สำรวจความสามารถและแอปพลิเคชันของชิปการสื่อสาร NRF24L01
2024-04-25 2448

nrf24l01 เป็นชิปการสื่อสาร 2.4G ที่พัฒนาโดย บริษัท นอร์ดิกมันมีลักษณะของการใช้พลังงานต่ำต้นทุนต่ำและความเร็วสูงและสามารถให้บริการโซลูชั่นที่ดีขึ้นสำหรับการประยุกต์ใช้ผลิตภัณฑ์คอมพิวเตอร์เดสก์ท็อปและอุปกรณ์สมาร์ทบทความนี้จะแนะนำจากผู้ผลิตโครงสร้างแอปพลิเคชันโหมดการทำงานและหลักการทำงาน

NRF24L01 เป็นตัวรับส่งสัญญาณ RF แบบเสาหินใหม่ที่ออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับแถบความถี่ ISM จาก 2.4 GHz ถึง 2.5 GHzมันรวมโมดูลการทำงานหลายอย่างเช่น Crystal Oscillator, ความถี่สังเคราะห์, แอมพลิฟายเออร์พลังงานและโมดูเลเตอร์และใช้เทคโนโลยี Shockburst ขั้นสูงผ่านอินเทอร์เฟซ SPI NRF24L01 สามารถสื่อสารกับไมโครคอนโทรลเลอร์ 5V เพื่อให้กำลังเอาต์พุตการเลือกช่องและการตั้งค่าโปรโตคอลสามารถกำหนดค่าได้ผ่านอินเตอร์เฟส SPIซึ่งหมายความว่า NRF24L01 สามารถเชื่อมต่อกับชิปไมโครคอนโทรลเลอร์เกือบทุกชนิดเพื่อให้ได้ฟังก์ชั่นการส่งข้อมูลไร้สาย

- NRF24L01P-R7

- NRF24L01P-T

- SI4455-C2A-GM

- SI4455-B1A-FMR

- SI4455-B1A-FM

NRF24L01 ผลิตโดย Nordic SemiconductorNordic Semiconductor เดิมชื่อ Nordic VLSI เป็น บริษัท เซมิคอนดักเตอร์ Fablessบริษัท มีความเชี่ยวชาญในการใช้งานระบบไร้สายระบบไร้สายที่ต่ำเป็นพิเศษสำหรับอุปกรณ์การเชื่อมต่อและการเชื่อมต่อสำหรับวงดนตรี ISM 2.4 GHz โดยมีการใช้พลังงานและค่าใช้จ่ายเป็นพื้นที่โฟกัสหลักแอพพลิเคชั่นปลายทางของผู้ใช้เซมิคอนดักเตอร์ของ Nordic คืออุปกรณ์เสริมโทรศัพท์มือถือไร้สายหนูและคีย์บอร์ดการแพทย์ไร้สายอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ผู้บริโภคอุปกรณ์กีฬาอัจฉริยะการควบคุมระยะไกลตัวควบคุมเกมไร้สายแอพพลิเคชั่นเสียงเสียงไร้สาย

บล็อกไดอะแกรมของ NRF24L01 แสดงไว้ด้านบนจากมุมมองของการควบคุมไมโครคอนโทรลเลอร์เราต้องให้ความสนใจกับพอร์ตสัญญาณควบคุมหกพอร์ตคือ CSN, SCK, MISO, MOSI, IRQ และ CE

- ชุดหูฟัง VoIP

- RFID ที่ใช้งานอยู่

- ตัวควบคุมเกม

- อุปกรณ์ต่อพ่วงพีซีไร้สาย

- นาฬิกากีฬาและเซ็นเซอร์

- ระบบการติดตามสินทรัพย์

- เมาส์คีย์บอร์ดและรีโมท

- เครือข่ายเซ็นเซอร์พลังงานต่ำพิเศษ

- ระบบอัตโนมัติในบ้านและเชิงพาณิชย์

- การควบคุมระยะไกล Media Center ขั้นสูง

- การควบคุมระยะไกล RF สำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค

การสื่อสาร NRF24L01 สองครั้งจำเป็นต้องปฏิบัติตามเงื่อนไขสามประการต่อไปนี้:

