Dalam komunikasi modern, transmisi nirkabel dari data serial yang diterima bisa dilakukan oleh pemancar RF dengan kecepatan 1 Kbps hingga 10 Kbps. Sedangkan data yang dikirimkan diterima oleh penerima RF. Rentang frekuensi operasi pemancar RF dan penerima RF adalah sama. NRF24L01 adalah salah satu modul RF transceiver nirkabel yang digunakan untuk komunikasi SPI dengan kecepatan transmisi 2Mbps.
Perangkat ini adalah modul transceiver 2.4GHz chip tunggal yang digunakan dalam transmisi data. Modul RF HC12, NRF905, 433MHz, Bluetooth, ESP8266 , GSM, Xbee, dan Lora adalah contoh modul alternatif untuk mengganti modul NRF24L01.
Artikel ini memberikan penjelasan singkat tentang konfigurasi pin, diagram rangkaian, spesifikasi, fitur, dan aplikasi modul wifi NRF24L01.
Apa itu modul wifi NRF24L01 ?
Modul wifi NRF24L01 adalah modul RF transceiver nirkabel yang berfungsi untuk mengirim dan menerima data. Karena beroperasi pada band ISM 2,4 GHz, teknologi ini disetujui untuk diterapkan untuk kebutuhan pengiriaman dan oenerimaan data nirkabel di hampir semua negara.
Area kerja modul ini dapat menempuh jarak hingga 100 meter saat dioperasikan secara efisien. Sehingga cocok untuk digunakan pada berbagai proyek remote control nirkabel.
Modul NRF24L01 disupplay oleh catu daya 3,3 Volt, sehingga dapat dengan mudah digunakan pada sistem mikrokontroller yang bertegangan 3,2 Volt dan 5 Volt. Setiap modul memiliki Rentang 125 alamat untuk berkomunikasi dengan 6 modul lainnya.
Sealin itu memungkinkan beberapa unit nirkabel bisa berkomunikasi satu sama lain di lokasi yang yang sama. Karena itu modul wifi NRF24L01 itu tepat digunakan untuk beragam proyek elektronika komunikasi data.
NRF24L01 adalah modul radio transceiver ( menggunakan protokol SPI ) yang digunakan untuk mengirim dan menerima data pada frekuensi operasi ISM mulai dari 2,4 GHz hingga 2,5 GHz. Modul transceiver ini terdiri dari generator frekuensi, pengontrol beat, power amplifier , modulator osilator kristal, dan demodulator.
Sistem sebanyak itu yang ada pada modul hanya mengkonsumsi daya sebesar 11,3 mA pada daya pancar 0 dBm dan mengkonsumsi 13,5 mA pada mode terima. Cukup efektif dan efisien untuk disndinghkan dengan modul mikrokontroller apapun.
Kecepatan data over-the-air yang tinggi dikombinasikan dengan mode sleep menjadi fitu r yang sangat disukai terutama untuk aplikasi perangkat dengan daya sangat rendah. Modul ini ringkas dan dapat dengan mudah digunakan di ruang terbatas.
Mode operasi
Perangkat ini beroperasi dalam 3 mode, yaitu : mode pemancar, mode penerima, dan mode transceiver (pemancar dan penerima).
- Dalam mode transmisi, ketika daya 0dBm, maka NRF24L01 hanya menggunakan arus sebesar 11.3mA.
- Saat berada dalam mode penerima, modul hanya menggunakan arus 13.5mA.
- Dalam mode transceiver, modul NRF24L01 digunakan untuk transmisi data jarak jauh dan berkeceapatan tinggi menggunakan protokol SPI.
Konfigurasi pin
Modul wifi NRF24L01 adalah modul transceiver nirkabel yang mempunyai 8 pin dengan pin khusus yang memungkinkan komunikasi di semua sirkuit mikrokontroler. Perangkat ini digunakan untuk berinteraksi dengan Arduino Atau mikrokontroler lainnya melalui fungsi pin. Diagram konfigurasi/pin pin NRF24L01 dijelaskan di bawah ini :
- PIn 1 (Ground). Terkoneksi dengan ground sirkuit.
