Принцип работы модуля nRF24L01/nRF24L01+

Модуль nRF24L01 обеспечивает очень эффективный и недорогой способ связи, модуль nRF24l01 фактически представляет собой модуль радиоприемопередатчика, работающий на частоте 2,4 ГГц. Этот модуль имеет возможность отправлять и получать данные одновременно и может использоваться в различных проектах IOT для создания беспроводных соединений. Показав, что это очень маленький модуль, но его функциональность потрясающая.

Модули nRF24L01/nRF24L01+

nRF24L01 — это однокристальный чип беспроводного приемопередатчика, производимый Nordic Semiconductor. Его радиочастотный диапазон составляет от 2,4 до 2,5 ГГц. Эта полоса частот также принадлежит нелицензионному открытому каналу ISM (Industrial, Scientific and Medical), о котором мы упоминали ранее. полоса частот. Модуль, созданный на основе этого чипа, — это наш обычный модуль nRF24L01. Существует много типов таких модулей, таких как модуль nRF24L01, модуль nRF24L01+ , модуль nRF24L01+ PA/LNA.

На самом деле они похожи, nRF24L01+  — это обновленная версия чипа nRF24L01. nRF24L01 поддерживает только скорость передачи 1 Мбит/с и 2 Мбит/с, тогда как nRF24L01+ также поддерживает скорость передачи 250 Кбит/с. Модуль nRF24L01+ PA/LNA представляет собой модуль сигнала внешней антенны, который объединяет усиление трансивера на основе модуля nRF24L01+, что увеличивает дальность передачи модуля. В открытой среде максимальное расстояние передачи модуля nRF24L01/nRF24L01+ с использованием встроенной антенны на печатной плате составляет всего 100 метров, тогда как модуль PA/LNA может достигать 1000 метров.

Как работают модули nRF24L01/nRF24L01+

Модуль nRF24L01/nRF24L01+ передает и принимает на определенной частоте, которая называется каналом. Один или несколько модулей должны связываться друг с другом на одной частоте. То есть эта частота должна быть на любой частоте между 2,4ГГц и 2,5ГГц, точнее, она должна быть от 2400МГц до 2525МГц. Поскольку полоса пропускания канала (пропускная способность), занимаемая каждой частотой, составляет не более 1 МГц, в том же диапазоне, если полоса пропускания равна 1 МГц, теоретически можно использовать 125 независимых частот.

Модуль nRF24L01/nRF24L01+ обеспечивает встроенную функцию множественной передачи и одного приема, то есть несколько отправителей могут отправлять на один получатель, но максимальное количество отправителей составляет 6. Каждый физический канал (канал) разделен на 6 программных логических данных. каналы (Data Pipes), каждый канал данных имеет свой собственный конфигурационный адрес.

Модуль nRF24L01/nRF24L01+ в центре может одновременно принимать сообщения от других 6 модулей nRF24L01/nRF24L01+, а также может прекратить прием и стать отправляющим модулем в любое время для отправки сообщений другим модулям, но процесс отправки не может быть одновременным, только один канал данных за раз.

Улучшенный протокол ShockBurst.

Когда модуль nRF24L01/nRF24L01+ осуществляет связь, информация связи имеет определенный формат, который представляет собой протокол ShockBurst. Исходный формат протокола ShockBurst имеет только поля «Преамбула», «Адрес», «Полезная нагрузка» и CRC.

После nRF24L01+ протокол ShockBurst обновляется до расширенного протокола ShockBurst. Добавлено поле «Контроль пакетов». Добавление поля «Контроль пакетов» дает следующие преимущества:

1. Длина поля «Полезная нагрузка» может быть описана в поле «Управление пакетами», а также может быть описана длина каждого пакета данных.

2. В поле PacketControl добавляется тег ID пакета, то есть Packet ID, что удобно для постобработки данных.

3. Можно указать, следует ли возвращать символ подтверждения (ACK) для подтверждения получения отправленного пакета данных.

Когда два модуля nRF24L01/ nRF24L01+ обмениваются данными, отправитель отправит пакетные данные получателю с помощью расширенного протокола ShockBurst, а после получения пакета он ответит отправителю символом подтверждения (ACK), так что нормальный процесс отправки будет завершен. .

Конечно, есть еще две ситуации, которые иногда возникают в этом процессе:

1. Если пакет данных потерян во время передачи, получатель не вернет подтверждение, если он не получен, и отправитель отправит его повторно через определенный период времени, не дожидаясь подтверждения.

2. Когда пакет данных отправлен, получатель возвращает отправителю подтверждение, но подтверждение теряется. Точно так же отправитель не ждет подтверждения, чтобы отправить его снова через определенный период времени.