آموزش راه اندازی ماژول فرستنده و گیرنده +NRF24L01 با آردوينو

ارتباط بيسيم دو يا چند برد آردوينو در بسياري از كاربرد‌هاي صنعتي نظير مانيتور كردن داده سنسور‌ها، كنترل ربات‌ها، اتوماسيون خانگي و … مورد نياز خواهد بود. يك راه حل ارزان قيمت و مطمئن براي ايجاد ارتباط RF دو طرفه استفاده از ماژول +nRF24L01 که یک ماژول فرستنده-گیرنده تولید شرکت Nordic Semiconductor است.

ماژول فرستنده-گيرنده +NRF24L01  يكي از ارزان قيمت‌ترين گزينه‌ها براي ايجاد ارتباط داده محسوب مي‌شود. به علاوه، اين ماژول‌ها معمولا داراي ابعاد فيزيكي كوچكي بوده و بدين ترتيب امكان ايجاد ارتباط بيسيم در بسياري از پروژه‌ها را براحتي فراهم مي‌كند.

معرفي سخت افزار ماژول +NRF24L01

فركانس راديويي

ماژول فرستنده-گيرنده +NRF24L01 در باند فركانسي ISM 2.4 GHZ  كار مي‌كند و براي انتقال داده از مدولاسیون GFSK استفاده مي‌كند. نرخ انتقال داده مي‌تواند يكي از مقادير 250kbps، 1Mbps يا 2Mbps انتخاب شود.

  نکته  : باند فركانسي 2.4GHz ISM : باند 2.4GHz يكي از باند‌هاي فركانسي صنعتي، علمي و پزشكي (ISM) بوده كه بصورت بين‌المللي براي استفاده تجهيزات بدون مجوز كم توان رزرو شده است. به عنوان مثال؛ تلفن‌هاي همراه، وسايل مبتني بر بلوتوث، تجهيزات NFC و شبكه‌هاي كامپيوتري بيسيم (wifi) همگي از فركانس‌هاي ISM استفاده مي‌كنند.

توان مصرفي

ولتاژ كاري ماژول بين1.9 ولت تا 6.3 ولت است اما خبر خوب اين است كه پين‌هاي منطقي تحمل ولتاژ منطقي 5 ولتي را نيز دارند. بنابراين مي‌توان اين ماژول را بدون نياز به مبدل سطح ولتاژ به آردوينو يا هر ميكروكنترلر ديگر با منطق 5 ولت متصل نمود.

اين ماژول از توان خروجي قابل برنامه ريزي 0dBm ، -6dBm، -12dBm, -18dBm پشتيباني مي‌كند و به طرز غير قابل باوري براي انتقال داده 12 ميلي آمپر جريان در 0dBm را مصرف مي‌كند كه حتي از توان مصرفي يك LED نيز كمتر است. همچنين، در مد خاموشي جريان 900nA و در مد آماده بكار (stand-by) فقط 26 ميكروآمپر جريان الكتريكي مي‌كشد. به همین دليل بكارگيري اين ماژول در وسايل بيسيم براي پروژه‌هاي با توان الكتريكي پايين رو به گسترش است.

واسط SPI

ماژول +nRF24L01 از طريق يك واسط سريال SPI چهار پين ارتباط داده را با حداكثر نرخ 10Mbps برقرار مي‌كند. با استفاده از اين واسط كليه پارامتر‌ها نظير كانال فركانسي (125 كانال فركانسي قابل انتخاب است)، توان خروجي (0dBm ،  -6 dBm، -12 dBm , -18 dBm) و نرخ انتقال داده (250kbps، 1Mbps / 2Mbps) قابل تنظيم مي‌باشد.

