Беспроводная передача данных между ардуино

Урок 26.4 Соединяем две arduino по радиоканалу через nRF24L01+

При создании некоторых проектов, требуется разделить выполняемые задачи между несколькими arduino.

В этом уроке мы научимся соединять две arduino по радиоканалу ISM диапазона, используя радио модуль nRF24L01+, на расстоянии до 100 м. Если использовать радио модули NRF24L01+PA+LNA, то расстояние между arduino можно увеличить до 1 км, не меняя код скетча.

Преимущества:

  • Отсутствие проводов между arduino.
  • Высокая скорость передачи данных, до 2 Мб/с. Выше чем у шин I2C и UART.
  • Полудуплексная связь. Режим работы модулей (приёмник / передатчик) можно менять в процессе их работы.
  • Высокая помехозащищенность. Данные в пакетах принимаются с проверкой CRC.
  • Контроль доставки данных. Приемник отправляет передатчику сигнал подтверждения приёма данных (без смены режима работы).
  • Возможность выбора одного из 128 каналов связи. Шаг каждого канала равен 1 МГц (от 2,400 ГГц до 2,527 ГГц).
  • Возможность одновременной работы до 6 передатчиков на одном канале.

Недостатки:

  • Модули nRF24L01+ работают в радиочастотном диапазоне ISM (Industrial, Scientific, Medical) 2,4 ГГц, на котором работают WiFi, Bluetooth и другие устройства, например радио телефоны и даже СВЧ печи. Эти устройства могут «глушить» некоторые каналы данного диапазона. Поэтому вблизи таких устройств дальность связи между модулями, на некоторых каналах, резко уменьшается. Увеличить дальность можно сменив канал связи на любой из 128 доступных модулям nRF24L01+.
  • При выборе скорости 2 Мб/с, задействуются сразу два канала (выбранный и следующий за ним).
  • Модули питаются от напряжения 3,3 В постоянного тока. Но их можно запитать от 5 В через адаптер nRF24L01+.

Нам понадобится:

  • Радио модуль nRF24L01+ х 2шт.
  • Адаптер к модулю nRF24L01+ х 2шт.
  • Arduino х 2шт.
  • Trema Shield х 2шт.
  • Trema Slider х 1шт.
  • Trema потенциометр х 1шт.
  • Trema четырехразрядный LED индикатор х 1шт.
  • Сервопривод x 1шт.
  • Набор проводов «мама-мама» для подключения радио модулей х 1 комплект.

Для реализации проекта нам необходимо установить библиотеки:

  • Библиотека RF24 (для работы с радио модулями nRF24L01+).
  • Библиотека iarduino_4LED, (для работы с Trema четырехразрядным LED индикатором).
  • Библиотеки SPI и Servo входят в стандартный набор Arduino IDE.

О том как устанавливать библиотеки, Вы можете ознакомиться на странице Wiki — Установка библиотек в Arduino IDE .

Видео:

Схема подключения:

Оба радио модуля nFR24L01+ подключены, через адаптер, к аппаратной шине SPI. Trema четырехразрядный LED индикатор подключён к цифровым выводам D2 и D3 (можно подключить к любым выводам Arduino). Сервопривод подключён к цифровому выводу D4 (можно подключить к любым выводам). Trema потенциометр и слайдер подключены к аналоговым входам A1 и A0 (можно подключить к любым аналоговым входам). Питание адаптера nFR24L01+ взято с контактов GND и Vcc (5 В).

Если Вы будете подключать модуль nFR24L01+ без адаптера, то модуль требуется запитать от напряжения 3,3 В постоянного тока.

Адаптер nRF24L01+ Arduino Uno Назначение
CE 9 (меняется в скетче) Выбор режима: приёмник / передатчик
CSN (CS/SS) 10 (меняется в скетче) Шина SPI — выбор устройства
SСK 13 (SCK) Шина SPI — линия тактирования
MO 11 (MOSI) Шина SPI — линия данных (от мастера к ведомому)
MI 12 (MISO) Шина SPI — линия данных (от ведомого к мастеру)
IRQ Не используется Прерывание

Алгоритм работы:

Передатчик:

При старте (в коде setup) скетч настраивает работу радио модуля в режим передачи данных, указывая номер канала, скорость передачи, мощность передачи и идентификатор трубы. После чего, постоянно (в коде loop), считывает показания с Trema потенциометра и Trema слайдера, сохраняя их в массив data, и отправляет его радио модулю для передачи.

