Conexión inalámbrica entre dos Microcontroladores

16/10/2011

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BIBLIOMAN CONEXIÓN INALÁMBRICA ENTRE DOS

MICROCONTROLADORES

Conexión inalámbrica entre dos Microcontroladores

Biblioman www.AquiHayApuntes.com Página 2

Introducción

En esta ocasión vamos a ver que establecer una comunicación inalámbrica entre dos (o

más) Microcontroladores no es una tarea ni mucho menos difícil. El hardware que

vamos a utilizar en esta Demo se compone de los siguientes elementos: dos

transceptores basados en el integrado nRF24L01 de la empresa Nordic Semiconductor,

dos Microcontroladores PIC de la familia PIC16FXXX y una fuente de alimentación con

salidas de 5 y 3,3V.

Características transceptores nRF24L01

Rango de radiofrecuencia en la cual trabaja (2.4 – 2.5 GHz), antena integrada

en la placa.

Comunicación SPI. (Max. Velocidad 8Mhz).

128 canales de transmisión seleccionables por el bus SPI.

Implementación capas OSI por hardware.

Tensión de alimentación (1.9 a 3.6 V).

Máxima velocidad de transferencia en radiofrecuencia 2Mbps.

Pines de entrada con tolerancia a 5V (Niveles TTL).

Descripción de la demo

El ejemplo consiste en transmitir vía radio el estado del puerto D de un PIC (16F877)

que hace las funciones de PIC transmisor, dicho puerto será configurado como entrada

y en sus pines conectaremos unos micro-interruptores para poder variar manualmente

el valor de la entrada, el estado del puerto será leído cada segundo y su valor será

enviado al módulo transceptor conectado a él y configurado como transmisor a través

del puerto SPI, los datos serán recibidos por otro transceptor el cual los enviará al PIC

receptor (otro PIC 16F877) que mostrará su valor en el puerto D configurado esta vez



como salida y conectado a un Array de leds para que se pueda ver visualmente su

valor.

Esquema conexión transceptores:



Código fuente:

El ejemplo utiliza la librería lib_rf2gh4_10.h desarrollada por la empresa Bizintek

Innova, S.L. y utilizada en su proyecto del robot mOway es fácil de utilizar, está bien

documentada y además es Open Source por lo que se puede distribuir y/o modificar

bajo los términos de la licencia GNU.

http://www.bizintekinnova.com/BizintekInnova/Inicio.html



http://www.moway-robot.com/index.php



Transmisor:

//////////////////////////////////////////////////////////////// // Ejemplo Módulos transceptores NRF24L01 basado en la // // librería lib_rf2gh4_10.h // // Modulo transmisor // // Autor: Biblioman // // Web: www.aquihayapuntes.com // ////////////////////////////////////////////////////////////////

#include <16F877.h> #device ICD=TRUE #FUSES NOWDT #FUSES XT #FUSES PUT #FUSES NOPROTECT #FUSES NODEBUG #FUSES NOBROWNOUT #FUSES NOLVP #FUSES NOCPD #FUSES NOWRT #use delay(clock=4000000) #include "lib_rf2gh4_10.h" //Mapeado de registros #BYTE PORTD=0X08 //Variables auxiliares para el programa principal int8 ret; //Programa principal void main() { //Configurar módulos SPI del PIC RF_CONFIG_SPI(); //Configurar módulo RF (canal y dirección) RF_CONFIG(0x40,0x01); //Activación módulo RF RF_ON(); //------------------------------------------------------------------------------



while(true){ Delay_ms(1000); //-------------------------[Rutina de envió de datos]--------------------------- //Preparación de la dirección del receptor y de los datos RF_DIR=0x08; RF_DATA[0]=PORTD; //Envió de los datos ret=RF_SEND(); //sentencias de chequeo if(ret==0){ //Envió realizado y ACK recibido } else if(ret==1){ //Envió realizado y ACK no recibido } else{ //Envió no realizado } //------------------------------------------------------------------------------ } }



Receptor:

//////////////////////////////////////////////////////////////// // Ejemplo Módulos transceptores NRF24L01 basado en la // // librería lib_rf2gh4_10.h // // Modulo Receptor // // Autor: Biblioman // //Web: www.aquihayapuntes.com // //////////////////////////////////////////////////////////////// #include <16F877.h> #device ICD=TRUE #FUSES NOWDT #FUSES XT #FUSES PUT #FUSES NOPROTECT #FUSES NODEBUG #FUSES NOBROWNOUT #FUSES NOLVP #FUSES NOCPD #FUSES NOWRT #use delay(clock=4000000) #include "lib_rf2gh4_10.h" //Mapeo de registros #BYTE PORTD=0x08 //Variables auxiliares para el programa principal int8 ret; //--------------[Rutina de recepción con interrupción]-------------------------- //Interrupción del módulo RF #int_ext void int_externo() { //Recepcion de los datos ret = RF_RECEIVE(); if (ret == 0) //recepción única { //tratar datos PORTD=RF_DATA[0];



