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.
- Температура регулирования
- 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
}