باس SPI از مفهوم Master و Slave استفاده مي‌كند. آردوينو در اغلب كاربرد‌ها به عنوان master و ماژول فرستنده-گيرنده +nRF24L01 به عنوان slave تعريف مي‌شوند. بر خلاف باس I2C، تعداد slave‌ها بر روي باس SPI محدود است. بر روي آردوينو Uno حداكثر دو slave يعني حداکثر دو ماژول فرستنده-گيرنده +nRF24L01 را مي‌توان استفاده نمود.

مشخصات كامل به شرح زير است:

مقايسه ماژول بيسيم +NRF24L01 با ماژول  PA/LNA+nRF24L01

انواع مختلفي از ماژول‌هاي مبتني بر چیپ +nRF24L01 وجود دارد. در ادامه متداولترين اين ماژول‌ها معرفي مي‌شود.

نمونه اول از يك آنتن on-board استفاده مي‌كند كه بدين وسيله امكان طراحي و ساخت برد با اندازه كوچكتر را فراهم مي‌كند. هرچند، به دليل اندازه كوچكتر آنتن، طبيعتا رنج ارتباطي ماژول محدودتر خواهد بود. با استفاده از اين برد، حداكثر رنج ارتباط در حدود 100 متر خواهد بود كه البته اين مسافت براي كاربرد‌هاي فضای باز یا outdoor است و در فضا‌هاي داخلي به دليل وجود ديوار و … رنج ارتباطي، اندكي كاهش خواهد يافت.

نمونه دوم اين ماژول‌ها داراي يك كانكتور SMA و يك آنتن duck است اما در حقيقت تفاوت زيادي به لحاظ سخت افزاري ندارد! تنها تفاوت اين ماژول اين است كه داراي چيپ RFX2401C بوده كه شامل مدار سوئيچينگ فرستنده-گيرنده، PA و LNA است. اين چيپ با كمك آنتن duck سبب افزايش قابل توجه رنج ارتباطي ماژول تا حد 1000 متر شده است.

PA و  LNA چيست؟

PA یا Power Amplifier به معناي تقويت كننده توان است. توان سيگنال ارسالي +NRF24L01 به وسيله PA افزايش داده مي‌شود. LNA یا Low-Noise Amplifier به معنای تقويت كننده سیگنال های ضعیف است. كار LNA اين است كه سيگنال ضعيف و نامطمئن را از آنتن دريافت كرده (در حد چند ميكروولت يا (100dBm- و آن را به سطح بهتري تقويت مي‌كند (معمولا در حد 5/0 تا يك ولت).

مسير سيگنال ورودی LNA و سیگنال خروجی PA از طريق يك داپلكسر به آنتن متصل مي‌شود. وظيفه داپلكسر جداسازي اين دو مسير دريافت و ارسال سيگنال از يكديگر بوده و به علاوه مانع از بارگذاري سيگنال خروجي نسبتا پرتوان PA بر روي سيگنال حساس ورودي به LNA مي‌شود.

  به اين مفهوم علي رغم تفاوت‌هايي كه ذكر شد، اين دو ماژول داراي قابليت سازگاري drop-in هستند. به اين مفهوم كه اگر شما در يك پروژه از يكي از اين ماژول‌ها استفاده كرده باشيد، بسادگي مي‌توانيد آن ماژول را بيرون آورده و بدون نياز به هيچگونه تغييري با ماژول ديگر جايگزين نمائيد.

نحوه كار ماژول +nRF24L01

فركانس كانال RF

ماژول فرستنده-گيرنده +nRF24L01 در يك فركانس خاصي كه كانال ناميده مي‌شود، داده را دريافت و ارسال مي‌كند. براي اينكه دو ماژول فرستنده-گيرنده با يكديگر بتوانند ارتباط داده داشته باشند لازم است در يك كانال يكسان باشند. اين كانال مي‌تواند هر فركانسي در باند 2.4GHz ISM يا به عبارت دقيق تر فركانسي در بازه‌ي 2.4GHz تا 2.525GHz باشد.

