ارتباط بی سیم بین دو آردوینو با ماژول NRF24L01

در بعضی از پروژه ها، سنسور و آردوینو در محیطی قرار میگیرند که رفتن به آنجا و خواندن آن مقادیر سخت و گاهی نا ممکن است. به عنوان مثال جایی خطرناک یا جایی که امکان انتقال سیم وجود ندارد. در این چنین شرایط هایی ما باید داده ها را از طریق ارتباط بی سیم به مکانی دیگر منتقل کنیم.

برای این آموزش، ما از یک سنسور فشار و دما BMP280 متصل به یک آردوینو استفاده می کنیم و سپس از یک ماژول رادیویی 2.4 گیگاهرتز استفاده میکنیم تا داده ها را به آردوینو دوم که یک ماژول رادیویی 2.4 گیگاهرتز دیگر به آن متصل است در فاصله ای دورتر منتقل کنیم. این فاصله با توجه به دیوارهای بین آن باید کمتر از حدود 50 متر باشد.

در این پروژه یک آردوینو از طریق ارتباط I2C به BMP280 متصل است و NRF24L01 از طریق SPI به آن متصل است. در این قسمت داده های فشار و دما از سنسور به آردوینو داده میشود و سپس از طریق ماژول رادیویی به آردوینو دیگر فرستاده میشود. آردوینو دیگر با استفاده از ماژول رادیویی داده ها را دریافت میکند و روی سریال مانیتور نمایش میدهد. شما میتوانید از ال سی دی نیز استفاده کنید تا داده ها را روی آن نشان دهید. ماژول رادیویی NRF24L01 دو طرفه است یعنی هم میتواند چیزی را بفرستد و هم دریافت کند.

ماژول فشار سنج BMP280

محدوده فشار 300hPa تا 1100hPa را اندازه گیری میکند که حدود 10 متر زیر سطح دریا تا ارتفاع 9 کیلومتر است. بین 950hPa و 1050hPa، دقت ارتفاع +/-1m است که بسیار عالی است. در برخی از ماژول ها، آدرس I2C 0x77 و در برخی دیگر، 0x76 است.

جدول زیر اتصالات بین ماژول فشار سنج BMP280 با آردوینو را نشان میدهد.

ماژول رادیویی NRF24L01

NRF24L01 یک گیرنده و فرستنده رادیویی است که با پروتکل SPI کار میکند. این ماژول محبوب قادر به ارسال و دریافت داده در باند ISM 2.4 گیگاهرتز است (ISM مخفف عبارت Industrial, Scientific & Medical) است. این همان باندی است که توسط بلوتوث و وای فای استفاده می شود و نیازی به مجوز ندارد زیرا کم مصرف است.

اتصالات بین آردوینو و ماژول رادیویی NRF در جدول زیر آورده شده است.

مدار اتصال دو آردوینو بیسیم

اینها قطعاتی هستند که برای ساختن نمونه پروژه زیر نیاز دارید:

• 2 * آردوینو Uno
• 2 * ماژول فرستنده گیرنده NRF24L01
• سنسور فشار سنج BMP280
• برد بورد
• سیم های جامپر

هنگامی که قطعات را در اختیار دارید، همه چیز را به دنبال شماتیک زیر متصل کنید.

نصب کتابخانه ها

چند کتابخانه مورد نیاز است:

• #include <SPI.h>
• #include <nRF24L01.h>
• #include <RF24.h>
• #include <Adafruit_BMP280.h>

نکاتی در مورد کد

• تابع sizeof() اندازه متغیر را تشخیص میدهد.
• شما باید یک نوع داده را ارسال و دریافت کنید.
• بیشتر از ظرفیت هر متغیر در آن نریزید.
• اگر از یک آرایه استفاده می‌کنید، می‌توانید چندین قطعه داده را در یک پیام ارسال کنید به شرط اینکه از محدودیت 32 بایت عبور نکنید. شما می توانید هر نوع داده ای مانند رشته کاراکتر، اعداد صحیح یا اعداد اعشاری را ارسال کنید. فقط مطمئن شوید که گیرنده انتظار دارد همان نوع داده را بگیرد. در مثال ما، چون 3 مقدار اعشاری می خواهیم، ​​از یک آرایه دارای 3 داده اعشاری استفاده می کنیم. حداکثر طول یک پیام 32 بایت است. بنابراین 3 عدد اعشاری به 12 بایت نیاز دارند که فضای زیادی را اشغال نمیکند.
• تمام پین ها به جز CE و CSN باید همانطور که در جدول ها داده شده سیم کشی شوند.

جهت کسب اطلاعات بیشتر، مقاله متغیر های آردوینو را مشاهده کنید.

کد آردوینو Master برای ارسال بی سیم داده ها

کد کامل در فایل دانلودی انتهای صفحه قرار داده شده است. در اینجا قسمت های مهم کد را توضیح میدهیم.

• float QNH = 1022.67; کلمه QNH یک اصطلاح هوانوردی است. این یک ضریب تصحیح است که وقتی روی یک ارتفاع سنج اعمال می شود، به آن اجازه می دهد تا ارتفاع بالاتر از سطح دریا را در مکان فعلی به دقت بخواند.
• nrf.openWritingPipe(linkAddress); یکی از 125 کانال را آغاز می کند. فرستنده و گیرنده باید آدرس یکسانی داشته باشند.
• nrf.setPALevel(RF24_PA_HIGH); سطح توان فرستنده را تنظیم می کند. اگر برق 3.3 ولتی شما از طریق سیم های بلند باشد، ممکن است باعث مشکلات ناپایداری شود. بهتر است یک خازن 100uF در مسیر آن قرار دهید.
• nrf.stopListening(); به ماژول می گوید که به عنوان یک فرستنده رفتار کند و برعکس، nrf.startListening(); به آن می گوید که مانند یک گیرنده رفتار کند.
• داده هایی که قرار است ارسال شوند روی سریال مانیتور چاپ می شوند (در صورت اتصال) و همچنین به گیرنده ارسال می شوند. خطوط Serial.write(0xC2); Serial.write(0xB0); یک علامت درجه را به مانیتور سریال ارسال میکند. اگر از LCD استفاده می کنید، می توانید این کار را با lcd.print((char) 223);  انجام دهید.
• nrf.write(data, sizeof(data)); محتویات آرایه داده را منتقل می کند. توجه داشته باشید که ماژول باید بداند چند بایت ارسال می شود و sizeof() آن مقدار را اعلام میکند.

کد آردوینو برای Slave گیرنده داده ها

بیشتر کدها بسیار شبیه به کد Master هستند، اما nrf.openReadingPipe(0, linkAddress); یکی از 6 خط را راه اندازی می کند. فرستنده و گیرنده باید آدرس یکسانی داشته باشند. توجه داشته باشید که در اینجا یک پارامتر اضافی وجود دارد که تعیین می کند کدام خط برای خواندن استفاده می شود.

اگر همه چیز به درستی سیم‌کشی شده باشد، پنجره سریال مانیتور آردوینو گیرنده باید موارد زیر را نشان دهد:

اگر سوالی دارید یا در تنظیمات این پروژه مشکل دارید، حتماً در زیر نظر بگذارید.

برای دانلود فایل ها باید حساب کاربری داشته باشید ثبت نام / ورود