komunikacja SPI (radiówka nRF24L01)

Komunikacja SPI

(Wpis ten jest reaktywacją wpisu z 2017 r. Okazało się, że warto podzielić oryginalny wpis na dwie mniejsze części – jedna dotycząca komunikacji I2C, druga SPI właśnie).

Tutaj https://www.arduino.cc/en/reference/SPI można poczytać czym jest protokół SPI. Nam wystarczy, że jest to szybka komunikacja synchroniczna na krótki dystans, wykorzystująca przynajmniej 3 linie nazwane MISO, MOSI i SCK. Dodatkowo są jeszcze linie CE i SCN. Jeśli więc w jakimś module zobaczymy tak nazwane piny – to znak, że działa w standardzie SPI właśnie. 

Specjalne piny SPI w Arduino to MISO (12 w Arduino), MOSI (11 w Arduino) oraz SCK (13 w Arduin0). Inne piny – CE i CSN są dowolne cyfrowe (występuje różne nazewnictwo – SS to Slave Select i odpowiada CE, który musi działać jako OUTPUT, w odróżnieniu od CSN). W poniższym przykładzie wybrałem 9 i 10 – a dlaczego? okaże się to później (na kolejnych spotkaniach naszego koła). 

nRF24L01+

Bardzo fajny moduł (no i bardzo tani – około 5 zł, co w porównaniu do modułów Bluetooth jest 1/5 ceny) – ale najpierw trzeba wiedzieć, jak podłączać go do Arduino:

UWAGA: zasilanie VCC jest z przedziału 3.3V-3.6V – podłączając do Arduino 5V USZKODZISZ moduł.

Oprogramowanie? Ponownie jest kilka bibliotek, ja użyłem nRF24L01.h by TMRh20. Jak poprzednio – doinstalowujemy do naszego Arduino IDE i tworzymy program odbierający dane:

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

RF24 radio(9, 10);//CE, CS
const byte rxAddr[6] = "grzyb";

void setup()
{
  Serial.begin(9600);
  Serial.print("nRF24 INIT=");
  bool ok=radio.begin();
  Serial.println(ok);
  radio.openReadingPipe(0, rxAddr);
  
  radio.startListening();
}

char text[32];

void loop()
{
  if (radio.available())
  {
    radio.read(&text, sizeof(text));
    
    Serial.print("t=");
    Serial.print(millis()/1000);
    Serial.print("s, text=");
    Serial.println(text);
  }
}

W linii 6 nadalismy nazwę naszemu strumieniowi – dowolne 5 znaków, niekoniecznie musi być tak jak u mnie… Ale nadajnik też musi nadawać na tym samym „paśmie”:

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

RF24 radio(9, 10);//CE, CS

uint8_t rxAddr[6] = "grzyb";

void setup()
{
  Serial.begin(9600);
  Serial.print("nRF24 INIT=");
  bool ok=radio.begin();
  Serial.println(ok);
  printf_begin;
  radio.printDetails();
  radio.setRetries(15, 15);
  radio.openWritingPipe(rxAddr);
  
  radio.stopListening();
}

char text[] = "Fiza:         OK!";

void loop()
{
  radio.write(&text, sizeof(text));
  text[7]=48+rand()%10;  
  text[8]=48+rand()%10;
  text[9]=48+rand()%10;
  text[10]=48+rand()%10;
  text[11]=48+rand()%10;
  Serial.println(text);
  delay(3000);
}

Maksymalna długość jednorazowo przesłanego napisu wynosi 32 bajty, a inne ważne rzeczy – w dokumentacji (zachęcam do czytania). 

Problemy? Modyfikacje? 

Np. problem ze zrywaniem połączenia – ludzie piszą o niestabilnym napięciu z pinu 3.3V Arduino oraz o problemie z prądem (pin 3.3V może maksymalnie dać tylko 50mA), dlatego dodają dodatkowy kondensator (mały, np 4.7 μF, 10 μF) do zasilania modułu:

Mogą pojawić się też problemy z anteną, więc albo kupujemy moduł z „wypasioną antenką”:

albo samodzielnie robimy sobie antenkę:

Polecam zajrzeć tutaj aby poczytać o problemach i różnych sposobach ich rozwiązywania, a także o oprogramowywaniu tego moduły.

(c) K.G. 2017, 2019