شروع کار با برد NRF24L01 و برقراری ارتباط بی سیم بین دو برد آردوینو

ایده اصلی استفاده از برد های nrf برقراری ارتباط بی سیم بین بردهای توسعه ای مانند آردوینو و یا میکروکنترلر هایی مثل AVR است. اگر با تراشه های ESP32 و ESP8266 کار کرده باشید می دانید که این تراشه ها علاوه بر نوعی میکروکنترلر بودن قابلیت ارتباط های رادیویی را نیز برای ما فراهم کرده اند. برای کار با برد NRF24L01 مناسب خواهند بود. به عبارتی بردهای nrf زمانی بکار می آیند که می خواهیم ارتباط رادیویی بین دو میکروکنترلر بدون استفاده از تراشه های سری ESP برقرار کنیم. در ادامه این آموزش با مرجع تخصصی آردوینو به زبان فارسی، دیجی اسپارک همراه باشید.

ماژول NRF24L01 فرستنده گیرنده

این ماژول یک transceiver به حساب می آید به این معنی که هر دو فرآیند ارسال (send) و دریافت (receive) را انجام می دهد. این ماژول ها بسیار ارزان با اندازه کوچک عرضه می شوند، ولتاژ کاری این ماژول از ۱٫۹ تا ۳٫۶ ولت است، پایه های MOSI, MISO و SCK پایه های SPI ماژول هستند که باید به پایه های مربوط به پروتکل SPI در آردوینو متصل شوند. پایه های CSN و  CE برای تنظیم ماژول به حالت فعال و تعویض بین حالت فرمان و انتقال اطلاعات هستند. این دو پایه را می توان به هر پایه دیجیتال در آردوینو متصل کرد. پین IRQ پین وقفه است و لازم به اتصال آن نیست.

برخی از مشخصات این ماژول ها به شرح زیر است:

• مصرف انرژی هنگام ارسال اطلاعات، حدود ۱۲ میلی آمپر است.
• رنج،در صورت استفاده در فضای باز و با آنتن می تواند تا ۱۰۰ متر هم برسد
• می تواند داده ها را همزمان ارسال و دریافت کند.
• هر ماژول می تواند با حداکثر ۶ ماژول دیگر ارتباط برقرار کند.
• از باند ۲٫۴ گیگاهرتز استفاده می کند.
• می تواند ۱ تا ۲۵ بایت داده خام با سرعت ۱ مگابایت ارسال کند.

برد آردوینو

مجموعه برد های آردوینو از جمله برد های توسعه پرطرفدار بین مهندسین امبدد هستند که در مدل های مختلفی از جمله Micro ,  proMini , Nano , Uno و همچنین Mega قابل تهیه هستند، هسته مرکزی این برد های محبوب از سری AtMega328 می باشد. آردوینو پلتفرم سخت‌افزاری و نرم‌افزاری متن‌باز است. همان طور که قبل تر اشاره کردیم، پلتفرم آردوینو شامل یک میکروکنترلر تک‌بردی متن‌باز است که قسمت سخت‌افزار آردوینو را تشکیل می‌دهد. علاوه بر این، پلتفرم آردوینو یک نرم‌افزار آردوینو IDE که به منظور برنامه‌نویسی برای بردهای آردوینو طراحی شده‌است و یک بوت لودر نرم‌افزاری که بر روی میکروکنترلر بارگذاری می‌شود را در بر می‌گیرد.

نحوه کار پروژه

در این پروژه با استفاده از دو برد آردوینو و همچنین دو عدد ماژول NRF24 یک ارتباط رادیوی بین دو برد آردوینو ایجاد می کنیم که در نتیجه قادر خواهیم بود از طریق یک آردوینو، آردوینو دوم را کنترل و با اطلاعات مد نظر برای مثال مقادیر یک سنسور دما را منتقل کنیم در این سناریو یک برد به عنوان ارسال کننده و دیگری به عنوان دریافت کننده عمل میکند.