هر كانال پهناي باندي كمتر از 1MHz اشغال مي‌كند و بر اين اساس تعداد 125 كانال مختلف وجود خواهد داشت. بنابراين يك ماژول مي‌تواند از 125 كانال مختلف براي ارتباط داده استفاده كند. در نتيجه، در يك فضاي مكاني مي‌توان شبكه اي از 125 مودم مستقل بكارگيري نمود.

  با نرخ تبادل هوايي داده 250kbps و 1Mbps هر كانال پهناي باندي كمتر از 1MHz اشغال مي‌كند. هر چند، در نرخ تبادل داده 2Mbps پهناي باند 2MHz اشغال خواهد شد (پهناي باندي وسيعتر از رزولوشن فركانس كانال RF). لذا، براي اطمينان از عدم همپوشاني كانا‌ل‌ها و كاهش تداخل در نرخ 2Mbps بايد براي بين هر دو كانال يك فاصله 2MHz را در نظر گرفت.

فركانس كانال RF انتخابي بر اساس رابطه زير تعيين مي‌شود:

FreqSelected=2400+CHSelected

به عنوان مثال اگر كانال RF شماره 108 را براي تبادل داده انتخاب كنيم، فركانس اين كانال 2508MHZ خواهد بود. (2400+108).

شبكه +Multiceiver nRF24L01

nRF24L01 يك ويژگي به نام Multiceiver  دارد كه به مفهوم “چند ارسال كننده-يك دريافت كننده” مي‌باشد. هر كانال RF بصورت منطقي به 6 كانال موازي به نام شريان داده (data pipe) تقسيم بندي مي‌شود. به عبارت ديگر، يك شريان داده بصورت يك كانال منطقي در كانال فيزيكي RF مي‌باشد. هر شريان داده آدرس فيزيكي منحصر به فرد خود را دارد كه مي‌توان آن را پيكربندي نمود. اين مسئله در شكل زير نشان داده شده است.

براي ساده سازي دياگرام فوق، تصور كنيد كه گيرنده اصلي به عنوان يك ‌هاب دريافت كننده بطور همزمان اطلاعات 6 نود ارسال كننده را دريافت مي‌كند. اين ‌هاب دريافت كننده در هر زماني مي‌تواند دريافت اطلاعات را متوقف و به عنوان يك ارسال كننده عمل كند. البته اين ارسال داده در هر زمان فقط براي يك نود يا شريان قابل انجام است.

پروتكل Enhanced ShockBurst

ماژول فرستنده-گيرنده +nRF24L01 از يك ساختار بسته داده اي استفاده مي‌كند كه Enhanced ShockBurst ناميده مي‌شود. اين ساختار داراي 5 بخش مختلف است كه در شكل زير نشان داده شده اند.

ساختار اصلي ShockBurst فقط شامل بخش‌هاي Preamble، Address، Payload و افزونگي CRC است. براي افزايش قابليت‌هاي ارتباطي، Enhanced ShockBurst داراي يك بخش جديد به نام بخش كنترل بسته داده (PCF) است. اين ساختار جديد به چند دليل داراي مزيت است. اولا، در اين ساختار payload با طول متغير (از 1 تا 32 بايت) امكان پذير است. دوما، در اين ساختار هر بسته داده ارسالي داراي يك ID خواهد بود. در نتيجه وسايل گيرنده مي‌توانند بفهمند كه آيا داده اي كه دريافت نموده‌اند جديد است يا اينكه اين داده قبلا ارسال شده است و مي‌توانند آن را به عنوان يك داده تكراري فراموش كنند. نهايتا، مهمترين مزيت اين است كه در اين ساختار ، امکان ارسال پيام تائيد (acknowledgement) پس از دریافت پیام توسط گیرنده وجود دارد.

مديريت اتوماتيك بسته‌هاي داده در +nRF24L01

براي درك بهتر نحوه تبادل داده دو ماژول +nRF24L01 در اين جا سه سناريو در نظر گرفته مي‌شود.

