МЫ СОЗДАЕМ И ПРОИЗВОДИМ
ЭЛЕКТРОННЫЕ НАБОРЫ И МОДУЛИ
Описание товара
Подробное описание товара
Используйте радиомодули nRF24L01+ в форм-факторе Trema для создания проектов, где требуется соединить несколько отдельных контроллеров в одну общую беспроводную сеть без дополнительного колхоза из проводов. Например приёмопередатчик пригодится при создании умного дома без сверления стен, разработке систем дистанционного управления роботами, организации беспроводных метеостанций для мониторинга погодных условий, создания интерактивных квестов с передачей данных между участниками и т.д.
Видеообзор
Особенности
- Работа в ISM-диапазоне от 2,400 ГГц до 2,525 ГГц, доступном во многих странах без лицензии.
- Возможность создать комбинированную сеть до 1000 устройств.
- Дальность беспроводной передачи данных: до 100 метров в пределах прямой видимости и до 30 метров в условиях городской застройки.
- Форм-фактор Trema для совместимости с экосистемой Trema-модулей.
- Отдельный регулятор напряжения с выходом на 3,3 В и током до 500 мА для питания модуля.
- Совместимость с контроллерами с 3,3 и 5 вольтовой логикой.
- Светодиодная индикация питания.
- Низкое энергопотребление для работы от батареек в беспроводных устройствах.
Подробности
Радиомодуль nRF24L01+ — это приёмопередатчик для обмена данными по воздуху в частотном диапазоне от 2,4 до 2,525 ГГц, который входит в разрешенный ISM (Industrial, Scientific, and Medical) спектр. Дальность беспроводной передачи данных зависит от условий видимости: до 100 метров в пределах прямой видимости и до 30 метров в условиях городской застройки.
Частотный диапазон разделён на 126 каналов с шагом 1 МГц: от 2,400 ГГц до 2,525 ГГц.
| Номер канала | Частота |
|---|---|
| 0 | 2,400 ГГц |
| 1 | 2,401 ГГц |
| --- | --- |
| 125 | 2,525 ГГц |
На каждом канале можно создать отдельную сеть от двух до семи устройств: один приёмник и до шести передатчиков. Приёмник слушает эфир одновременно от всех передатчиков в своей сети с возможностью подтверждения пакетов данных.
Модули nRF24L01+ поддерживают три скорости обмена данными: 250 Кбит/с, 1 Мбит/с и 2 Мбит/с. Номер канала, скорость и назначение на роль передатчика или приёмника устанавливается программно с возможностью изменения в коде.
- Для согласования обмена данными, передатчик и приёмник должны быть настроены на один канал и передавать данные с одинаковой скоростью!
- При установки скорости 2 Мбит/с, модуль может занимать ширину модуляции практически до 2 МГц, что охватывает два соседних канала. Советуем не использовать в работе соседние каналы для избежания помех.
Принцип работы
Для визуального понимания построение сети из nRF24L01+ приведём ситуацию на бытовом примере. Представьте многоквартирный дом, где:
- Номер квартиры: номер канала от 0 до 125
- Жильцы: модули nRF24L01+
- Скорость: язык на котором общаются nRF24L01+
В итоге получаем дом из 126 квартир, где в каждой квартире может жить от двух до семи жильцов. Жители каждой квартиры могут общаться все вместе или между собой на одном языке, но соседи из других квартир их не слышат.
Режимы связи
Рассмотрим базовые варианты соединения модулей между собой.
Один к одному (Point-to-Point)
Связь между двумя модулями в одном направлении. Приёмник слушает эфир от передатчика в своей сети с возможностью подтверждения пакетов данных.
Многоточечная связь (Multiceiver)
Один приёмник принимает данные до шести передатчиков одновременно. Приёмник слушает эфир от передатчиков в своей сети с возможностью подтверждения пакетов данных.
Однако это лишь базовые варианты настройки связи. Радиомодули nRF24L01+ можно связывать между собой в самых различных комбинациях и создавать целые паутины из устройств:
| Режим связи | Количество модулей | Описание | Пример |
|---|---|---|---|
| Один к одному (Point-to-Point) | 2 | Связь между двумя модулями в одном направлении. | Дистанционное управление роботом. |
| Дуплексная связь (Bidirectional) | 2 | Связь между двумя модулями в обоих направлениях. | Дистанционное управление роботом с обратной связью. |
| Многоточечная связь (Multiceiver) | 7 | Один приёмник принимает данные до шести передатчиков одновременно. | Сбор показаний с нескольких сенсоров. |
| Один ко многим (Broadcast) | Теоретически до 1000. Ограничено радиусом действия и устойчивостью связи | Один передатчик передаёт данные всем приёмникам. | Рассылка команды сразу нескольким устройствам: синхронизация часов или запуск таймера. |
| Мэш-сеть (Mesh) | Теоретически до 1000. Зависит от скорости передачи данных и логики маршрутизации. | Все модули могут передавать данные друг другу и ретранслировать их. | Умный дом с датчиками и исполнительными устройствами, соединенными в одну сеть. |
Все подробности по подключению, настройке и программированию радиомодуля nRF24L01+ читайте в нашем руководстве по использованию.
Начинка
Рассмотрим основные компоненты Trema-модуля nRF24L01+:
Радиомодуль nRF24L01+
На плате Trema за беспроводную связь отвечает распаянный модуль nRF24L01+ Mini на базе чипа Nordic nRF24L01+ обеспечивающий обмен данными по воздуху на частоте от 2,4 до 2,525 ГГц, который входит в разрешённый ISM (Industrial, Scientific, Medical) спектр.
