Desktop-NRF

2021-12-03

Владислав Новицкий

Вступление.  Приемопередатчик NRF24L01+ очень популярен и используется в разного вида радиоуправляемых устройствах. Его популярность обусловлена низкой ценой, наличием готовых библиотек для работы с модулем, встроенной гарантией целостности и доставки данных, относительно низким энергопотреблением. Для упрощения отладки устройств, использующих NRF24L01+ я разработал плату с данным модулем и приложение на ПК. Физическое устройство было названо DesktopNRF.

(Рис. 1. Главное изображение)

Принцип работы.

Полная схема устройства приведена ниже:

Рис. 2. Полная схема устройства

Ссылка на проект в EasyEDA: https://easyeda.com/novitskyi57/cd-gt-24-v0

Ключевые моменты устройства:

• Общение с компьютером происходит с помощью USB VCP, который реализуется микросхемой CH340
• Преобразование 5В в 3.3В выполняет линейный стабилизатор напряжения AMS1117 3.3V
• “Сердцем” DesktopNRF является микроконтроллер STM8S103F3P6
• Возможность установки любой выводной версии NRF24L01+ (конкретно в моей стоит NRF24L01+PA+LNA)

Внешний вид печатной платы в среде разработки:

Рис. 3. Внешний вид платы в среде разработки

Печатные платы были заказаны на JLCPB. Доставка была около месяца.

Для подключения по USB есть два варианта: установить разъём UBS-MICRO (для USB-кабеля) и/или припаять гребенку USB_CON (для кабеля от USB мыши).

Рис. 4. Схема USB соединения

Так же возле разъёмов установлены два конденсатора: керамический на 100nF и танталовый на 10uF.

Рис. 5. Схема понижающего преобразования

Схема преобразования напряжения такая же как и у готовых модулей с AMS1117: https://arduino.ua/prod1441-modyl-lineinogo-stabilizatora-s-4-5-7v-na-3-3v-na-ams1117

Рис. 6. Схема преобразователя интерфейсов USB-UART

В качестве преобразователя интерфейсов USB-UART выбрана микросхема CH340G. Схема преобразователя аналогичная готовому модулю: https://arduino.ua/prod232-usb-2-0-uart-ttl-perehodnik-na-ch340g

Рис. 7. Схема подключения приемопередатчика NRF24L01+

Радиомодуль NRF24L01+ подключается через 8-ми пиновый разъём:

Рис. 8. Распиновка 8и пинового разъёма на печатной плате

Для стабильной работы модуля рядом установлены два конденсатора.

Рис. 9. Схема подключения МК STM8S103F3

Управляет всем STM8S103, выпаянный с платы разработчика https://arduino.ua/prod1967-plata-razrabotchika-stm8s103f3p6

В отличии от обычный платы разработчика, в плате DesktopNRF установлен внешний кварц на 8MHz:

Рис. 10. Схема кварцевого генератора для STM8S103F3

Внешний вид платы:

Рис. 11. Внешний вид платы с установленным NRF24L01+

Внешний вид устройства:

Рис. 12. Внешний вид устройства

Сборка устройства

В качестве корпуса используется алюминиевый корпус с двумя пластмассовыми боковыми стенками. В боковых стенках проделываются отверстия для USB-кабеля и коннектора антенны.

Рис. 13. Подключение внешней антенны к NRF24L01+

Внешняя антенна: https://arduino.ua/prod1751-vneshnyaya-antenna-dlya-modylei-esp8266

Подключается через SMA разъём к NRF24L01+PA+LNA: https://arduino.ua/prod3649-nrf24l01palna-wireless-transceiver-communication-module

Кабель USB подключается к разъёму USB_CON:

Рис. 14. Разъём кабеля USB для компьютерных мышек и клавиатур

Использование

При подключении устройства к компьютеру в диспетчере устройств определится новый виртуальный COM-порт. С помощью любого монитора COM-порта подключаемся к устройству. Управление осуществляется встроенными командами, отправляемыми по COM-порту, с помощью Command Line Interface. Ссылка на Github: https://github.com/VNovytskyi/DesktopNRF_STM8

Например:

• get config – прочитать и вывести значения регистра CONFIG (0x00)
• set config 0x43 – записать значение 0x43 в регистр CONFIG (0x00)
• set channel 2 – выставить второй канал
• send 0x43 0x53 0xa1 0x3b – отправить сообщение.
  

Заключение

В результате было получено готовое устройство, которое можно использовать для отладки связи NRF24L01+. Благодаря полноценному корпусу, устройство не так чувствительно к пыли, падениям. А большой радиус действия позволяет использовать его в полевых условиях.