پروژه ارتباط بی سیم دو طرفه با ماژول رادیویی NRf24l01 و برد آردوینو

در پست‌های قبلی روش اتصال ماژول nrf24l01 را به آردوینو و همچنین برنامه نویسی آن را که به صورت کنترل یک سروو موتور به وسیله جوی استیک بود را آموزش دادیم که می‌توانید برای دیدن آن به پست زیر مراجعه کنید.آموزش ماژول NRF24L01 در آردوینو اگر توجه کرده باشید در آموزش قبلی دو برد آردوینو به وسیله‌ی NRF با هم‌دیگر ارتباط یک طرفه برقرار می‌کردند به صورتی که یکی از آردوینوها فقط به صورت فرستنده و آردوینو دیگر فقط به صورت گیرنده عمل‌ می‌کرد.در این پست ارتباط دوطرفه به وسیله‌ی nrf24l01 را آموزش می‌دهیم به صورتی که آردوینو هم بتواند اطلاعات دریافت کند و هم اطلاعات ارسال کند. در ادامه آموزش با مرجع تخصصی آردوینو همراه باشید.

ماژول NRF24L01

ماژول NRF24L01 یک ماژول بی‌سیم (Wireless Module) با فرکانس ۲٫۴ گیگاهرتز است که توسط شرکت Nordic Semiconductor طراحی و تولید شده است. این ماژول یکی از محبوب‌ترین و پرکاربردترین ماژول‌ها برای انتقال داده بی‌سیم در پروژه‌ها و ابزارهای الکترونیکی مختلف است. این فرکانس استاندارد، بسیار پرکاربرد و مجاز در بسیاری از کشورها است، که به کمک آن امکان انتقال داده‌ها در فاصله‌های دور فراهم می‌شود. با پهنای باند بالا (۲ مگاهرتز) می‌تواند حجم زیادی از داده‌ها را به طور همزمان منتقل کند.پروتکل ارتباطی SPI (Serial Peripheral Interface) از پروتکل ارتباطی SPI برای ارتباط با میکروکنترلرها و بردهای الکترونیکی استفاده می‌کند، که به راحتی می‌توان آن را به میکروکنترلرها متصل کرد. ماژول NRF24L01 قابلیت ارتباط دوطرفه (Full-Duplex) را دارد و می‌توان با استفاده از آن ارتباط داده‌ها را به صورت دوسویه بین دو دستگاه برقرار کرد.با توجه به پهنای باند بالا، این ماژول قابلیت انتقال داده‌های تصویری و صوتی را نیز دارد.ماژول NRF24L01 با مصرف انرژی کم، برای کاربردهایی که نیاز به مصرف انرژی پایین دارند، بسیار مناسب است.

اتصالات ماژول NRF24L01

اتصالات در هر دو آردوینو به صورت زیر می‌باشد. پین های CE  و CSN می‌توانند به هر پین دیجیتالی منصل شوند(‌ ما پین ce را به پین ۹ و پین csn را به پین شماره ۱۰ آردوینو متصل می‌کنیم)

در برد آردوینو uno  پین های پرروتوکل spi به صورت زیر می باشند:

• MOSI is connected to the digital pin 11
• MISO is connected to the digital pin 12
• SCK is connected to the digital pin 13

همچنین یک تاچ سوییچ را به پین شماره ۳ متصل می‌کنیم و آن را به صورت PULL Down در می‌آوریم . یک عدد LED نیز به پین شماره ۲ متصل می‌کنیم.

اتصالات دو عدد ماژول nrf24l01 به دو عدد آردوینو

کدنویسی ارتباط رادیویی با NRF24L01

در صورتی که کتابخانه مختص این ماژول در آرشیو کتابخانه آردوینو شما وجود ندارد ، آن را از لینک زیر دانلود نمایید سپس طبق آموزش زیر آن را به آردوینو  اضافه کنید.