- Pin 2 (Vcc). Sumber tegangan untuk modul sebesar 3,3 Volt.
- Pin 3 (CE). Chip Enable – Mengendalikan fungsi penerimaan dan pengiriman data oleh modul.
- Pin 4 (CSN). Chip Select No – Saat pin diaktifkan High, dapat memberikan perintah SPI ke perangkat lain melalui bus data. Ketika diaktifkan LOW, maka modul dapat menerima data dari port SPI.
- Pin 5 (SCK). Serial Clock – pulsa clock NRF24L01 untuk mengaktifkan komunikasi SPI. Ini mentransmisikan data antara mikrokontroler dan modul sesuai dengan kondisi pulsa clock.
- Pin 6 (MOSI). Master Out Slave In – Data yang dikirimkan melalui SPI oleh mikrokontroler diterima oleh modul NRF24L01. Di sini mikrokontroler bertindak sebagai master dan NRF24L01 bertindak sebagai slave. Pin ini mengacu pada koneksi pin MOSI pada antarmuka SPI mikrokontroler. Perhatikan bahwa modul NRF24L01 tidak pernah mengirim data tanpa permintaan data terlebih dahulu oleh mikrokontroler.
- Pin 7 (MISO). Master In Slave Out – Terhubung ke pin MISO mikrokontroler. Data yang dikirimkan dari modul NRF24L01 melalui bus SPI diterima oleh mikrokontroler. Di sini modul NRF24L01 bertindak sebagai master dan mikrokontroler bertindak sebagai slave.
- Pin 8 (IRQ). Interrupt Pin – Ini adalah pin aktif LOW. Modul ini berisi 3 pin interupsi dan menghasilkan interupsi setiap kali data baru tersedia di bus SPI. Ini juga digunakan untuk mengirim umpan balik ke pengirim.
Pin tambahan pada modul transceiver NRF24L01 adalah sebagai berikut :
- Pin 9 (XC2). Digunakan untuk output analog kristal.
- Pin 10 (XC1). Digunakan untuk pin input analog kristal.
- Pin 11 (VDD_PA). Sebagai penguat daya.
- Pin 12 (ANT1). Port antena 1.
- Pin 14 (ANT2). Port antena 2.
- Pin 15 (Vss). Koneksi ground bersama
- Pin 16 (IREF). Input arus referensi.
- Pin 17 (DVDD). Supply positif digital decoupling
Data sheet spesifikasi modul wifi NRF24L01
Spesifikasi fitur modul wifi ini adalah sebagai berikut :
- Modul RF transceiver dengan frekuensi kerja 2.4GHz.
- Catu daya 3,3 Volt.
- Arus nominal adalah 50mA.
- Arus maksimum saat beroperasi adalah 250mA.
- rentang jarak 50-200 kaki.
- Menggunakan protokol komunikasi SPI.
- Baud rate sekitar 250kbps hingga 2Mbps.
- Rentang bandwidth adalah 125.
- Terdapat 6 node maksimum.
- Perangkat nirkabel biaya rendah.
- Modul transceiver GFSK chip tunggal dengan perangkat keras lapisan tautan OSI.
- Ini menyediakan ACK otomatis, transmisi ulang, alamat, dan perhitungan CRC.
- Kecepatan data di udara adalah 1Mbps Atau 2Mbps.
- Kecepatan antarmuka digital (SPI) adalah 0-8Mbps.
- Kisaran operasi saluran RF adalah 125.
- Memberikan waktu switching yang singkat memungkinkan frekuensi hopping.
- Kompatibel dengan modul RF seri NRF24XX.
- Masukan sinyal toleransi adalah 5V.
- Rentang catu daya adalah 1.9V hingga 3.6V.
Cara mengguanakan modul
Modul NRF24L01 banyak digunakan dalam jaringan mesh, jenis transmisi data, mainan, remote control, komputer, game, dan perangkat elektronik.