• سناريوي اول: انتقال داده با دريافت پيام تشكر (ACK) و اعمال وقفه. اين مثالي از يك سناريو موفق است. فرستنده يك بسته داده براي گيرنده ارسال مي‌كند. هنگامي كه كل بسته داده ارسال شد، فرستنده به مدت حدودا 130 ميكروثانيه براي دريافت پيام تشكر (ACK) منتظر باقي مي‌ماند. پس از دريافت بسته داده توسط گيرنده يك پيام ACK براي فرستنده (به عنوان تائيد دريافت پيام) ارسال مي‌شود. به محض اينكه فرستنده پيام ACK را دريافت كند، يك سيگنال وقفه IRQ صادر مي‌شود كه نشان دهنده آماده بودن داده جديد است.

• سناريوی دوم: انتقال داده در حالتي كه بسته داده ارسالي گم مي‌شود. اين مثالي از يك سناريو ناموفق است كه در آن ارسال دوباره داده نياز خواهد بود. پس از ارسال داده، فرستنده منتظر دريافت پيام ACK مي‌ماند. اگر در طي مدت زمان مشخصي كه زمان تاخير ارسال مجدد اتوماتيك (ARD) ناميده مي‌شود، پيام ACK توسط فرستنده دريافت نشود، بسته داده مجددا ارسال خواهد شد. به محض دريافت بسته داده توسط گيرنده، پيام ACK براي فرستنده ارسال خواهد شد و در نتيجه يك وقفه در فرستنده ايجاد مي‌شود.

• سناريوی سوم: انتقال داده در حالتي كه بسته داده پيام تشكر گم شود. اين نيز مثالي از يك سناريو ناموفق است كه در آن به دليل گم شدن پيام تشكر ACK، ارسال دوباره داده نياز خواهد بود. در اينجا حتي اگر ارسال بسته داده از فرستنده به گيرنده به درستي تكميل شده باشد، به دليل عدم دريافت پيام تشكر، فرستنده فكر مي‌كند كه پيام به درستي به مقصد نرسيده است و لذا پس از سپري شدن مدت زمان ARD، مجددا اقدام به ارسال بسته داده به گيرنده خواهد كرد. گيرنده وقتي پيام تكراري با ID مشابه پيام قبلي دريافت مي‌كند، آن را فرامش مي‌كند و مجددا يك پيام تشكر ACK براي فرستنده ارسال مي‌كند.

سه سناريوي بالا همه آن چيزي بود كه +nRF24L01 براي مديريت ارسال اتوماتيك داده و بدون كمك ميكروكنترلر انجام مي‌دهد.

پين‌هاي ماژول فرستنده-گيرنده و +nRF24L01

در ابتدا نگاهي به پين‌هاي هردو نوع ماژول مبتني بر +nRF24L01 (ماژول داراي آنتن duck و ماژول با آنتن on-board) خواهيم داشت:

• GND پين زمين ماژول است كه بر روي برد ماژول معمولا با يك مربع در دور آن قابل تشخيص است.
• VCC پين تغذیه الكتريكي برد ماژول را تامين مي‌كند كه مقدار آن از 1.9 تا 3.9 ولت مي‌تواند در نظر گرفته شود. شما مي‌توانيد اين پين را به پين 3.3 ولت آردوينو متصل كنيد. لازم به ذكر است كه اتصال پين VCC ماژول به 5 ولت آردوينو ممكن است سبب آسيب دیدن ماژول +nRF24L01 شود.
• CE پين فعال ساز ماژول و بصورت Active-High است. اعمال منطق High به اين پين سبب فعال شدن ماژول شده و بسته به اينكه در چه مد كاري باشد اقدام به ارسال يا دريافت داده مي‌كند.
• CSN پين عدم انتخاب ماژول و بصورت active-Low است كه در حال عادي به آن منطق High اعمال مي‌شود. هنگامي كه منطق Low به آن اعمال شود، +nRF24L01 منتظر داده بر روي باس SPI مربوطه و پردازش آن خواهد بود.
• SCK  كه پالس ساعت توليدي Master باس SPI به آن اعمال مي‌شود.
• MOSI ورودي SPI به +nRF24L01 است.
• MISO خروجي SPI از +nRF24L01 است.
• IRQ پين وقفه است كه در موقعي كه داده‌اي براي پردازش آماده شده باشد، از طريق آن يك هشدار به Master اطلاع رساني مي‌شود.

