- 认识nRF24L01射频模块
- 将nRF24L01与Arduino接口
- 接收方：Arduino Uno nRF24L01模块连接
- 发射器侧：Arduino Nano nRF24L01模块连接
- 使用nRF24L01 +无线收发器模块
- 为Arduino编程nRF24L01
- 无线使用nRF24L01控制伺服电机
随着物联网（IoT），工业4.0，机器对机器通信等的日益普及，对无线通信的需求已迫在眉睫，越来越多的机器/设备可以在云上相互通信。设计师使用许多无线通信系统，例如低功耗蓝牙（BLE 4.0），Zigbee，ESP43 Wi-Fi模块，433MHz RF模块，Lora，nRF等，媒体的选择取决于所使用的应用程序类型。
其中，用于局域网通信的一种流行的无线介质是nRF24L01。这些模块在2.4GHz（ISM频段）上运行，波特率从250Kbps到2Mbps，在许多国家/地区都是合法的，可用于工业和医疗应用。还要求使用适当的天线，这些模块之间的发射和接收距离可达100米。有趣的权利！？因此，在本教程中，我们将学习有关这些nRF24l01模块以及如何将其与Arduino等微控制器平台接口的更多信息。在使用此模块时，我们还将分享一些针对常见问题的解决方案。
认识nRF24L01射频模块
的nRF24L01的模块是收发器模块，这意味着每个模块可以同时发送和接收数据，但由于它们是半双工它们可以发送或同时接收数据。该模块具有来自北欧半导体的通用nRF24L01 IC，负责数据的发送和接收。该IC使用SPI协议进行通信，因此可以轻松地与任何微控制器接口。由于库很容易获得，因此使用Arduino变得容易得多。标准nRF24L01模块的引脚排列如下所示
该模块的工作电压范围为1.9V至3.6V（通常为3.3V），在正常工作期间仅消耗12mA的电流，这使其具有电池效率，因此甚至可以在纽扣电池上运行。即使工作电压为3.3V，大多数引脚还是可以承受5V电压，因此可以直接与Arduino等5V微控制器接口。使用这些模块的另一个优点是，每个模块都有6条管道。这意味着，每个模块可以与其他6个模块通信以发送或接收数据。这使该模块适合在IoT应用程序中创建星形或网状网络。而且它们具有125个唯一ID的宽地址范围，因此在封闭区域中，我们可以使用125个这些模块而不会互相干扰。
将nRF24L01与Arduino接口
在本教程中，我们将学习如何通过改变另一个Arduino上的电位器来控制与一个Arduino连接的伺服电机，从而将nRF24L01与Arduino相连。为了简单起见，我们使用一个nRF24L01模块作为发送器，另一个作为接收器，但是可以对每个模块进行编程以分别发送和接收数据。
连接nRF24L01模块和Arduino的电路图如下所示。为了多样性，我在接收器端使用了UNO，在发射器端使用了Nano。但是连接的逻辑对于其他Arduino板（如mini，mega）也相同。
接收方：Arduino Uno nRF24L01模块连接
如前所述，nRF24L01在SPI协议的帮助下进行通信。在Arduino Nano和UNO上，引脚11、12和13用于SPI通信。因此，我们将nRF的MOSI，MISO和SCK引脚分别连接到引脚11、12和13。CE和CS引脚是用户可配置的，我在这里使用了引脚7和8，但是您可以通过更改程序来使用任何引脚。nRF模块由Arduino上的3.3V引脚供电，在大多数情况下都可以使用。如果没有，可以尝试使用单独的电源。除了连接nRF外，我还将伺服电机连接到了引脚7，并通过Arduino上的5V引脚为其供电。类似地，发射器电路如下所示。
发射器侧：Arduino Nano nRF24L01模块连接
发送器的连接也相同，此外，我还使用了一个电位计，该电位计跨接在Arduino的5V ad接地引脚上。将在0-5V之间变化的输出模拟电压连接到Nano的A7引脚。这两块板均通过USB端口供电。
使用nRF24L01 +无线收发器模块
但是，为了使nRF24L01不受噪声影响，我们可能需要考虑以下事项。我已经在nRF24L01 +上进行了很长时间的研究，并了解了 以下几点 可以帮助您避免被撞在墙上。当模块无法正常运行时，您可以尝试这些。
1.市场上大多数nRF24L01 +模块都是假的。我们在Ebay和Amazon上可以找到的最便宜的是最差的（不用担心，只需进行一些微调即可使它们工作）
2.主要问题是电源，而不是您的代码。大部分在线代码都可以正常运行，我自己有一个经过我亲自测试的工作代码，请告诉我您是否需要它们。
3.注意，因为打印为NRF24L01 +的模块实际上是Si24Ri（是中国产品）。
4.克隆和伪造模块将消耗更多功率，因此不要开发基于nRF24L01 +数据表的电源电路，因为Si24Ri的电流消耗约为250mA。
5.当心电压纹波和电流浪涌，这些模块非常敏感，很容易烧毁。（;-(到目前为止炸了2个模块）
6.在模块的Vcc和Gnd两端增加一个耦合电容器（10uF和0.1uF）有助于使您的电源纯净，这适用于大多数模块。
