07,0x07,0x07,0x07,0x07,0x07};
 byte v2[8] = {0x07,0x07,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00};      
 byte v3[8] = {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x1F,0x1F};
 byte v4[8] = {0x1F,0x1F,0x00,0x00,0x00,0x00,0x1F,0x1F};
 byte v5[8] = {0x1C,0x1C,0x00,0x00,0x00,0x00,0x1C,0x1C};
 byte v6[8] = {0x1C,0x1C,0x1C,0x1C,0x1C,0x1C,0x1C,0x1C};
 byte v7[8] = {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x07,0x07};
 byte v8[8] = {0x1F,0x1F,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00};
 byte d1,d2,d3,d4,d5,d6,e1,e2,e3,a[6],x;                                  
 
void setup(){
    delay(1000);
    Serial.begin(9600);
    radio.begin();                                        
    radio.setChannel(5);                      // канал от 0 до 125
    radio.setDataRate(RF24_250KBPS);          // RF24_250KBPS, RF24_1MBPS, RF24_2MBPS 
    radio.setPALevel(RF24_PA_MIN);            // RF24_PA_MIN=-18dBm, RF24_PA_LOW=-12dBm, RF24_PA_HIGH=-6dBm, RF24_PA_MAX=0dBm
    radio.openReadingPipe(1, 0xA0A0A0A001);
    radio.openWritingPipe(0xA1A1A1A102);         
    radio.startListening  ();                              
    Wire.begin();lcd.init();lcd.backlight();
    lcd.createChar(1, v1);lcd.createChar(2, v2);lcd.createChar(3, v3);lcd.createChar(4, v4);
    lcd.createChar(5, v5);lcd.createChar(6, v6);lcd.createChar(7, v7);lcd.createChar(8, v8);                            
    MsTimer2::set(3, to_Timer);MsTimer2::start();
    if(EEPROM.read(100)!=0){for(int i=0;i<101;i++){EEPROM.update(i,0);}}// очистка памяти при первом включении  
    data_reg = EEPROM.read(0);
}
 
void loop(){
  if(radio.available() && w==0){                                
      radio.read(&data, sizeof(data));
      Serial.println((float)data/100);
     a[0]=data/1000;
     a[1]=data/100%10;
     a[2]=data/10%10;
     a[3]=data%10;
     if(data<1000){a[0]=10;}
     if(data<100){a[1]=10;}
   for(x=0;x<4;x++){
    switch(x){
        case 0: e1=0;e2=1,e3=2;break;
        case 1: e1=3,e2=4,e3=5;break;
        case 2: e1=7,e2=8,e3=9;break;
        case 3: e1=10,e2=11,e3=12;break;
   }digit();}
   lcd.setCursor(6,1);lcd.print(".");
   lcd.setCursor(13,1);lcd.write((uint8_t)223);;lcd.print("C");
   lcd.setCursor(15,1);lcd.print("*");
   delay(200);
  }
  else{lcd.setCursor(15,1);lcd.print(" "); }
 
  if (newPosition != oldPosition){oldPosition = newPosition;data_reg=data_reg+newPosition;myEnc.write(0);newPosition=0;times_eeprom=millis();w=1;
    if(data_reg>9){lcd.setCursor(14,0);}else{lcd.setCursor(15,0);}lcd.print(data_reg);}
 
  if(millis()-times>2000 && w==0){times=millis();
  radio.stopListening();                                                   
  radio.write(&data_reg, sizeof(data_reg));
  radio.startListening();
  }
 