برای اتصال ماژول به آردوینو و راه اندازی آن یکسری قطعات لازم است که در ادامه به توضیح آن می پردازیم.

قطعات مورد نیاز

• ماژول فرستنده و گیرنده رادیویی با آنتن NRF24L01
• ماژول فرستنده و گیرنده رادیویی بی سیم NRF24L01
• ماژول آردوینو MEGA2560
• ماژول آردوینو UNO
• ماژول آردوینو NANO
• سیم جامپر نری / مادگی 40 رشته 20 سانتی متر
• سیم جامپر مادگی / مادگی 40 رشته 30 سانتی متر

نحوه اتصال ماژول فرستنده-گيرنده +nRF24L01 به آردوينو

اكنون كه با نحوه كار ماژول +nRF24L01 آشنا شديم، نحوه اتصال آن به آردوينو توضيح داده مي‌شود. براي شروع، پين‌هاي VCC و GND ماژول را به ترتيب به زمين و خروجي 3.3 ولت آردوينو متصل مي‌كنيم. پين‌هاي CSN و CE ماژول را مي‌توان به هر پين ديجيتال آردوينو متصل نمود كه در اينجا ما آن‌ها را به ترتيب به پين ديجيتال شماره 8 و 9 آردوينو وصل مي‌كنيم. بدين ترتيب، فقط اتصال پين‌هاي مربوط به ارتباط SPI باقي خواهد ماند.

از آنجا كه ماژول فرستنده-گيرنده +nRF24L01 به تبادل داده زيادي نياز دارد، براي افزايش كارايي ماژول بهتر است آن را به پين‌هاي SPI سخت افزاري ميكروكنترلر متصل كنيم. پين‌هاي SPI سخت افزاري بسيار سريعتر از ‘bit-banging’ كد‌هاي نرم افزاري واسط خواهند بود.

دقت شود كه هر برد آردوينو داراي پين‌هاي SPI مختلفي است كه بايد به درستي متصل شوند. در برد‌هاي آردوينو نظير UNO/Nano V3.0 اين پين‌ها عبارتند از پين ديجيتال شماره 13 (SCK)، پين شماره 12 (MISO) و پين شماره 11 (MOSI). در برد Mega اين پين‌ها به اين صورت متفاوت خواهند بود: پين ديجيتال شماره 50 (MISO)، پين شماره 51 (MOSI)، پين شماره 52 (SCK) و پين شماره 53 (SS).  براي درك سريعتر به جدول زير نگاه كنيد.

در صورتيكه برد آردوينويي به غير از سه مدل بالا استفاده مي‌كنيد، توصيه مي‌شود كه اطلاعات مربوط به پين‌هاي آن را بررسی كنيد.

دقت شود كه شما نياز به دو مدار سخت افزاري داريد. يكي به عنوان فرستنده و ديگري به عنوان گيرنده كه البته نحوه سيم كشي سخت افزاري هر دو يكسان خواهد بود.