Приёмник:

При старте (в коде setup) скетч настраивает работу радио модуля, указывая те же параметры что и у передатчика, но в режим приёма данных, а также инициирует работу с LED индикатором и сервоприводом. После чего, постоянно (в коде loop), проверяет нет ли в буфере данных, принятых радио модулем. Если данные есть, то они читаются в массив data, после чего значение 0 элемента (показания Trema слайдера) выводится на LED индикатор, а значение 1 элемента (показания Trema потенциометра) преобразуются в градусы и используется для поворота сервопривода.

Источник

Ардуино для начинающих. Урок 13. Беспроводная связь.

В этом уроке мы поговорим о беспроводной связи между двумя платами Arduino. Это может быть очень полезно для передачи команд с одной ардуино на другую, или обменом информации между вашими самоделками. Возможность беспроводной передачи данных открывает новые возможности в создании своих проектов.

В этом уроке мы будем использовать модули XBee. Принцип работы будет не сильно отличаться от других модулей для беспроводной связи, таких как радио модули, bluetooth и WiFi.

В этом уроке используется:

Отличный набор для начинающих: Купить
Arduino Uno: Купить
Модуль беспроводной связи XBee: Купить
USB адаптер для XBee: Купить
Шилд для Arduino Uno XBee: Купить
Потенциометры с колпачками 5 шт: Купить
Серво-привод: Купить

Беспроводная связь с модулями XBee

Для начала работы с модулями беспроводной связи XBee необходимо прошить сами модули. Каждому модулю необходимо дать свой уникальный идентификатор, идентификатор общей сети и сообщить идентификаторы модулей с которыми необходимо поддерживать связь.

Что бы прошить наши модули, необходимо подключить их к компьютеру, используя USB адаптер или специальный шилд для Arduino Uno. Так же для удобства необходимо скачать программу PuTTY и посмотреть к какому COM порту подключен ваш модуль. Подробнее этот процесс показан в видео выше, поэтому расписывать как это делать я не буду. В виде это все равно нагляднее :).

После прошивки всех модулей XBee можно приступать к программированию ардуино. Для примера мы сделаем так, что одна ардуина будет считывать показания с потенциометра и передавать их на другую. А вторая ардуинка будет принимать и использовать значения для поворота сервопривода. Вот скетч для первой Arduino к которой подключен потенциометр:

Как видите скетч очень прост. Все что он делает это: получает значение с потенциометра, переводит в значение от 0 до 9 для простоты и отправляет по serial соединению. Следующий скетч тоже очень прост:

На этом все! Вот так мы очень просто организовали общение между двумя платами Arduino по воздуху. Позже в другой статье мы рассмотрим передачу данных по радио каналам, по блютус и вайфай.Но это будет уже не в рамках обучающего курса.

1 комментарий

Непонимаюю!
Каким образом єто работает?

Источник

Arduino и NRF24L01 в одной плате. Первое знакомство

Привет хабровчане! Не так давно попалась мне в руки пара плат Arduino Nano со встроенным модулем NRF24L01, которые оказались достойной заменой популярной связки Arduino Nano + NRF24L01. Модуль NRF24L01 часто используется в различных проектах для обеспечения надежной беспроводной передачи данных. Небольшая цена, низкая задержка и энергопотребление, а также возможность выбора до128 каналов связи дает NRF24L01 преимущество перед другими радиочастотными модулями, такими как wifi, bluetooth, Zigbee и т.д.

В данной статье хочу поделиться с вами своим первым опытом работы как с Arduino RF, так и с NRF24L01 в целом.

Изображенную выше плату можно приобрести на Aliexpress. Данная плата является аналогом следующей схемы:

Для тестирования схемы я использую библиотеку RF24. В рамках данного обзора я рассмотрю:

передачу данных между платами Arduino RF;

передачу данных между Arduino RF и Raspberry Pi;

сравнение со связкой Arduino + модуль NRF24L01.

Передача данных между платами Arduino RF

Обе платы Arduino RF подключаются к портам одного ноутбука. Для работы с платами я использую среду Arduino Studio, в которой выполняю следующие настройки:

Tools -> Boards-> Arduino AVR Boards -> Arduino Nano

Tools -> Processor -> ATmega328P (Old Bootloader)

Tools -> Managie Libraries -> «RF24» -> установка последней версии библиотеки RF24 by TMRh20 ( у меня версия 1.4.1). Также понадобятся библиотеки SPI.h и printf.h

работа с разными портами в Arduino Studio

Если у вас есть проблема одновременного открытия двух окон SerialMonitor, в которые выводится информация от двух Arduino, подключенных к разным портам, нужно сначала запустить ArduinoStuio в обычном режиме и отобразить информацию с одного порта, а потом запустить среду ArduinoStuio в режиме «от администратора» и отобразить информацию с другого порта.