} } //Programa principal void main() { //Configuración Puerto D set_tris_d (0x00); PORTD=0; //-----------[Rutina de configuración y activación con interrupción]------------ //Habilitar interrupciones RF_INT_EN(); //Configurar módulos SPI del PIC RF_CONFIG_SPI(); //Configurar módulo RF (canal y dirección) RF_CONFIG(0x40,0x08); //Activar el módulo RF RF_ON(); //------------------------------------------------------------------------------ //Bucle infinito. Espera hasta que se produce la interrupción while(true); }

Comentario:

Con respecto al circuito hay que tener muy en cuenta que aunque los pines de entrada

de los transceptores son tolerantes a 5V su alimentación es de 3.3 V. Con respecto al

software, lo que hace cada función está bastante bien explicado en la documentación

que se adjunta con la librería. La comunicación entre el PIC y los módulos

transceptores se hace a través del protocolo SPI por lo que el PIC que elijamos debe

disponer de un puerto SPI dentro de sus recursos Hardware, hay un hilo en el foro con

un ejemplo que trata sobre la comunicación SPI entre varios microcontroladores,

podéis acceder a él desde aquí.

http://www.aquihayapuntes.com/foro/viewtopic.php?f=11&t=221



Con respecto a la comunicación de radiofrecuencia los transceptores disponen de 128

canales trabajando en el margen de frecuencia de 2.4 a 2.5GHz. Para participar en una

misma comunicación los dispositivos deben de tener asignado el mismo canal y la

dirección de cada dispositivo debe de ser única dentro del mismo. En el ejemplo se

utiliza el canal 40, al transmisor se le asigna la dirección 0x01 y al receptor la 0x08.

Cada vez que queramos enviar un dato hay que asignarle a la variable RF_DIR la

dirección del dispositivo al que queremos enviarle los datos, los datos a enviar o recibir

se guardan en el array RF_DATA[8] de 8 bytes, en el ejemplo solo se utilizará un byte

para guardar el estado del puerto D por lo que solo utilizaremos el primer elemento

del Array (RF_DATA[0]). El nRF24L01 dispone de un pin de interrupción activo a nivel

bajo que podemos utilizar para comprobar la recepción de datos, para ello

utilizaremos en el PIC la interrupción externa por RB0 previamente hay que incluir en

la función principal del receptor la llamada a la función RF_INT_EN() que se encarga de

configurar los registros de interrupción. Una vez recibido un dato (1 byte) o una trama

formada por varios Bytes (max. 8) la función RF_RECEIVE() se encargará de guardar los

datos en el array RF_DATA luego solo nos queda tratar esos datos, en el caso del

ejemplo le asignamos el valor de esa variable al puerto D configurado previamente

como salida y que tiene conectado en sus pines un array de leds para ver visualmente

su valor. Otra cosa muy útil y que se me olvidaba comentar es que la función de envío

de datos RF_SEND() admite ACK para el control de los datos enviados, con ello

podemos saber si no nos funcionan los módulos si el problema lo tenemos en el

transmisor o en el receptor. La función RF_SEND() devuelve tres valores distintos en

función de cómo se ha realizado el envío:

Un 0 si el envío se ha realizado correctamente y se ha recibido el ACK.

Un 1 si los datos se han enviado pero no se ha recibido el ACK.

Un 2 si se ha producido algún error y no se ha podido realizar el envío.

De igual forma la función RF_RECEIVE() también devuelve tres valores:

Un 0 si solo se ha recibido un byte y no hay más datos en la pila de recepción.

Un 1 si se ha recibido una trama de datos. En este caso se debe de crear un

bucle que llame a la función RF_RECEIVE() mientras queden datos en la pila de

recepción.

Un 2 si los datos no se han recibido correctamente.

En el caso de nuestro ejemplo si se reciben datos serán solo de un byte por tanto solo

se chequea la primera opción.

La librería también permite la recepción de datos sin el uso de interrupciones la

explicación de cómo hacerlo viene incluida también en la documentación de la librería,

así como las precauciones que hay que tener para evitar interferencias entre canales.



Para preguntar dudas, hacer comentarios, o sugerir mejoras. Lo podéis hacer en el hilo

del foro Comunicación vía radio entre dos PICs

Aquí tenéis un vídeo de la Demo funcionando.

http://www.youtube.com/watch?v=WwU7jFgxn6I

Descargas Podéis descargar la librería lib_rf2gh4_10.h + Manual librería + ejemplos + versión del

artículo en .pdf desde aquí.

Fuentes de información


http://blog.diyembedded.com/

http://www.ccsinfo.com/

Marcas registradas

Las marcas citadas en este artículo así como algunas de las imágenes procedentes de

capturas de pantallas pertenecen a sus respectivos propietarios, su utilización en este

artículo es con fines educativos y sin ánimo de lucro.

http://www.aquihayapuntes.com/foro/viewtopic.php?f=23&t=215



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Autor de este artículo: Biblioman

Versión: 1.01

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