كتابخانه RF24 آردوينو براي ماژول +nRF24L01

براي اتصال ماژول فرستنده-گيرنده +nRf24L01 به آردوينو خوشبختانه چندين كتابخانه وجود دارد كه يكي از معروفترين آن‌ها كتابخانه RF24 است. اين كتابخانه از ساليان قبل توسعه داده شده و براي كاربران مبتدي براحتي قابل استفاده است. هرچند، كماكان مورد استفاده كاربران حرفه‌اي آردوينو نيز است. آخرين نسخه اين كتابخانه از RF24 GitHub را می‌توانید از لینک زیر دانلود کنید:

براي استفاده و نصب اين كتابخانه كافيست نرم‌افزار IDE آردوينو را اجرا كنيد و مسير Sketch > Include Library > Add .ZIP Library را دنبال نموده و فايل RF24-master را كه قبلا دانلود كرده‌ايد را انتخاب كنيد.

كد آردوينو فرستنده

در اين مثال مي‌خواهيم پيام “Hello World”را توسط فرستنده براي يك گيرنده ارسال كنيم. كد فرستنده به شكل زير است:

//Include Libraries
#include <SPI.h>
#include <nRF24L01.h>
#include <RF24.h>

//create an RF24 object
RF24 radio(9, 8);  // CE, CSN

//address through which two modules communicate.
const byte address[6] = "00001";

void setup()
{
  radio.begin();
  
  //set the address
  radio.openWritingPipe(address);
  
  //Set module as transmitter
  radio.stopListening();
}
void loop()
{
  //Send message to receiver
  const char text[] = "Hello World";
  radio.write(&text, sizeof(text));
  
  delay(1000);
}

اين كد با فراخواني كتابخانه‌هاي مورد نياز شروع مي‌شود. كتابخانه SPI.h براي ارتباط SPI و كتابخانه‌هاي nRF24L01.h و RF24.h براي كنترل ماژول استفاده خواهند شد.

//Include Libraries
#include <SPI.h>
#include <nRF24L01.h>
#include <RF24.h>

در قدم بعد لازم است شي RF24 را ايجاد كنيم. پارامتر‌هاي اين شي دو شماره پيني هستند كه سيگنال‌هاي CE و CSN به آن‌ها متصل هستند.

//create an RF24 object
RF24 radio(9, 8);  // CE, CSN

سپس يك آرايه اي از بايت‌ها براي نشان دادن آدرس شريان ارتباطي (pipe) دو ماژول ايجاد مي‌كنيم.

//address through which two modules communicate.
 const byte address[6] = "00001";

اين آدرس را مي‌توان به هر رشته 5 حرفي مانند “node1” تغيير داد.  اگر چندين ماژول در يك شبكه ارتباطي باشند، تعريف اين آدرس ضروري خواهد بود. با استفاده از آدرس مي‌توان ماژول مورد نظر براي ارتباط را مشخص نمود. در اين‌جا آدرس يكسان براي هر دو فرستنده و گيرنده تعريف مي‌كنيم.

در بخش setup ابتدا شي radio با ()radio.begin  راه اندازي مي‌شود و با استفاده از تابع ()radio.openWritingPipe  آدرس فرستنده را تعیین مي‌كنيم.

//set the address
radio.openWritingPipe(address);

براي  تعريف ماژول به عنوان فرستنده از تابع  ()radio.stopListening  كمك مي‌گيريم.

//Set module as transmitter
radio.stopListening();

در بخش loop آرايه‌اي از كاراكتر‌ها براي پيام “Hello World” ايجاد مي‌كنيم.  با استفاده از تابع ()radio.write  مي‌توان پيام را براي گيرنده ارسال نمود. آرگومان اول اين تابع پيام ارسالي و آرگومان دوم نيز تعداد بايت پيام است.

const char text[] = "Hello World";
radio.write(&text, sizeof(text));

با استفاده از اين روش مي‌توان در هر زمان تا 32 بايت پيام ارسال كرد. (اين عدد ماكزيمم يك بسته داده +nRF24L01  است). براي اخذ تائيد دريافت پيام از گيرنده، ()radio.write يك خروجي باينري برگشت خواهد داد. چنانچه True برگشت داده شود، به معني آن است كه پيام به درستي توسط گيرنده دريافت شده است و چنانچه False داده شود به معني آن است كه بسته داده ارسالي گم شده است و پيام به گيرنده نرسيده است.

