NRF24L01 커뮤니케이션 칩의 기능 및 응용 프로그램 탐색
2024-04-25 2419

NRF24L01 Nordic Company가 개발 한 2.4G 통신 칩입니다.저전력 소비, 저렴한 비용 및 고속의 특성을 지니고 있으며 데스크탑 컴퓨터 제품 및 스마트 장치의 적용을위한 더 나은 솔루션을 제공 할 수 있습니다.이 기사는 제조업체, 구조, 응용 프로그램, 작업 모드 및 작업 원칙에서 소개합니다.

NRF24L01은 2.4GHz에서 2.5GHz의 ISM 주파수 대역을 위해 특별히 설계된 새로운 모 놀리 식 RF 트랜시버입니다.Crystal Oscillator, 주파수 합성기, 전력 증폭기 및 변조기와 같은 여러 기능 모듈을 통합하고 Advanced Shockburst 기술을 채택합니다.SPI 인터페이스를 통해 NRF24L01은 5V 마이크로 컨트롤러와 통신하여 출력 전원, 채널 선택 및 프로토콜 설정을 SPI 인터페이스를 통해 구성 할 수 있습니다.이는 NRF24L01이 거의 모든 종류의 마이크로 컨트롤러 칩에 연결하여 무선 데이터 전송 기능을 달성 할 수 있음을 의미합니다.

- NRF24L01P-R7

- NRF24L01P-T

- SI4455-C2A-GM

- SI4455-B1A-FMR

- SI4455-B1A-FM

NRF24L01은 북유럽 반도체에 의해 제조됩니다.원래 Nordic VLSI로 지명 된 Nordic Semiconductor는 운이 좋은 반도체 회사입니다.이 회사는 2.4GHz ISM 대역을위한 초고속 전력 성능 무선 시스템 및 연결 장치를 전문으로하며 전력 소비와 비용은 주요 초점 영역입니다.북유럽 반도체의 최종 사용자 애플리케이션은 무선 휴대 전화 액세서리, 마우스 및 키보드, 무선 의료, ​​소비자 전자 장치, 스마트 스포츠 장치, 원격 컨트롤, 무선 게임 컨트롤러, 무선 음성 오디오 애플리케이션 (예 : 음성 IP), 보안 및 토이입니다.

NRF24L01의 블록 다이어그램은 위에 나와 있습니다.마이크로 컨트롤러 제어의 관점에서 볼 때 CSN, SCK, MISO, MOSI, IRQ 및 CE와 같은 6 개의 제어 신호 포트에주의를 기울이면됩니다.

- VoIP 헤드셋

- 활성 RFID

- 게임 컨트롤러

- 무선 PC 주변 장치

- 스포츠 시계 및 센서

- 자산 추적 시스템

- 마우스, 키보드 및 리모컨

- 초 전력 센서 네트워크

- 가정 및 상업 자동화

- 고급 미디어 센터 리모컨

- 소비자 전자 제품을위한 RF 리모컨

두 가지 NRF24L01 커뮤니케이션이 다음 세 가지 조건을 충족해야합니다.

- 채널이 동일합니다 (채널 레지스터 RF_CH 설정).

- 주소는 동일합니다 (set tx_addr 및 rx_addr_po와 동일).

- 매번 보내고 받고 수신 한 바이트 수는 동일합니다 (채널의 유효 데이터 너비가 n으로 설정된 경우 매번 전송 된 바이트 수는 N이어야합니다. 물론 N이어야합니다.<=32).

NRF24L01 무선 통신 모듈은 전원 다운 모드, 대기 모드 및 데이터 패킷 처리 모드를 포함한 다양한 작업 모드로 설정할 수 있습니다.각 모드의 기능과 작동은 다음과 같습니다.

전원 다운 모드에서는 현재 소비를 최소로 유지하기 위해 NRF24L01의 각 기능이 꺼집니다.전원 다운 모드에 들어간 후 NRF24L01은 작동을 중지하지만 레지스터 내용은 변경되지 않습니다.전원 다운 모드는 레지스터의 PWR_UP 비트에 의해 제어됩니다.

대기 모드 I은 빠른 시작을 보장하면서 평균 시스템 소비 전류를 줄입니다.대기 모드 I에서 크리스탈은 정상적으로 작동합니다.대기 모드 II에서 일부 클럭 버퍼는 작동 모드에 있습니다.송신기 쪽의 TX FIFO 레지스터가 비어 있고 CE가 높으면 대기 모드 II로 들어갑니다.대기 모드에서 레지스터 구성 단어의 내용은 변경되지 않습니다.

NRF24L01 패킷 처리 모드에는 Shockburst 모드 및 향상된 충격 버스트 모드가 포함됩니다.

Shockburst 모드에서 NRF24L01은 저렴한 저속 MCU에 연결할 수 있습니다.고속 신호 처리는 Chip의 내부 RF 프로토콜에 의해 처리되는 반면, 데이터 전송은 MCU 자체의 인터페이스 속도에 따라 SPI 인터페이스를 통해 수행됩니다.Shockburst 모드는 무선 섹션에서 고속 통신을 유지하면서 MCU와의 저속 통신을 허용함으로써 통신의 평균 전류 소비를 줄입니다.

향상된 충격 버스트 모드는 양방향 링크 프로토콜의 실행을보다 단순하고 효율적으로 만듭니다.일반적인 양방향 링크에서 발신자는 데이터를 수신 한 후 최종 장치에 답변 신호를 보내도록 요청하여 발신자가 데이터 손실 여부를 감지 할 수 있습니다.데이터 손실이 발생하면 Retransmit 기능에 의해 손실 된 데이터가 복구됩니다.향상된 ShockBurstTM 모드는 MCU의 워크로드를 증가시키지 않으면 서 답변 및 재전송 기능을 모두 제어합니다.