دانلو د کتابخانه nrf24l01

آموزش نصب کتابخانه در آردوینو

کد‌های زیر را بر روی هر دو آردوینو آپلود کنید. همانطور که مشاهده می‌کنید بر روی هر آردوینو که کلید را فشار دهید ، وضعیت LED متصل به آردوینو مقابل تغییر می‌کند.

شیوه کار برنامه ماژول NRF24L01 آردوینو

در setup برنامه تنظیمات مربوط به ماژول و LEDها و کلید‌ها را انجام‌می‌دهیم. سپس تابعی به نام chk_incoming تعریف می‌کنیم .

void chk_incoming()
{

  if ( radio.available() ) //چک می‌کنیم که آیا اطلاعاتی برای دریافت وجود دارد یا خیر
  {


    //اطلاعات دریافت شده را خوانده  و در متغیر button_states میریزیم
    radio.read( button_states, num_button_pins );




    // با توجه به داده‌های دریافت شده از وضعیت کلید‌های آردوینو مقابل ،‌وضعیت ال‌ای‌دی ها را تغییر می‌‌کنیم
    int i = num_led_pins;
    while (i--)
    {
      if ( button_states[i] )
      {
        led_states[i] ^= HIGH;
        digitalWrite(led_pins[i], led_states[i]);
      }
    }

  }
}

در این تابع چک می‌کنیم که در صورتی  که آردوینو مقابل اطلاعات را ارسال کند، آن اطلاعات را دریافت کند و متناسب با  آن‌ اطلاعات دریافت شده(این اطلاعات شامل وضعیت کلید‌های متصل  به آردوینو مقایل می‌باشد) وضعیت LED ها را تغییر دهد. سپس تابعی به نام  TX_mode تعریف می‌کنیم.

void TX_mode()// TX_mode function......
{
  radio.stopListening(); // must stop listening before you open a writing pipe
  radio.openWritingPipe(pipe);

  bool ok = radio.write( button_states, num_button_pins ); // ارسال اطلاعات
  if (ok) {              // چک می‌کنیم که اطلاعات ارسال شده است یا نه


// سپس ماژول را  در وضعیت گیرنده قرار می‌دهیم
    radio.openReadingPipe(1, pipe); //
    radio.startListening();
    delay(200);
  }
  else {
    printf("failednr"); // for debugging " lets you know other did not received transmittion "
  }
}

در این تابع ابتدا ماژول در وضعیت  فرستنده قرار می‌گیرد سپس اطلاعات را ارسال می‌کند ، پس از ارسال اطلاعات دوباره ماژول در وضعیت گیرنده قرار می‌گیرد. بعد از مراحل فوق تابعی به نام chk_outgoing ایجاد می‌کنیم.

void chk_outgoing() //
{
  int i = num_button_pins;
  bool different = false;
  while (i--)
  {
    uint8_t state = ! digitalRead(button_pins[i]);
    if ( state != button_states[i] )
    {
      different = true;
      button_states[i] = state;
    }
  }
  if (different)// اگر کلید فشرده شود
  {
    TX_mode(); //calls Tx_mode function
  }
}

در این تابع مرتبا وضعیت فشرده شدن کلید‌ها چک می‌شود و در صورتی که یکی از کلید‌ها فشرده شود از تابع TX_mode قرار می‌گیرد و اطلاعات مربوط به وضعیت کلید‌ها را برای آردوینو مقابل ارسال می‌کند و سریع دوباره ماژول در مد گیرنده قرار می‌گیرد.در مرحله آخر تمام توابع نوشته شده را در loop برنامه قرار می‌هیم:

void loop (void)
{

  chk_incoming();
  delay(20);
  chk_outgoing();

}

سخت افزار مورد نیاز

دو عدد آردوینو Uno

دو عدد ماژول nrf24l01

دو عدد LED
دو عدد تاچ سویج

در پایان نظرات و پیشنهادات خود را با ما درمیان بگذارید و با اشتراک گذاری این آموزش در شبکه های اجتماعی , از وبسایت دیجی اسپارک حمایت کنید.