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O módulo de rádio NRF24L01 é um transceptor que permite estabelecer uma comunicação por ondas de rádio entre dois dispositivos e possibilitar a transferência de dados entre eles.

Material

  • Computador
  • 2 x Arduino UNO
  • Cabo USB A Macho/B Macho
  • 2 x NRF24L01

Princípio de funcionamento

O módulo NRF24l01 é um transceptor de baixa potência que permite a troca de dados sem o uso de cabos na faixa de radiofrequência de 2,4GHz. Ele estabelece uma comunicação eficaz entre dispositivos posicionados a distâncias médias (50 m) e em vista direta, ou seja, sem obstáculos interpostos. Para comunicar a longas distâncias ao ar livre, é preferível usar um módulo RF433 ou LoRa. Em ambientes fechados, se houver uma ou mais paredes entre o transmissor e o receptor, é melhor optar pela comunicação WiFi ou Bluetooth.

Esquema

O módulo NRF24L01 utiliza o protocolo SPI para comunicar com o microcontrolador e deve ser alimentado entre 1,9 e 3,6V. A comunicação SPI usa pinos específicos ligados da seguinte forma (lado esquerdo NRF24L01, lado direito Arduino UNO):

  • Vcc (Fonte de alimentação) <-> 3V3
  • CE (Reinicialização) <-> 2
  • GND (Terra) <-> GND
  • MOSI (Master Output Slave Input) <-> 11
  • MISO (Master Input Slave Output) <-> 12
  • SCK (Serial Clock) <-> 13
  • CS (chip select) <-> 4

Em alguns módulos, para melhorar o alcance e a estabilidade da comunicação, é recomendado soldar um condensador entre os pinos Vcc e GND.

Código

Para gerir o módulo NRF24L01, utilizamos as bibliotecas RF24.h, nRF24L01.h e SPI.h. No código a seguir, que funciona para o master (role=0) e para o slave (role=1), definimos um nó para cada módulo, sendo um para enviar os dados e outro para recebê-los.

//Libraries
#include <RF24.h>//https://github.com/nRF24/RF24
#include <nRF24L01.h>//https://github.com/nRF24/RF24/blob/master/nRF24L01.h
#include <SPI.h>//https://www.arduino.cc/en/reference/SPI
//Parameters
byte addresses[2] [6] = {"Node1", "Node2"};
bool radioNumber  = 0;
bool role  = 0;
//Variables
int masterStatus  = 0;
byte cmd  = 0;
int slaveStatus  = 0;
unsigned long myData  = 0;
//Objects
RF24 radio(2, 4);
void setup() {
 //Init Serial USB
 Serial.begin(9600);
 Serial.println(F("Initialize System"));
 //Init radio rf24
 radio.begin();
 //radio.setChannel(125);
 radio.setPALevel(RF24_PA_LOW); // Set the PA Level low to prevent power supply related issues. RF24_PA_MAX is default.
 //radio.setDataRate(RF24_250KBPS);//(RF24_250KBPS);//(RF24_2MBPS);
 //radio.setAutoAck(1);                    // Ensure autoACK is enabled
 //radio.enableAckPayload();               // Allow optional ack payloads
 //radio.setRetries(2,15);                 // Smallest time between retries, max no. of retries
 //radio.setAddressWidth(3);
 //radio.setCRCLength(RF24_CRC_8);          // Use 8-bit CRC for performance
 //radio.setPayloadSize(16);                // Here we are sending 1-byte payloads to test the call-response speed
 //radio.printDetails();                   // Dump the configuration of the rf unit for debugging. Not working on nano
 // Open a writing and reading pipe on each radio, with opposite addresses
 if (radioNumber) {
   radio.openWritingPipe(addresses[1]);
   radio.openReadingPipe(1, addresses[0]);
 } else {
   radio.openWritingPipe(addresses[0]);
   radio.openReadingPipe(1, addresses[1]);
 }
 myData = 1.22;
 // Start the radio listening for data
 radio.startListening();
}
void loop() {
 testRF24();
}
void testRF24( ) { /* function testRF24 */
 ////Test RF24communication change radioNumber and radio to 0(receiver) or 1(transmitter)
 if (role == 1) {
   masterRole();
 } else {
   slaveRole();
 }
}
void masterRole( ) { /* function masterRole */
 ////emit data
 radio.stopListening();                                    // First, stop listening so we can talk.
 Serial.println(F("Now sending"));
 myData = micros();
 if (!radio.write( &myData, sizeof(myData) )) {
   Serial.println(F("failed"));
 }
 //Serial.print("width :  ");Serial.println(radio.R_RX_PL_WID );
 radio.startListening();                                    // Now, continue listening
 unsigned long started_waiting_at = micros();               // Set up a timeout period, get the current microseconds
 boolean timeout = false;                                   // Set up a variable to indicate if a response was received or not
 while ( ! radio.available() ) {                            // While nothing is received
   if (micros() - started_waiting_at > 200000 ) {           // If waited longer than 200ms, indicate timeout and exit while loop
     timeout = true;
     break;
   }
 }
 if ( timeout ) {                                            // Describe the results
   Serial.println(F("Failed, response timed out."));
 } else {
   // Grab the response, compare, and send to debugging spew
   radio.read( &myData, sizeof(myData) );
   myData = micros();
   // Spew it
   Serial.print(F("Sent "));
   Serial.print(myData);
   Serial.print(F(", Got response "));
   Serial.print(myData);
   //Serial.println(myData.value);
 }
 // Try again 1s later
 delay(1000);
}
void slaveRole( ) { /* function slaveRole */
 ////recieve data
 if ( radio.available()) {
   // Variable for the received timestamp
   while (radio.available()) {                          // While there is data ready
     radio.read( &myData, sizeof(myData) );             // Get the payload
   }
   radio.stopListening();                               // First, stop listening so we can talk
   Serial.print(F("Transmission "));
   Serial.println(myData);
   //myData.value += 0.01;                                // Increment the float value
   radio.write( &myData, sizeof(myData) );              // Send the final one back.
   radio.startListening();                              // Now, resume listening so we catch the next packets.
   Serial.print(F(" - Sent response "));
   Serial.println(myData);
   //Serial.print(F(" : "));
   //Serial.println();
 }
}

Aplicações

  • Criar um controle remoto para controlar o seu projeto Arduino
  • Troca de dados entre dois Arduinos

Fontes

Retrouvez nos tutoriels et d’autres exemples dans notre générateur automatique de code
La Programmerie

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