데이터를 전송할 때 먼저 NRF24L01을 전송 모드로 구성합니다.다음으로, 우리는 수신 노드 주소 TX_ADDR 및 유효한 데이터 TX_PLD를 SPI 포트를 통해 NRF24L01의 버퍼 영역에 순서대로 작성합니다.CSN이 낮은 동안 TX_PLD는 지속적으로 작성되어야하며 TX_ADDR은 전송할 때 한 번만 작성하면됩니다.그런 다음 CE를 높이 설정하고 최소 10 마이크로 초 동안 높게 유지 한 다음 130 마이크로 초 지연 후 데이터 전송을 시작합니다.Auto-Answer가 활성화되면 NRF24L01은 승인 신호를 수신하기 위해 데이터를 전송 한 직후 수신 모드에 들어갑니다 (자동 답변 수신 주소는 수신 노드 주소 TX_ADDR과 일치해야합니다).응답이 접수되면 커뮤니케이션이 성공적인 것으로 간주되고 TX_DS 플래그는 높게 설정되며 TX_PLD는 TX FIFO에서 지워집니다.답장이 접수되지 않으면 NRF24L01은 데이터를 자동으로 재전송합니다 (자동 재전송이 활성화 된 경우).Retransmission (ARC)이 상한에 도달하면 Max_RT 플래그가 높게 설정되고 TX FIFO의 데이터가 재전송을 위해 유지됩니다.max_rt 또는 tx_ds 플래그가 높게 설정되면 IRQ가 지워지고 MCU에 알리기 위해 인터럽트가 생성됩니다.마지막으로, 전송이 성공하고 CE가 낮은 경우 NRF24L01은 유휴 모드 1에 들어갑니다. 전송 스택에 데이터가 있고 CE가 높으면 다음 전송을 입력하십시오.전송 스택에 데이터가없고 CE가 높으면 유휴 모드 2로 들어갑니다.

데이터를 수신 할 때 먼저 NRF24L01을 수신 모드로 구성합니다.그런 다음 130 마이크로 초가 지연되어 수신 상태에 들어가 데이터가 도착하기를 기다립니다.수신기가 유효한 주소와 CRC를 감지하면 데이터 패킷을 RX FIFO에 저장하고 인터럽트 플래그 비트 RX_DR 높음을 설정하여 IRQ를 낮추고 인터럽트를 생성하고 MCU가 데이터를 읽도록 통지합니다.이 시점에서 자동 답변 함수가 활성화되면 수신기는 전송 상태에 동시에 입력하고 응답 신호를 다시 보냅니다.마지막으로 리셉션이 성공하고 CE가 낮아지면 NRF24L01은 유휴 모드 1에 들어갑니다.

먼저, 모듈 A와 모듈 B는 동일한 채널에 설정해야하며 모듈 A의 전송 데이터 길이가 모듈의 수신 데이터 길이와 동일해야합니다. 그러면 모듈 B에 대해 수신 주소 ADDR_B를 구성합니다.다음으로 모듈 A가 ADDR_B로 전송 주소를 구성하여 모듈 A가 보낼 때 모듈 B가 데이터를 올바르게 수신 할 수 있도록 구성하십시오.

실제로, 모듈 B에 대해 구성된 수신 주소 ADDR_B는 다중 수신 데이터 채널 중 하나 일뿐입니다.모듈에는 일반적으로 6 개의 수신 채널이 있습니다. 즉, 모듈 B는 동시에 6 개의 다른 모듈에서 데이터를 수신 할 수 있습니다.물론, 모듈 B는 동시에 동일한 채널에서 데이터를 전송하면 간섭이 발생할 수 있기 때문에 동시에 데이터를 동시에 전송할 수 있습니다.

결론적으로, NRF24L01은 프로젝트를 위해 저비용 트랜시버 RF 모듈을 구축하려는 경우 신뢰할 수있는 솔루션입니다.장치에 대한 추가 설명이나 프로젝트에 통합하는 방법이 필요한 경우 저희에게 연락하십시오.

2.4GHz 대역을 사용하며 250kbps에서 최대 2Mbps의 바드 속도로 작동 할 수 있습니다.열린 공간에서 사용되면 보드 속도가 낮은 경우 범위는 최대 100 미터에 도달 할 수 있습니다.

NRF24L01은 초 전력 무선 애플리케이션을 위해 설계된 내장 된베이스 밴드 프로토콜 엔진 (Enhanced Shockburst ™)이있는 단일 칩 2.4GHz 트랜시버입니다.NRF24L01은 2.400-2.4835GHz의 월드 와이드 ISM 주파수 대역에서 작동하도록 설계되었습니다.

실제로 비슷합니다. NRF24L01+는 업그레이드 된 NRF24L01 칩입니다.NRF24L01은 1Mbps 및 2Mbps 전송 속도 만 지원하는 반면 NRF24L01+는 250kbps 전송 속도도 지원합니다.

그러나 때로는 Wi -Fi 또는 Bluetooth를 사용할 필요없이 보내거나받을 수 있기를 원할 수도 있습니다. 그렇다면 NRF24L01이 좋은 선택이 될 것입니다.다른 것과 달리 무선 웨이브를 사용하여 모듈간에 통신합니다.