Sử dụng Module NRF24L01 - Thu phát sóng vô tuyến 2.4GHz với Arduino

I. Giới thiệu

Chắc hẳn trong các bạn ai cũng đã từng có một dự án nào đó liên quan tới truyền tín hiệu không dây và chắc các bạn đã từng làm việc với các module radio frequence 433Mhz như trong hai bài viết rất nổi tiếng trên Cộng đồng:

• Truyền tín hiệu với module radio frequence 433Mhz.
• Một cách tiếp cận khác với sóng vô tuyến 315 hay 433Mhz.

Nếu như đã làm việc với các module này thì không ít trong các bạn có thể đã gặp nhiều vấn đề khó giải quyết liên quan tới xung đột thư viện (như tôi ). Ngoài ra các module này có khoảng cách thu phát sóng khá ngắn (khoảng 30m nếu đã hàn thêm anten), lại không thể thu phát hai chiều. Vì những lý do trên, tôi đã tìm kiếm một loại module không dây khác để thay thế cho các module 433Mhz nhằm khắc phục các điểm yếu trên. Tìm kiếm trên mạng tôi đã tìm được loại module NRF24L01 sử dụng sóng 2.4Ghz tạm thời giải quyết được khá ổn những điểm yếu của module 433Mhz.

II. Module NRF24L01

Các bạn có thể dễ dàng tìm kiếm thông số của module này trên internet. Tôi xin giới thiệu sơ qua một số đặc điểm mà tôi quan tâm như sau:

• Khoảng cách thu phát khoảng 100m (với điều kiện trống trải), khoảng 30-50m (trong nhà). Với một số phiên bản đặc biệt ví dụ như loại NRF24L01+ thì khoảng cách có thể lên tới 1km. Khá thích hợp cho các bộ điều khiển cầm tay.
• Có anten sẵn trên bảng mạch rất tiện và đẹp.
• Có khả năng truyền tín hiệu 2 chiều. Tức là một module vừa có thể là transmitter vừa có thể là receiver. Khác biệt so với loại 433Mhz là phải có 2 module riêng biệt.
• Giá thành thấp khoảng 10k VNĐ/cái (tôi mua trên Aliexpress.com) tức rẻ hơn module 433Mhz một chút.
• Ít gặp sự cố (hiện tại tới lúc này ).

III. Phần cứng

• 02 mạch Arduino.
• 02 module NRF24L01.
• 01 quang trở.
• 01 led siêu sáng và 1 điện trở 330ohm
• Test board và dây nối.

IV. Lắp mạch

1. Cách nối mạch với các mạch Uno, Nano, Promini, Leonardo,...

Tôi chỉ nói về cách nối module NRF24 với Arduino (Uno, Nano, Promini, Leonardo,...):

2. Cách nối mạch với các dòng Mega

Lưu ý

Phần code các bạn nhớ đổi RF24 radio(9, 10) thành RF24 radio(9, 53) nhé.

Đóng góp bởi Trương Trọng Thân

V. Lập trình

Trong bài này tôi xin lấy ví dụ là sử dụng NRF24 để truyền tín hiệu về độ sáng, hiển thị trên máy tính và điều khiển led. Có rất nhiều ví dụ trên internet về các thư viện dành cho NRF24 (cùng có tên là RF24) tuy nhiên, tôi gặp một chút khó khăn khi viết code cho receiver với các thư viện đó. Sau này tôi đã tìm được một thư viện có thể sử dụng khá đơn giản. Trong thư viện còn có một vài ví dụ cho chúng ta tham khảo. Thư viện đó các bạn có thể download tại đây: https://yadi.sk/d/CXjuENmaEEwun (mirror) nó có tên là RF24.rar (ngoài ra còn rất nhiều thứ hữu ích khác trong kho dữ liệu của tác giả ).

Đoạn code của tôi như sau:

Dành cho transmitter:

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

const uint64_t pipe = 0xE8E8F0F0E1LL; // địa chỉ để phát
RF24 radio(9,10); //thay 10 thành 53 với mega
byte msg[3];
const int sensor = A0;
int value = 0;

void setup(){ 
  //============================================================Module NRF24
  radio.begin();                     
  radio.setAutoAck(1);               
  radio.setRetries(1,1);             
  radio.setDataRate(RF24_1MBPS);    // Tốc độ truyền
  radio.setPALevel(RF24_PA_MAX);      // Dung lượng tối đa
  radio.setChannel(10);               // Đặt kênh
  radio.openWritingPipe(pipe);        // mở kênh
  pinMode(sensor, INPUT);
}

void loop(){
  value = analogRead(sensor);
  msg[0] = value / 4;
  radio.write(&msg, sizeof(msg));
  delay(50);
}

Dành cho receiver

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

const uint64_t pipe = 0xE8E8F0F0E1LL; // địa chỉ phát
RF24 radio(9,10);//thay 10 thành 53 với mega
byte msg[3];
const int led = 3;
int led_st = 0;

void setup(){
  Serial.begin(9600);
  radio.begin();                     
  radio.setAutoAck(1);              
  radio.setDataRate(RF24_1MBPS);    // Tốc độ dữ liệu
  radio.setChannel(10);               // Đặt kênh
  radio.openReadingPipe(1,pipe);     
  radio.startListening();            
  pinMode(led, OUTPUT);
}

void loop(){
  if (radio.available()){
    while (radio.available()){
      radio.read(&msg, sizeof(msg));
      Serial.println(msg[0]);
      analogWrite(led, msg[0]);
    }
  }
}

VI. Kết luận

Module NRF24 tương đối dễ sử dụng, làm việc ổn định, giá thành thấp, khoảng cách truyền xa, ít bị cản trở bởi vật cản (tường, cửa ...). Tôi đã thấy trong diễn đàn có video giới thiệu về chiếc xe điều khiển từ xa của một thành viên nào đó, tuy nhiên lại không thấy có bài viết giới thiệu về loại module này nên đã viết bài, mong nhận được nhiều ý kiến góp ý của các bạn để tôi được biết thêm nhiều về lập trình Arduino (bởi vì tôi cũng chỉ là người mới học lập trình) !

Chúc các bạn năm mới 2016 nhiều sức khỏe, hạnh phúc, may mắn, thành công và có nhiều dự án hay chia sẻ cho cộng đồng! Chúc Cộng đồng ngày một lớn mạnh, là nơi giao lưu học hỏi giữa mọi người đam mê Arduino!

VII. Một số vấn đề có thể gặp phải

Các anh cho em hỏi: Tại sao khi em truyền tín hiệu giữa hai module rf thì module 2 không nhận được tín hiệu từ module 1. Như vậy là lỗi do đâu? Code thì không bị lỗi và mạch cũng không bị sai.

Đáp: Bạn thử lắp thêm 1 con tụ 10uF vào giữa chân 3.3v và GND của 2 modules xem có được không, nhớ chú ý cực. Hồi trước mình cũng bị như bạn, thêm con tụ vào là chạy ngon lành.

Đóng góp bởi NTP_PRO