在這個中級電子和無線電通信教程中，我們將深入研究使用Arduino平臺和nRF24L01+無線模塊構建功能齊全的8+通道RC(無線電控制)發(fā)射器和接收器。該項目結合了微控制器編程，傳感器集成和射頻通信的核心技能，非常適合希望擴展DIY遠程控制系統(tǒng)知識的愛好者。

應用程序

本RC系統(tǒng)可用于：

?遙控飛機、船和汽車

?DIY無人機或四軸飛行器

?無線機器人控制

?多伺服控制系統(tǒng)

為什么是nrf24lo1?

2.4 GHz射頻通信：工作在2.4 GHz ISM頻段，可實現中短距離(使用外置天線時為1km ~ 5km)的無線數據傳輸。

?基于包的通信：數據以小數據包(最多32字節(jié))發(fā)送，內置CRC檢查錯誤和自動確認(ack)以提高可靠性。

?多數據管道：支持多達6個數據管道，允許一個接收器監(jiān)聽多個發(fā)射機使用唯一的地址。

?低功耗：傳輸時僅消耗~ 12ma，可進入超低功耗休眠模式，提高電池效率。

?SPI接口：使用SPI協議與微控制器通信，用于高速數據傳輸和配置。

?可調功率和數據速率：傳輸功率和數據速率(250kbps, 1mbps, 2mbps)可以根據距離和速度進行調整。

注意：要為接收器供電，僅使用1 (ONE) ESC的BEC，因為超過1個電源輸入可以擊穿nano的5v引腳。

無線電總結

發(fā)射機的一面:

?從電位器和開關等輸入設備讀取模擬或數字值。

?將這些值打包到結構化數據包中。

?通過nRF24L01+模塊按設定的頻率發(fā)送報文。

接收端:

?連續(xù)偵聽傳入的數據包。

?解析接收到的數據并將其映射到伺服位置或電機速度。

?包括安全功能，如信號丟失超時檢測。

發(fā)射機的代碼

主要功能：

?創(chuàng)建一個無線RC發(fā)射機使用電位器(或操縱桿)和按鈕。

?通過nRF24L01+將控制數據發(fā)送到接收端進行控制：

?4個模擬通道：副翼、升降舵、方向舵、油門

?2個數字通道：按鈕(如彈射或齒輪)

?將指數響應曲線(expo)應用于模擬控制，使接近中心的操縱桿控制更平滑。

庫和初始化

?這些庫允許Arduino使用SPI并與nRF24L01+無線電通信。

?設置無線電對象，CE在引腳7，CSN在引腳8。

?使用5個字符的管道地址與接收方通信。

數據結構(包)

?這是一個緊湊的自定義協議，僅占用18字節(jié)。

?它在單個數據包中有效地傳輸4個模擬軸位置+ 2個按鈕狀態(tài)。

?創(chuàng)建一個名為data的全局實例。

注意：你可以添加更多的變量，但最多只能添加32個字節(jié)(int是4個字節(jié)，char是1個字節(jié)，等等)。

設置函數

?begin(9600)：啟用串行調試。

?radio.begin()：初始化nRF24L01+模塊。

?openWritingPipe()：設置用于向接收者發(fā)送數據的地址。

?setPALevel()：降低功率電平(使用RF24_PA_LOW或HIGH以獲得更大范圍)。

?setDataRate()：采用慢速可靠的數據速率(250kbps)。

?stoppllistening()：設置模塊為傳輸模式。

注意：使用完全相同的設置為接收器和發(fā)射器。

主循環(huán)

?從模擬引腳讀取操縱桿值。

?轉換模擬值(0-1023)到伺服角度(0-180)。

?使用applyExpo()函數將指數曲線應用于副翼、升降舵和方向舵。

?讀取按鈕狀態(tài)(HIGH =未按下)。

?如果未按下則發(fā)送‘1’，如果按下則發(fā)送‘0’(如果需要，您可能需要翻轉此邏輯)。

?將整個數據包通過無線電發(fā)送給接收者。

applyExpo()函數

?該函數對輸入應用指數響應曲線：

?Expo = 0：全線性響應(無曲線)。

?世博> 0：軟化中心附近的靈敏度。

?它將0-180范圍內的輸入映射到90(中心)附近的規(guī)范化曲線。

注意：這給了你精確的控制靠近操縱桿的中心和完整的旅行在兩端。

接收方代碼

主要功能：

?使用nRF24L01+模塊從發(fā)射器無線接收控制信號。

?解析6個通道(可擴展)的輸入：4模擬(x1, y1, x2, y2)和2數字(b1, b2)。

?驅動5個伺服器，用于2個副翼，1個升降舵，1個方向舵和1個電機(ESC帶BEC)。

?應用微調，映射，世博(通過dualRate)和信號安全(例如，約束())。

nRF24L01設置

?使用地址為“77777”的管道0偵聽傳入數據。

?設置為最小功率(考慮RF24_PA_LOW或RF24_PA_HIGH以獲得更好的范圍)。

?使用250kbps，在更長的距離上獲得更好的可靠性。

?禁用自動確認最小延遲或ping。

注意：為了擴大范圍，考慮制作nrf24lo1，地面范圍助推器(教程即將推出)。

伺服系統(tǒng)初始化

?定制PWM范圍(1000-2000μs)，通過附加(引腳，min, max)節(jié)流-用于esc。

?其他伺服使用默認的544-2400μs范圍。

控制邏輯

?油門開始在90(0推力)，因為它是操縱桿的中性或默認位置。

?0.7用作限制器，這樣電機就不會太熱或燒壞。

?使用dualRate()根據費率因子限制旅行(對于初學者)。

?對所有表面應用修剪值。

?電梯映射是倒置的，這是典型的取決于操縱桿的方向。

雙速率函數

?限制移動范圍。

?清潔和可重復使用的所有表面。

本文編譯自hackster.io