if(millis()-times_eeprom>5000 && w==1){EEPROM.update(0,data_reg);w=0;}   
}
 
void to_Timer(){newPosition = myEnc.read()/4;} 
 
void digit(){
  switch(a[x]){
    case 0: d1=1,d2=8,d3=6,d4=1,d5=3,d6=6;break;
    case 1: d1=32,d2=2,d3=6,d4=32,d5=32,d6=6;break;
    case 2: d1=2,d2=8,d3=6,d4=1,d5=4,d6=5;break;
    case 3: d1=2,d2=4,d3=6,d4=7,d5=3,d6=6;break;
    case 4: d1=1,d2=3,d3=6,d4=32,d5=32,d6=6;break;
    case 5: d1=1,d2=4,d3=5,d4=7,d5=3,d6=6;break;
    case 6: d1=1,d2=4,d3=5,d4=1,d5=3,d6=6;break;
    case 7: d1=1,d2=8,d3=6,d4=32,d5=32,d6=6;break;
    case 8: d1=1,d2=4,d3=6,d4=1,d5=3,d6=6;break;
    case 9: d1=1,d2=4,d3=6,d4=7,d5=3,d6=6;break;
    case 10:d1=150,d2=150,d3=150,d4=150,d5=150,d6=150;break;
    }
lcd.setCursor(e1,0);lcd.write((uint8_t)d1);
lcd.setCursor(e2,0);lcd.write((uint8_t)d2);lcd.setCursor(e3,0);lcd.write((uint8_t)d3);lcd.setCursor(e1,1);
lcd.write((uint8_t)d4);lcd.setCursor(e2,1);lcd.write((uint8_t)d5);lcd.setCursor(e3,1);lcd.write((uint8_t)d6);}

ДАТЧИК

#include <SPI.h>                                          
#include <nRF24L01.h> 
#include <OneWire.h>    // http://rcl-radio.ru/wp-content/uploads/2018/07/OneWire.zip                                    
#include <RF24.h>                                         
 RF24 radio(9, 10);     // (CE, CSN)
 OneWire  ds(2); // Вход датчика 18b20
 int data_t,data;  
 unsigned long times;
 int gis = 50;// 0.5 гр.Цельсия
 
void setup(){
    delay(1000);
    Serial.begin(9600);
    pinMode(3,OUTPUT);
    radio.begin();                                        
    radio.setChannel(5);                   // канал от 0 до 125
    radio.setDataRate(RF24_250KBPS);       // RF24_250KBPS, RF24_1MBPS, RF24_2MBPS
    radio.setPALevel(RF24_PA_MIN);         // RF24_PA_MIN=-18dBm, RF24_PA_LOW=-12dBm, RF24_PA_HIGH=-6dBm, RF24_PA_MAX=0dBm
    radio.openReadingPipe(1, 0xA1A1A1A102);
    radio.openWritingPipe(0xA0A0A0A001);
    radio.startListening();               
}
void loop(){
    if(radio.available()){                                
      radio.read(&data, sizeof(data));
      Serial.println(data);
      }
 
  if(millis()-times>2000){times=millis();
  data_t = dsRead(0)*100;
  radio.stopListening();                                                     
  radio.write(&data_t, sizeof(data_t));
  radio.startListening();
  }
 
  if(data*100 >= data_t + gis){digitalWrite(3,HIGH);}
  if(data*100 <= data_t - gis){digitalWrite(3,LOW);} 
}
 
float dsRead(byte x) {
  byte data[2], addr[8][8], kol = 0;
  while (ds.search(addr[kol])) {  // поиск датчиков, определение адреса и кол-ва датчиков
    kol++;
  } 
  ds.reset_search();  // Сброс поиска датчика
  ds.reset();         // Инициализация, выполняется сброс шины
  ds.select(addr[x]); // Обращение к датчику по адресу
  ds.write(0x44, 0);  // Измерение температуры с переносом данных в память
  ds.reset();         // Инициализация, выполняется сброс шины
  ds.select(addr[x]); // Обращение к датчику по адресу
  ds.write(0xBE);     // Обращение памяти
  data[0] = ds.read();// Чтение памяти byte low
  data[1] = ds.read();// Чтение памяти byte high
  float value = ((data[1] << 8) | data[0]) / 16.0; return (float)value; // Расчет температуры и вывод
}

Форум — http://forum.rcl-radio.ru/viewtopic.php?id=500

*При тестировании когда радио модули находятся близко к друг другу не рекомендуется устанавливать максимальную мощность передатчика:

radio.setPALevel(RF24_PA_MIN); // RF24_PA_MIN=-18dBm

Помочь сайту: 100, 200, 500 рублей

Добавить комментарий

Войти с помощью: