Introdução ao princípio do módulo nRF24L01/nRF24L01+

O módulo nRF24L01 fornece uma forma de comunicação muito eficiente e barata, o módulo nRF24l01 é na verdade um módulo transceptor de rádio, que opera na frequência de 2,4 GHz. Este módulo tem a capacidade de enviar e receber dados simultaneamente e pode ser usado em diversos projetos de IOT para criar conexões sem fio. Mostrando que é um módulo muito pequeno, mas sua funcionalidade é incrível.

Módulos nRF24L01/nRF24L01+

O nRF24L01 é um chip transceptor sem fio de chip único produzido pela Nordic Semiconductor. Sua banda de radiofrequência está entre 2,4 GHz e 2,5 GHz. Esta faixa de frequência também pertence ao ISM (Industrial, Scientific and Medical) aberto sem licença que mencionamos anteriormente. banda de frequência. O módulo projetado em torno deste chip é nosso módulo nRF24L01 comum. Existem muitos tipos de tais módulos, como módulo nRF24L01, módulo nRF24L01+ , módulo nRF24L01+ PA/LNA.

Na verdade, eles são semelhantes, nRF24L01 +  é uma versão atualizada do chip nRF24L01. nRF24L01 suporta apenas taxas de transmissão de 1Mbps e 2Mbps, enquanto nRF24L01+ também suporta taxas de transmissão de 250Kbps. O módulo nRF24L01+ PA/LNA é um módulo de sinal de antena externa que integra amplificação do transceptor com base no módulo nRF24L01+, o que aumenta a distância de transmissão do módulo. Em um ambiente aberto, a distância máxima de transmissão do módulo nRF24L01/nRF24L01+ usando a antena PCB integrada é de apenas 100 metros, enquanto o módulo PA/LNA pode atingir 1000 metros.

Como funcionam os módulos nRF24L01/nRF24L01+

O módulo nRF24L01/nRF24L01+ transmite e recebe em uma frequência específica, que é chamada de canal. Um ou mais módulos devem comunicar entre si na mesma frequência. Então essa frequência deve estar em qualquer frequência entre 2,4 GHz e 2,5 GHz, mais precisamente, deve ser de 2.400 MHz a 2.525 MHz. Como a largura de banda do canal (largura de banda) ocupada por cada frequência é de no máximo 1 MHz, na mesma faixa, se a largura de banda for de 1 MHz, teoricamente podem ser utilizadas 125 frequências independentes.

O módulo nRF24L01/nRF24L01+ fornece uma função nativa de multitransmissão e recepção única, ou seja, vários remetentes podem enviar para um receptor, mas o número máximo de remetentes é 6. Cada canal físico (Canal) é dividido em 6 dados lógicos de software pipes (Data Pipes), cada pipe de dados possui seu próprio endereço de configuração.

O módulo nRF24L01/nRF24L01+ no centro pode receber mensagens simultaneamente de outros 6 módulos nRF24L01/nRF24L01+, e também pode parar de receber e se tornar um módulo de envio a qualquer momento para enviar mensagens para outros módulos, mas o processo de envio não pode ser simultâneo, apenas um tubo de dados por vez.

Protocolo ShockBurst aprimorado

Quando o módulo nRF24L01/nRF24L01+ se comunica, as informações de comunicação seguem um determinado formato, que é o protocolo ShockBurst. O formato original do protocolo ShockBurst possui apenas os campos Preâmbulo, Endereço, Payload e CRC.

Após nRF24L01+ , o protocolo ShockBurst é atualizado para um protocolo ShockBurst aprimorado. Adicionado campo de controle de pacotes. Adicionar o campo Controle de Pacotes traz os seguintes benefícios:

1. O comprimento do campo Payload pode ser descrito no campo Packet Control, e o comprimento de cada pacote de dados pode ser descrito.

2. A tag ID do pacote, ou seja, o Packet ID, é adicionada ao campo PacketControl, o que é conveniente para pós-processamento de dados.

3. Pode ser especificado se deve ou não retornar um caractere de confirmação (ACK) para confirmar se o pacote de dados enviado foi recebido.

Quando dois módulos nRF24L01/ nRF24L01+ se comunicam, o remetente enviará dados do pacote ao receptor com o protocolo ShockBurst aprimorado e, após receber o pacote, responderá um caractere de confirmação (ACK) ao remetente, para que um processo de envio normal seja concluído. .

Claro, existem duas outras situações que às vezes ocorrem neste processo:

1. Se o pacote de dados for perdido durante a transmissão, o receptor não retornará um ACK se não for recebido, e o remetente o reenviará após um período de tempo sem esperar pelo ACK.

2. Quando o pacote de dados é enviado, o receptor retorna um ACK ao remetente, mas o ACK é perdido. Da mesma forma, o remetente não espera o ACK para enviá-lo novamente após um período de tempo.