وسایل مورد نیاز

برد آردوینو Arduino

ماژول NRF24L01

میکروسوییچ

ال ای دی

مقاومت

اتصالات و کد (فرستنده)

در این بخش کد و شماتیک برای قسمت ارسال کننده اطلاعات در این پروژه را مشاهاده خواهید کرد.

• کد و توضیحات مربوط به بخش فرستنده

ابتدا کتابخانه های مورد نظر را معرفی می کنیم:

#include <SPI.h>
#include <nRF24L01.h>
#include <RF24.h>

در این خط پایه های مربوط به پین های CE و CSN را مشخص می کنیم.

RF24 radio(9, 10);

این تابع مربوط به شروع رویداد رادیویی می باشد.

radio.begin();

کد کامل

#include <SPI.h>
#include <nRF24L01.h>
#include <RF24.h>
RF24 radio(9, 10); // CE, CSN         
const byte address[6] = "00001";     //Byte of array representing the address. This is the address where we will send the data. This should be same on the receiving side.
int button_pin = 2;
boolean button_state = 0;
void setup() {
pinMode(button_pin, INPUT);
radio.begin();                  //Starting the Wireless communication
radio.openWritingPipe(address); //Setting the address where we will send the data
radio.setPALevel(RF24_PA_MIN);  //You can set it as minimum or maximum depending on the distance between the transmitter and receiver.
radio.stopListening();          //This sets the module as transmitter
}
void loop()
{
button_state = digitalRead(button_pin);
if(button_state == HIGH)
{
const char text[] = "Your Button State is HIGH";
radio.write(&text, sizeof(text));                  //Sending the message to receiver
}
else
{
const char text[] = "Your Button State is LOW";
radio.write(&text, sizeof(text));                  //Sending the message to receiver 
}
radio.write(&button_state, sizeof(button_state));  //Sending the message to receiver 
delay(1000);
}

اتصالات و کد (گیرنده)

در این بخش کد و شماتیک برای قسمت دریافت کننده اطلاعات در این پروژه را مشاهاده خواهید کرد.

کد کامل کار با برد NRF24L01

#include <SPI.h>
#include <nRF24L01.h>
#include <RF24.h>
RF24 radio(9, 10); // CE, CSN
const byte address[6] = "00001";
boolean button_state = 0;
int led_pin = 3;
void setup() {
pinMode(6, OUTPUT);
Serial.begin(9600);
radio.begin();
radio.openReadingPipe(0, address);   //Setting the address at which we will receive the data
radio.setPALevel(RF24_PA_MIN);       //You can set this as minimum or maximum depending on the distance between the transmitter and receiver.
radio.startListening();              //This sets the module as receiver
}
void loop()
{
if (radio.available())              //Looking for the data.
{
char text[32] = "";                 //Saving the incoming data
radio.read(&text, sizeof(text));    //Reading the data
radio.read(&button_state, sizeof(button_state));    //Reading the data
if(button_state == HIGH)
{
digitalWrite(6, HIGH);
Serial.println(text);
}
else
{
digitalWrite(6, LOW);
Serial.println(text);}
}
delay(5);
}

جمع بندی

در نهایت پس از آپلود کد و برقراری اتصالات با فشردن میکرو سوییچ در آردوینوی فرستنده شاهد روشن شدن LED در آردوینوی گیرنده خواهیم بود.

چنانچه در مراحل راه اندازی و انجام این پروژه با مشکل مواجه شدید، بدون هیچ نگرانی در انتهای همین پست، به صورت ثبت نظر سوالتان را مطرح کنید. من در سریع‌ترین زمان ممکن پاسخ رفع مشکل شما را خواهم داد. همچنین اگر ایرادی در کدها و یا مراحل اجرایی وجود دارند می‌توانید از همین طریق اطلاع رسانی کنید.

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.