Introduction au principe du module nRF24L01/nRF24L01+

Le module nRF24L01 offre un moyen de communication très efficace et peu coûteux, le module nRF24l01 est en fait un module émetteur-récepteur radio, qui fonctionne sur la fréquence 2,4 GHz. Ce module a la capacité d'envoyer et de recevoir des données simultanément et peut être utilisé dans divers projets IOT pour créer des connexions sans fil. En montrant, c'est un très petit module, mais sa fonctionnalité est étonnante.

Modules nRF24L01/nRF24L01+

Le nRF24L01 est une puce émetteur-récepteur sans fil monopuce produite par Nordic Semiconductor. Sa bande de fréquence radio est comprise entre 2,4 GHz et 2,5 GHz. Cette bande de fréquences appartient également à l’open ISM (Industriel, Scientifique et Médical) sans licence que nous avons évoqué précédemment. bande de fréquence. Le module conçu autour de cette puce est notre module commun nRF24L01. Il existe de nombreux types de modules de ce type, tels que le module nRF24L01, le module nRF24L01+ , le module nRF24L01+ PA/LNA.

Ils sont en fait similaires, nRF24L01+  est une version améliorée de la puce nRF24L01. Le nRF24L01 ne prend en charge que les taux de transmission de 1 Mbps et 2 Mbps, tandis que le nRF24L01+ prend également en charge un taux de transmission de 250 Kbps. Le module nRF24L01+ PA/LNA est un module de signal d'antenne externe qui intègre l'amplification de l'émetteur-récepteur sur la base du module nRF24L01+, ce qui augmente la distance de transmission du module. Dans un environnement ouvert, la distance de transmission maximale du module nRF24L01/nRF24L01+ utilisant l'antenne PCB intégrée n'est que de 100 mètres, tandis que le module PA/LNA peut atteindre 1 000 mètres.

Comment fonctionnent les modules nRF24L01/nRF24L01+

Le module nRF24L01/nRF24L01+ transmet et reçoit sur une fréquence spécifique, appelée canal. Un ou plusieurs modules doivent communiquer entre eux sur la même fréquence. Cette fréquence doit donc être comprise entre 2,4 GHz et 2,5 GHz, plus précisément entre 2 400 MHz et 2 525 MHz. Puisque la bande passante du canal (bande passante) occupée par chaque fréquence est d'au plus 1 MHz, dans la même plage, si la bande passante est de 1 MHz, théoriquement 125 fréquences indépendantes peuvent être utilisées.

Le module nRF24L01/nRF24L01+ fournit une fonction native de transmission multiple et de réception unique, c'est-à-dire que plusieurs expéditeurs peuvent envoyer à un récepteur, mais le nombre maximum d'expéditeurs est de 6. Chaque canal physique (canal) est divisé en 6 données logiques logicielles. canaux (Data Pipes), chaque canal de données a sa propre adresse de configuration.

Le module nRF24L01/nRF24L01+ au centre peut recevoir simultanément des messages de 6 autres modules nRF24L01/nRF24L01+, et peut également arrêter de recevoir et devenir un module d'envoi à tout moment pour envoyer des messages à d'autres modules, mais le processus d'envoi ne peut pas être simultané, un seul canal de données à la fois.

Protocole ShockBurst amélioré

Lorsque le module nRF24L01/nRF24L01+ communique, les informations de communication suivent un certain format, qui est le protocole ShockBurst. Le format de protocole ShockBurst d'origine ne comporte que les champs Préambule, Adresse, Charge utile et CRC.

Après nRF24L01+ , le protocole ShockBurst est mis à niveau vers un protocole ShockBurst amélioré. Ajout du champ Contrôle des paquets. L'ajout du champ Contrôle des paquets présente les avantages suivants :

1. La longueur du champ Payload peut être décrite dans le champ Packet Control, et la longueur de chaque paquet de données peut être décrite.

2. La balise ID du package, c'est-à-dire l'ID du paquet, est ajoutée au champ PacketControl, ce qui est pratique pour le post-traitement des données.

3. Il peut être spécifié s'il faut ou non renvoyer un caractère d'accusé de réception (ACK) pour confirmer si le paquet de données envoyé est reçu.

Lorsque deux modules nRF24L01/ nRF24L01+ communiquent, l'expéditeur enverra des données par paquets au récepteur avec le protocole ShockBurst amélioré, et après avoir reçu le paquet, il répondra un caractère d'accusé de réception (ACK) à l'expéditeur, afin qu'un processus d'envoi normal soit terminé. .

Bien entendu, deux autres situations surviennent parfois dans ce processus :

1. Si le paquet de données est perdu pendant la transmission, le destinataire ne renverra pas d'ACK s'il n'est pas reçu, et l'expéditeur le renverra après un certain temps sans attendre l'ACK.

2. Lorsque le paquet de données est envoyé, le destinataire renvoie un ACK à l'expéditeur, mais l'ACK est perdu. De la même manière, l'expéditeur n'attend pas l'ACK pour le renvoyer après un certain temps.