Также модуль оснащён PCB-антенной в виде змейки из медной дорожки, которая обеспечивает приём и передачу сигнала. Дальность беспроводной передачи данных достигает до 100 метров в открытом пространстве и до 30 метров в условиях городской застройки.
Индикаторный светодиод
Для наглядности питания на плате расположен индикаторный светодиод.
Стабилизатор напряжения
Для стабильной работы модуля на плате расположен стабилизатор напряжения XC6202P332 с выходным напряжением 3,3 вольта и максимальным током до 500 мА.
Trema-контакты
Для подключения адаптера к контроллерам на плате предусмотрены семь Trema-контактов в виде гребёнки PLS.
| Контакт | Функция | Подключение |
|---|---|---|
| СE | Chip Enable — выбора режима работы модуля nRF24L01+. | Подключите к пину ввода-вывода микроконтроллера. |
| MISO | Master In Slave Out — линия приёма данных шины SPI. | Подключите к пину MOSI микроконтроллера. |
| GND | Земля | Подключите к земле микроконтроллера. |
| VCC | Питание | Подключите к питанию микроконтроллера. |
| MOSI | Master Out Slave In — линия передачи данных шины SPI. | Подключите к пину MISO микроконтроллера. |
| SCK | Serial Clock — линия тактирования шины SPI. | Подключите к пину SCK микроконтроллера. |
| CS | Chip Select — активизация устройства на шине SPI. | Подключите к пину ввода-вывода микроконтроллера. |
Для работы nRF24L01+ обязательно подтягивайте пин CE к питанию, в противном случае модуль работать не будет.
Подключение и программирование
Приёмопередатчик nRF24L01+ можно подключать к любым контроллерам с наличием шины SPI, например: Arduino, Piranha или Raspberry Pi. Для коммуникации понадобятся соединительные провода и макетная плата.
Рекомендуем также обратить внимание на дополнительные расширения:
- Trema Expander Hat поможет подключить модуль к Raspberry Pi с помощью шлейфа из комплекта.
- Trema Shield поможет подключить модуль к Arduino с помощью шлейфа из комплекта.
- Trema Set Shield поможет подключить модуль к Arduino без проводов вовсе.
Радиомодуль nRF24L01+ общается с внешними контроллерами по шине SPI через потоки байтов. Для комфортной работы используйте библиотеку RF24, которая скрывает в себе все тонкости протокола и предоставляет для работы удобные функции.
Все подробности по подключению, настройке и программированию радиомодуля nRF24L01+ читайте в нашем руководстве по использованию.
Доступные альтернативы
Данный радиомодуль nRF24L01+ выполнен в формате Trema c радиусом беспроводной связи — до 100 метров в пределах прямой видимости и до 30 метров в условиях города. В нашем магазине также есть модификации приёмопередатчиков семейства nRF24L01+ с различными отличиями:
- Радиомодуль nRF24L01+ (Trema-модуль) — приёмопередатчик нашего производства Iarduino с дальностью связи до 100 метров.
- Радиомодуль nRF24L01+PA+LNA (Trema-модуль) — приёмопередатчик нашего производства Iarduino с дальностью связи до 1000 метров.
- Радиомодуль nRF24L01+ (Mini) — компактный приёмопередатчик с дальностью связи до 100 метров.
- Радиомодуль nRF24L01+ — приёмопередатчик с дальностью связи до 100 метров.
- Радиомодуль nRF24L01+PA+LNA — приёмопередатчик с дополнительной внешней антенной с дальностью связи до 1000 метров.
Форм-фактор и модель радиомодулей nRF24L01+ не влияют на протокол, поэтому все модификации можно объединять в одну сеть.
Габаритный чертёж
Комплектация
- 1× Радиомодуль nRF24L01+ (Trema-модуль)
- 1× Трёхпроводной шлейф «мама-мама»
- 4× Провод «мама-мама»
Характеристики
- Модель: Радиомодуль nRF24L01+ (Trema-модуль)
- Модуль: nRF24L01+
- Частотный диапазон ISM: 2,400–2,525 ГГц
-
Количество радиоканалов: 126 с шагом 1 МГц
- Канал №0: 2,400 ГГц
- Канал №1: 2,401 ГГц
- Канал №125: 2,525 ГГц
- Время переключения между каналами: 130 мкс
-
Радиус действия:
- в пределах прямой видимости: до 100 м
- в условиях города: до 30 м
- Скорость передачи данных: 250 кбит / 1 Мбит / 2 Мбит
- Мощность передатчика: -18 / -12 / -6 / 0 дБм
- Чувствительность приемника: -82 дБм
- Входное напряжение питания: 5 В
- Напряжение логических уровней: 3,3–5 В
-
Потребляемый ток:
- в режиме ожидания: до 8 мА
- в режиме передачи данных: до 15 мА
- в режиме приёма данных: до 21 мА
- Программный интерфейс: SPI с дополнительными пином CE
- Физический интерфейс: Trema-контакты
- Размеры платы: 30×30 мм
Ресурсы
Мы также рекомендуем к чтению ссылки на статьи, документации и другие вспомогательные материалы по приёмопередатчику Piranha nRF24L01+.
Инструкции
- Руководство по использованию nRF24L01+ (Trema-модуль)
- Установка и настройка среды Arduino IDE
- Установка библиотек в Arduino IDE
Уроки и примеры
- Сканер ISM диапазона через nRF24L01+.
- Соединение двух Arduino по радиоканалу через nRF24L01+.
- Соединение трёх Arduino по радиоканалу через nRF24L01+.