  نکته  : .تابع ()radio.write تا زماني كه پيام تشكر ACK دريافت شود يا تا زماني كه همه تلاش‌هاي ارسال مجدد پيام اجرا شود، برنامه را متوقف مي‌كند.

كد آردوينو گيرنده

كد آردوينو گيرنده بصورت زير است:

//Include Libraries
#include <SPI.h>
#include <nRF24L01.h>
#include <RF24.h>

//create an RF24 object
RF24 radio(9, 8);  // CE, CSN

//address through which two modules communicate.
const byte address[6] = "00001";

void setup()
{
  while (!Serial);
    Serial.begin(9600);
  
  radio.begin();
  
  //set the address
  radio.openReadingPipe(0, address);
  
  //Set module as receiver
  radio.startListening();
}

void loop()
{
  //Read the data if available in buffer
  if (radio.available())
  {
    char text[32] = {0};
    radio.read(&text, sizeof(text));
    Serial.println(text);
  }
}

به غير از برخي تغييرات جزئي، برنامه گيرنده مشابه برنامه فرستنده است. در ابتداي بخش setup ارتباط سريال را‌ه‌اندازي مي‌شود. با استفاده از تابع ()radio.setReadingPipe  آدرس مشابه فرستنده براي گيرنده هم گذاشته مي‌شود. بدينوسيله ارتباط دو ماژول فرستنده و گيرنده امكانپذير خواهد شد.

  //set the address
  radio.openReadingPipe(0, address);

آرگومان اول شماره stream است. مي‌توان تا شش stream را براي  پاسخ به 6 آدرس مختلف ايجاد نمود. در اين مثال ما فقط يك آدرس براي stream شماره 0 ايجاد مي‌كنيم. آرگومان دوم آدرسي است كه stream به آن براي جمع‌آوري داده واكنش نشان خواهد داد.

گام بعدي اين است كه آردوينو را به عنوان گيرنده پيام تعريف كنيم تا دريافت داده امكانپذير باشد. براي اين كار از تابع ()radio.startListening استفاده مي‌كنيم. پس از آن مودم براي دريافت داده ارسالي به آدرس مشخص منتظر مي‌ماند.

//Set module as receiver
  radio.startListening();

در بخش loop به كمك تابع ()radio.available مرتبا چك خواهد شد كه آيا داده‌‌ها در آدرس مورد نظر رسيده است يا نه. در صورت دريافت داده در بافر، مقدار خروجي تابع True خواهد شد.

if (radio.available())
  {
    char text[32] = {0};
    radio.read(&text, sizeof(text));
    Serial.println(text);
  }

اگر داد‌ه‌اي دريافت شود، آرايه‌اي از 32 كاراكتر صفر ايجاد خواهد شد (بعدا اين كاراكتر‌هاي صفر توسط برنامه با پيام دريافتي، جايگزين خواهد شد). براي خواندن داده از كد radio.read (& text, sizeof (text)) استفاده مي‌شود و بدين وسيله داده دريافتي در آرايه‌ي كاراكتر‌ها ذخيره خواهد شد.

در انتها فقط كافيست پيام دريافتي روي يك مانيتور سريال پرينت شود. اگر مطابق روال گفته شده عمل كرده باشيد و اشتباهي در اتصال فيزيكي آردوينو و ماژول +nRF24L01 مرتكب نشده باشيد، بر روي مانيتور سريال پيامي شبيه شكل زير مشاهده خواهيد كرد.