- แชนเนลเหมือนกัน (ตั้งค่าการลงทะเบียนช่อง RF_CH)

- ที่อยู่เหมือนกัน (SET TX_ADDR และ RX_ADDR_PO เหมือนกัน)

- จำนวนไบต์ที่ส่งและรับในแต่ละครั้งจะเหมือนกัน (หากความกว้างของข้อมูลที่มีประสิทธิภาพของช่องถูกตั้งค่าเป็น N ดังนั้นจำนวนไบต์ที่ส่งในแต่ละครั้งจะต้องเป็น n แน่นอน<=32).

โมดูลการสื่อสารไร้สาย NRF24L01 สามารถตั้งค่าเป็นโหมดการทำงานที่หลากหลายรวมถึงโหมดพลังงานลงโหมดสแตนด์บายและโหมดการประมวลผลแพ็คเก็ตข้อมูลฟังก์ชั่นและการดำเนินงานของแต่ละโหมดมีดังนี้

ในโหมดพลังงานลงแต่ละฟังก์ชั่นของ NRF24L01 จะถูกปิดเพื่อให้การบริโภคปัจจุบันน้อยที่สุดหลังจากเข้าสู่โหมดพลังงานลง NRF24L01 จะหยุดทำงาน แต่เนื้อหาการลงทะเบียนยังคงไม่เปลี่ยนแปลงโหมดพลังงานลงถูกควบคุมโดยบิต PWR_UP ในการลงทะเบียน

โหมดสแตนด์บายฉันลดกระแสการใช้ระบบเฉลี่ยในขณะที่ทำให้มั่นใจได้ว่าการเริ่มต้นอย่างรวดเร็วในโหมดสแตนด์บาย I คริสตัลทำงานตามปกติในโหมดสแตนด์บาย II บัฟเฟอร์นาฬิกาบางตัวอยู่ในโหมดปฏิบัติการเมื่อการลงทะเบียน TX FIFO ที่ด้านเครื่องส่งสัญญาณว่างเปล่าและ CE สูงมันจะเข้าสู่โหมดสแตนด์บาย IIในระหว่างโหมดสแตนด์บายเนื้อหาของคำกำหนดค่าการลงทะเบียนจะไม่เปลี่ยนแปลง

โหมดการประมวลผลแพ็คเก็ต NRF24L01 รวมถึงโหมด Shockburst และโหมด Shockburst ที่ปรับปรุงแล้ว

ในโหมด Shockburst NRF24L01 สามารถเชื่อมต่อกับ MCU ความเร็วต่ำราคาถูกการประมวลผลสัญญาณความเร็วสูงได้รับการจัดการโดยโปรโตคอล RF ภายในของชิปในขณะที่การส่งข้อมูลจะดำเนินการผ่านอินเตอร์เฟส SPI ในอัตราข้อมูลที่ขึ้นอยู่กับความเร็วอินเตอร์เฟสของ MCU เองโหมด Shockburst ช่วยลดการใช้ปัจจุบันโดยเฉลี่ยสำหรับการสื่อสารโดยอนุญาตให้การสื่อสารความเร็วต่ำกับ MCU ในขณะที่ยังคงการสื่อสารความเร็วสูงในส่วนไร้สาย