Sekarang mari kita pelajari diagram rangkaian cara menggunakan modul wifi NRF24L01 dengan mikrokontroler. Komponen yang diperlukan untuk menghubungkan NRF24L01 dengan mikrokontroler adalah :
- Satu unit mikrokontroler
- Satu modul NRF24L01
- Sumber Daya listrik.
Modul NRF24L01 bekerja dengan komunikasi SPI. Modul ini dapat digunakan dengan mikrokontroler yang mempunyai catu daya 3.3V dan 5V, tetapi membutuhkan port SPI.
Diagram diatas menunjukkan bagaimana modul terhubung ke mikrokontroler. Meskipun kita pada contoh menggunakan mikrokontroler 3.3V, namun ini juga berlaku untuk mikrokontroler dengan power supply 5V.
Pin SPI (MISO (MOSI dan SCK)) terhubung ke pin SPI mikrokontroler, dan pin sinyal (CE dan CSN) terhubung ke pin GPIO mikrokontroler.
Dengan menghubungkan atau antar muka modul ke Arduino, Anda dapat menggunakan library yang sudah jadi seperti library R24. Library ini memungkinkan NRF24L01 dengan mudah berinteraksi dengan Arduino menggunakan beberapa baris kode.
Jika Anda menggunakan mikrokontroler yang berbeda, Anda harus membaca lembar data untuk mempelajari cara mengatur komunikasi SPI mikrokontroller tersebut dengan modul NRF24L01.
Terkadang modul RF NRF24L01 sulit digunakan, meskipun ada beberapa versi kloning di pasaran. Jika ada masalah dengan kinerja modul, tambahkan kapasitor 0,1uF dan 10uF secara paralel ke pin ground and supply (VCC). Pastikan suplai 3,3 Volt bebas noise dan bersih agar modul dapat bekerja dengan normal.
Menggunakan modul sebagai pemancar SPI
Jika NRF24L01 digunakan sebagai pemancar, maka izinkan transmisi data pada saluran sinyal ke modul lain. Kode yang diperlukan untuk pemancar NRF24L01 diberikan di bawah ini.
#include <nRF24L01.h>
#include <RF24.h>
#include <SPI.h>
RF24 radio(3, 2);
void setup()
{
radio. begin();
radio.openWritingPipe(10101);
radio.stoplistening();
}
void loop()
{
const char data[] = “DATA”;
radio.write(&data, sizeof(data));
delay(2000);
}
Menggunakan modul sebagai penerima SPI
Sebelumnya kita telah mencoba menggunakan modul dengan metode transmisi menggunakan protokol SPI. Penggunaan modul dengan metode penerima SPI tidak berbeda dengan transmisi SPI. Pada metode transmisi SPI, hanya 3 instruksi yang diubah.
- Saluran alamat SPI
- Inisialisasi modul sebagai penerima
- Metode penerimaan dan pemeriksaan data
Berikut ini adalah kode yang digunakan untuk menerima SPI :
#include <nRF24L01.h>
#include <RF24.h>
#include <SPI.h>
RF24 radio(3, 2);
void setup()
{
radio.begin();
radio.openReadingPipe(0,00001);
radio.startListening();
}
void loop()
{
if (radio.available())
{
char data[32] = {0};
radio.read(&data, sizeof(data));
}
}
Contoh penggunaan
- Keyboard, mouse nirkabel, dan joystick.
- Sistem komunikasi data nirkabel.
- Sistem keamanan dan alarm.
- Entri tanpa kunci.
- Sistem otomatisasi rumah.
- Aplikasi otomotif.
- Telemetri.
- Pengawasan.
- Peralatan olahraga yang cerdas.
- Mainan.
- Sensor industri.
- Jaringan mesh.
- Aplikasi Sistem Kontrol Nirkabel.
- Unit kendali jarak jauh RF.
Modul wifi NRF24L01 dirancang untuk transmisi data jarak jauh dan cepat. Ini dirancang untuk bekerja dengan protokol SPI. Kecepatan transmisi nirkabel NRF24L01 adalah sekitar 2Mbps.