不过，如果您在评论部分有问题报告或阅读了此书，或者在我们的论坛上提出了问题。
还要检查我们以前使用nRF24L01创建聊天室的项目。
为Arduino编程nRF24L01
由于GitHub上maniacbug创建了易于使用的库，因此将这些模块与Arduino一起使用非常容易。单击链接将库下载为ZIP文件夹，然后通过使用 Sketch-> Include Library-> Add.ZIP library 选项将其添加到Arduino IDE 。添加库后，我们可以开始为项目编程。我们必须编写两个程序，一个用于发送方，另一个用于接收方。但是，正如我之前所讲的，每个模块都可以充当发送器和接收器。这两个程序都在此页的末尾给出，在发送器代码中，接收器选项将被注释掉，而在接收器程序中，发送器代码将被注释掉。如果您正在尝试一个模块必须同时工作的项目，则可以使用它。该程序的工作方式在下面说明。
像所有程序一样，我们从包含头文件开始。由于nRF使用SPI协议，因此我们包含了SPI标头以及刚刚下载的库。伺服库用于控制伺服电机。
#包括
下一行是重要的行，我们在其中指示库有关CE和CS引脚的信息。在电路图中，我们将CE连接到引脚7，将CS连接到引脚8，因此我们将线路设置为
RF24 myRadio（7，8）;
与RF库关联的所有变量都应声明为复合变量结构。在此程序中，变量 msg 用于发送和接收来自RF模块的数据。
struct package { int msg; }; typedef struct package封装； 包装数据；
每个RF模块都有一个唯一的地址，通过它可以将数据发送到相应的设备。由于此处只有一对，因此在发送器和接收器中都将地址设置为零，但是如果您有多个模块，则可以将ID设置为任何唯一的6位数字字符串。
字节地址= {“ 0”};
接下来，在 void setup 函数中，我们初始化RF模块并设置为在115频段工作，该频段没有噪声，并且还将模块设置为以250Kbps的最小速度在最小功耗模式下工作。
void setup（） { Serial.begin（9600）; myRadio.begin（）; myRadio.setChannel（115）; // WIFI上方的115频段发出 myRadio.setPALevel（RF24_PA_MIN）; // MIN低功耗 myRadio.setDataRate（RF24_250KBPS）; //最低速度 myservo.attach（6）; Serial.print（“ Setup Initialized”）; 延迟（500）; }
void WriteData（） 函数写入传递给它的数据。如前所述，nRF有6个不同的管道可以读取或写入数据，此处我们使用0xF0F0F0F066作为写入数据的地址。在接收方，我们必须在 ReadData（） 函数上使用相同的地址来接收写入的数据。
void WriteData（） { myRadio.stopListening（）; //停止接收并开始发送 myRadio.openWritingPipe（0xF0F0F0F066）; //在此40位地址上发送数据 myRadio.write（&data，sizeof（data））; 延迟（300）; }
void WriteData（） 函数读取数据并将其放入变量中。同样，在6个不同的管道中，我们可以使用这些管道读取或写入数据，我们使用0xF0F0F0F0AA作为读取数据的地址。这意味着另一个模块的发送器已在该地址上写了一些内容，因此我们正在从该地址读取它。
void ReadData（） { myRadio.openReadingPipe（1，0xF0F0F0F0AA）; //读取哪个管道，40位地址 myRadio.startListening（）; // 如果（myRadio.available（）） { while（myRadio.available（）） { myRadio.read（&data，sizeof（data））; } Serial.println（data.text）; } }
除这些行外，程序中的其他行还用于读取POT并使用映射功能将其转换为0到180，然后将其发送到Receiver模块，在此我们相应地控制伺服系统。我没有逐行解释它们，因为我们已经在我们的“伺服接口”教程中了解到了。
无线使用nRF24L01控制伺服电机
准备好程序后，将发射器和接收器代码（如下所示）上传到相应的Arduino板上，并通过USB端口为它们供电。您还可以启动两个板的串行监视器，以检查正在传输的值和已接收的值。如果旋转发射器侧的POT旋钮时一切正常，则另一侧的伺服也应相应旋转。
下面的视频演示了该项目的完整工作。第一次尝试使这些模块不工作是很正常的。如果遇到任何问题，请检查代码并重新接线，然后尝试上述给定的故障排除准则。如果没有任何效果，请将您的问题发布在论坛或评论部分中，我将尝试解决它们。