โหมด Shockburst ที่ปรับปรุงแล้วทำให้การดำเนินการของโปรโตคอลลิงก์สองทางง่ายขึ้นและมีประสิทธิภาพมากขึ้นในลิงค์สองทางทั่วไปผู้ส่งขอให้อุปกรณ์สิ้นสุดส่งสัญญาณคำตอบหลังจากได้รับข้อมูลเพื่อให้ผู้ส่งสามารถตรวจจับได้ว่าข้อมูลหายไปหรือไม่หากการสูญเสียข้อมูลเกิดขึ้นข้อมูลที่สูญหายจะถูกกู้คืนโดยฟังก์ชั่น retransmitโหมด shockbursttm ที่ปรับปรุงแล้วจะควบคุมทั้งฟังก์ชันคำตอบและการส่งสัญญาณใหม่โดยไม่เพิ่มภาระงานของ MCU

เมื่อส่งข้อมูลเราจะกำหนดค่า NRF24L01 เป็นโหมดการส่งสัญญาณก่อนต่อไปเราจะเขียนที่อยู่โหนดที่รับ TX_ADDR และข้อมูลที่ถูกต้อง TX_PLD ลงในพื้นที่บัฟเฟอร์ของ NRF24L01 ผ่านพอร์ต SPI ตามลำดับต้องเขียน TX_PLD อย่างต่อเนื่องในขณะที่ CSN ต่ำในขณะที่ TX_ADDR จะต้องเขียนเพียงครั้งเดียวเมื่อส่งสัญญาณจากนั้นเราตั้งค่า CE สูงและถือไว้สูงอย่างน้อย 10 ไมโครวินาทีจากนั้นเริ่มส่งข้อมูลหลังจากความล่าช้าของ 130 ไมโครวินาทีหากเปิดใช้งานคำตอบอัตโนมัติ NRF24L01 จะเข้าสู่โหมดรับทันทีหลังจากส่งข้อมูลเพื่อรับสัญญาณการรับทราบ (ที่อยู่ที่รับคำตอบอัตโนมัติควรสอดคล้องกับที่อยู่โหนดที่รับ TX_ADDR)หากได้รับการตอบกลับการสื่อสารจะถือว่าประสบความสำเร็จธง TX_DS จะถูกตั้งค่าสูงและ TX_PLD จะถูกล้างออกจาก TX FIFOหากไม่ได้รับการตอบกลับ NRF24L01 จะส่งข้อมูลใหม่โดยอัตโนมัติ (หากเปิดใช้งานการส่งสัญญาณอัตโนมัติโดยอัตโนมัติ)หากจำนวนการส่งสัญญาณย้อนกลับ (ARC) ถึงขีด จำกัด สูงสุดค่าสถานะ MAX_RT จะถูกตั้งค่าสูงและข้อมูลใน TX FIFO จะถูกเก็บไว้สำหรับการส่งสัญญาณใหม่เมื่อตั้งค่าสถานะ MAX_RT หรือ TX_DS สูง IRQ จะถูกล้างและจะถูกสร้างขึ้นเพื่อแจ้ง MCUในที่สุดหากการส่งผ่านสำเร็จและ CE ต่ำ NRF24L01 เข้าสู่โหมดว่าง 1 หากมีข้อมูลในการส่งสแต็กและ CE สูงให้ป้อนการส่งต่อไปหากไม่มีข้อมูลในสแต็กส่งและ CE สูงจะเข้าสู่โหมดว่าง 2

เมื่อได้รับข้อมูลเราจะกำหนดค่า NRF24L01 เป็นโหมดรับก่อนจากนั้นจะล่าช้าสำหรับ 130 ไมโครวินาทีเพื่อเข้าสู่สถานะการรับและรอการมาถึงของข้อมูลเมื่อตัวรับสัญญาณตรวจพบที่อยู่ที่ถูกต้องและ CRC จะเก็บแพ็กเก็ตข้อมูลไว้ใน RX FIFO และตั้งค่าบิตอินเตอร์รัปต์ RX_DR สูงทำให้ IRQ ต่ำสร้างการขัดจังหวะและแจ้ง MCU ให้อ่านข้อมูลหากเปิดใช้งานฟังก์ชันคำตอบอัตโนมัติในเวลานี้ผู้รับจะเข้าสู่สถานะการส่งสัญญาณในเวลาเดียวกันและส่งสัญญาณตอบกลับกลับในที่สุดหากแผนกต้อนรับประสบความสำเร็จและ CE ต่ำลง NRF24L01 เข้าสู่โหมดว่าง 1