Для проверки плат использовался пример, поставляемый с библиотекой RF24, который нужно загрузить на обе платы Arduino.

Files -> Examples -> GettingStarted

код программы GettingStarted.ino

В рамках данного примера, одна плата настраивается как передатчик, а другая как получатель. В моем случае пины CE и CSN указываемые в конструкторе RF24 radio(CEpin, CSNpin) были 7 и 8 соответственно. После загрузки скетча на плату, в Serial monitor выводится строка:

Which radio is this? Enter ‘0’ or ‘1’. Defaults to ‘0’

Ввожу «1» в окошке отправителя и «0» в окошке получателя. После вывода следующей строки

*** PRESS ‘T’ to begin transmitting to the other node

выбираю «T» для настройки одной из Arduino как отправителя и «R» как получателя.

После выполнения вышеописанных настроек, получился следующий результат (время передачи пакета и пакет с числом 0.0, увеличивающимся с шагом 0.01):

Время передачи в среднем заняло всего 552 микросекунды

Передача данных между Arduino RF и Raspberry Pi

Далее пусть в качестве передатчика снова выступает микроконтроллер Arduino Nano RF, а в качестве приемника — Raspberry Pi 4 с модулем NRF24L01, подключённым по следующей схеме:

Для настройки Raspberry в качестве приемника, я выполнила следующие шаги:

Для удаленного подключения к Raspberry, определяю IP адрес Raspberry с помощью программы Aadvanced Ip scanner (альтернативный способ — через список подключенных устройств на странице роутера).

С помощью Putty, подключаюсь к Raspberry по ssh, указывая Ip адрес Raspberry и порт 22 (по умолчанию логин «pi», пароль «raspberry» ).

P.S. Для удобства работы через графический интерфейс, можно скачать программу VNCviewer, после чего ввести в консоль Raspberry команду vncserver.

В консоли Raspbrry для настройки SPI выполняю следующую команду

В появившемся окне выбираю 5. Interfacting options -> SPI -> Enabledtparam=spi=on

Изначально, моя Raspberry Pi поставлялась в комплекте с дисплеем, подключаемым к тем же портам, что и NRFL01 модуль. После того, как дисплей убран, нужно отредактировать файл boot/config.txt , закоментировав строки, относящиеся к дисплею. В моем случае незакоментированной осталась только строка

Перезагружаюсь и обновляюсь

Далее устанавливаю библиотеку RF24 (например по инструкции на github или medium)

установка библиотиеки RF24 на Raspberry

Install prerequisites if there are any (MRAA, LittleWire libraries, setup SPI device etc)

Make it executable

Run it and choose your options

Run an example from one of the libraries

Edit the gettingstarted example, to set your pin configuration

В качестве примера также использую файл gettingstarted.py, после выполнения которого выбираю номер модуля «1» и режим «R».

код программы gettingstarted.py

Получился аналогичный предыдущему пункту результат (на изображении показан вывод в IDE ArduinoStudio и Thonny):

В данном случае время передачи одного из пакетов значительно выше. Такая ситуация повторилась несколько раз.

Сравнение со связкой Arduino Leonardo + модуль NRF24L01

Данный краткий обзор был бы совсем кратким, не выполни я пример gettingstarted на стандартной связке Arduino + NRFL01 и Raspberry + NRFL01

Схема подключения NRFL01 к Arduino Nano изображена в посте выше. У меня не было под рукой Arduino Nano, но была Arduino Leonardo, у которой SPI пины вынесены сбоку платы.

В конце поста, также покажу результат передачи информации о расстоянии до объекта, полученной с помощью имеющегося в наличии ультразвукового датчика, подключенного по схеме ( как подключается NRF24L01 модуль показано выше):

код Arduino US.ino

Результат выполнения показан ниже. Время передачи значительно выше. С ходу не хватает знаний понять, почему так вышло и как улучшить результат.

Заключение

К сожалению мне сходу не удалось найти в интернете подробных гайдов по работе с Arduino RF, поэтому пришлось пару недель повозиться. Знакомство с библиотекой Mirf как-то сразу не задалось. После многих попыток разобраться в теме, получился вот такой вот гайд. Оказалось, что работать с Arduino RF интересно и не так уж и трудно. Надеюсь что мой опыт пригодится новичкам и желающим построить какой-либо проект на базе Arduino RF. Также хочу выразить благодарность авторам постов про NRF24L01, которых набралось уже не мало :)

Источник

Adblock
detector