بهبود رنج ارتباطي ماژول +nRF24L01

در يك سيستم ارتباطي بيسيم يكي از مهمترين پارامتر‌ها “رنج ارتباطي سيستم” است كه در بسياري از مواقع به عنوان فاكتور اصلي براي انتخاب سيستم ارتباطي RF مد نظر قرار مي‌گيرد. بنابراين در اين بخش به نحوه بهبود رنج ارتباطي ماژول فرستنده-گيرنده خواهيم پرداخت.

كاهش نويز منبع تغذيه

يك مدار RF كه سيگنال راديويي RF ايجاد مي‌كند بشدت به نويز منبع تغذيه حساس است. در صورت عدم كنترل اين نويز، رنج ارتباطي بشدت كاهش خواهد يافت.

بجز موقعي كه براي تغذيه از باتري مستقل استفاده كنيم، يك راه حل موثر كاهش نويز استفاده از خازن 10 ميكروفاراد در سر راه ولتاژ تغذيه است. يك راه حل ارزان قيمت براي اين كار استفاده از يك ماژول Adapter (شكل زير) براي +nRF24L01 است.

اين ماژول داراي يك كانكتور مادگي 8 پين براي اتصال ماژول +nRF24L01 است. هر دو نوع ماژول nRf24L01، يعني مدلي كه داراي آنتن خارجي PA/LNA و مدلي كه داراي آنتن on-board است را مي‌توان به اين ماژول متصل نمود. ماژول Adapter همچنين داراي يك كانكتور نري 6 پين براي باس SPI و اتصال وقفه و يك كانكتور 2 پين براي ورودي تغذيه است.

ماژول Adapter داراي رگولاتور داخلي 3/3 ولتي و يكسري از فيلتر‌هاي خازني است و بنابراين شما مي‌توانيد آن را با يك منبع 5 ولتي تغذيه كنيد.

تغييركانال فركانسي

براي يك مدار RF يك منبع احتمالي نويز مي‌تواند مربوط به محيط و فضاي ارتباطي باشد. بخصوص اگر شبكه‌هاي ارتباطي ديگري بر روي همان كانال فركانسي وجود داشته باشد و يا مدارات الكترونيكي ديگري نيز در آن محيط در حال استفاده باشند. براي جلوگيري از تاثير اين سيگنال‌هاي مزاحم، پيشنهاد مي‌شود كه براي ماژول فرستنده-گيرنده +nRf24L01 از 25 كانال فركانسي بالايي استفاده شود. به اين دليل كه شبكه‌هاي wifi معمولا از كانال‌هاي با فركانس پايين تر استفاده مي‌كنند.

كاهش نرخ تبادل داده

بيشترين حساسيت گيرنده +nRF24L01 در نرخ 250kbps خواهد بود كه برابر 94dBm است. در نرخ 2Mbps حساسيت گيرنده تا مقدار 82- dBm افت خواهد كرد. به عبارت ديگر، حساسيت گيرنده در نرخ تبادل داده 250kbps ، ده برابر حساسيت گيرنده در نرخ 2Mbps است. مفهوم اين عبارت اين است كه گيرنده در نرخ 250kbps مي‌تواند سيگنال‌هايي با توان ده برابر ضعيف‌تر را دريافت و رمزگشايي كند.

بنابراين كاهش نرخ تبادل داده تا حد قابل ملاحظه‌اي مي‌تواند به بهبود و افزايش رنج ارتباطي كمك كند. هرچند، در بيشتر كاربرد‌ها، نرخ تبادل داده 250kbps سريعتر از آن چيزي است كه واقعا به آن نياز داريم.

توان خروجي بالاتر

تنظيم ماكزيمم توان خروجي نيز مي‌تواند به افزايش رنج ارتباطي كمك كند. +nRF24L01 به شما اجازه انتخاب توان خروجي بر روي يكي از مقادير0dBm ، -6dBm، -12dBm ، -18dBm  را مي‌دهد.  انتخاب 0dBm سبب ارسال سيگنال‌هاي قوي تر (با توان بيشتر) خواهد شد.