ขั้นแรกต้องตั้งค่าโมดูล A และโมดูล B บนช่องสัญญาณเดียวกันและตรวจสอบให้แน่ใจว่าความยาวของข้อมูลการส่งข้อมูลของโมดูล A เท่ากับความยาวข้อมูลที่ได้รับของโมดูล B จากนั้นเรากำหนดค่าที่อยู่ที่ได้รับ addr_b สำหรับโมดูล Bถัดไปกำหนดค่าที่อยู่ส่งของโมดูล A ที่จะเป็น addr_b เช่นกันเพื่อให้โมดูล B สามารถรับข้อมูลได้อย่างถูกต้องเมื่อโมดูล A ส่ง

ในความเป็นจริงที่อยู่ที่ได้รับ ADDR_B ที่กำหนดค่าสำหรับโมดูล B เป็นเพียงช่องข้อมูลที่ได้รับหลายช่องสัญญาณโมดูลมักจะมีหกช่องรับซึ่งหมายความว่าโมดูล B สามารถรับข้อมูลจากโมดูลที่แตกต่างกันหกโมดูลในเวลาเดียวกันแน่นอนโมดูล B สามารถส่งข้อมูลได้ในเวลาเดียวกันเนื่องจากการส่งข้อมูลในช่องเดียวกันในเวลาเดียวกันอาจทำให้เกิดการรบกวน

เพื่อสรุป NRF24L01 เป็นวิธีแก้ปัญหาที่เชื่อถือได้หากคุณต้องการสร้างโมดูล RF ตัวรับส่งสัญญาณราคาถูกสำหรับโครงการของคุณติดต่อเราหากคุณต้องการคำชี้แจงเพิ่มเติมเกี่ยวกับอุปกรณ์หรือวิธีการรวมเข้ากับโครงการของคุณ

มันใช้แถบ 2.4 GHz และสามารถใช้งานได้กับอัตราการรับส่งข้อมูลจาก 250 kbps ถึง 2 Mbpsหากใช้ในพื้นที่เปิดโล่งและอัตราการรับส่งข้อมูลที่ต่ำกว่าช่วงนั้นสามารถสูงถึง 100 เมตร

NRF24L01 เป็นตัวรับส่งสัญญาณชิป 2.4GHz เดียวที่มีเครื่องยนต์โปรโตคอลเบสแบนด์แบบฝังตัว (Enhanced Shockburst ™) ออกแบบมาสำหรับแอพพลิเคชั่นไร้สายไฟฟ้าต่ำพิเศษNRF24L01 ได้รับการออกแบบมาสำหรับการทำงานในแถบความถี่ World Wide ISM ที่ 2.400 - 2.4835GHz

จริง ๆ แล้วพวกเขามีความคล้ายคลึงกัน NRF24L01+ เป็นชิป NRF24L01 เวอร์ชันอัพเกรดNRF24L01 รองรับอัตราการส่ง 1Mbps และ 2Mbps เท่านั้นในขณะที่ NRF24L01+ ยังรองรับอัตราการส่ง 250Kbps

แต่บางครั้งคุณอาจต้องการส่งหรือรับโดยไม่ต้องใช้ wifi หรือบลูทู ธ แล้ว NRF24L01 จะเป็นตัวเลือกที่ดีซึ่งแตกต่างจากที่อื่น ๆ ที่ใช้คลื่นวิทยุเพื่อสื่อสารระหว่างโมดูลประเภทเดียวกับที่ใช้ในโทรศัพท์ไร้สายในบ้านของคุณ