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 技術情報 WCU−24L01+(plus) 超小型無線ユニット
外観


10x20mm t = 1mm (PCB)
ANTENNA abt 30mm


nRF24L01+(plus)は、マイコンとSPI接続して制御することにより無線送受信ができる超小型の無線ユニットです。
無線部は、2.4GHz帯のISM周波数帯を使用しています。チップ内部にパワーアンプ、受信アンプ、送受信の切替が入っており、完全なトランシーバーを形成しています。マイコンと組合せることによりダイレクトに無線の制御を行うことができます。

通信のプロトコルは独自のもので、アドレス及びCRCが付加されたデジタル信号となっています。消費電力を少なくするために通信速度を上げてバースト的に送信するショックバーストを採用、通信速度は2Mbps、1Mbpsと250kbpsの切替が可能で、受信の感度は250kbpsの方が高くなっています。

消費電流もこのクラスでは非常に低く、2Mbpsのときでも送信時11.3mA(0dBm)、受信時13.5mAと優秀です。また、スタンバイモードは26uA、パワーダウンモードでは900nAとこちらも省エネ仕様です。

同じNordic社のnRF24E1とも通信の互換性がありますが、2Mbpsの高速通信や自動ACK、自動リトライ、マルチシーバなど独自の優れた機能も搭載されています。

nRF24L01(+なし)と比較して250kbpsのモードが追加されていますので、長距離通信に有利となっています。またSPIの通信スピードも8Mbpsから10Mbpsにアップされています。


回路図・概要



nRF24L01+を搭載した超小型基板です。外部接続し易いように基板端面のパッドに2.54mmピッチのスルーホールを設けています。アンテナ部もスルーホールとなっていますので、約3cmのエナメル線を取り外したり、折り曲げたりすることでフレキシブルに対応することができます。パターン上には、三端子レギュレータやチップアンテナのパッドも入っていますのでカスタマイズも可能です。(標準アンテナは高効率のためワイヤーアンテナにしています) 尚、回路図の高周波部は性能上変更している場合があります。

CPUとの接続例

Atmel AVR ATMega88の場合
  ATMega88   WCU-24L01+ (CN1)
  PB5 (SCI)   3 : SCK
  PB4 (MISO)   4 : MISO
  PB3 (MOSI)   6 : MOSI
  PB2 (I/O:Out)   2 : CE
  PB1 (I/O:Out)   7 : CSN
  PB0 (I/O:In)   5 : IRQ

ATMega88のSPIを有効にしてマスタ側に設定します。
PB0〜PB2は、通常のI/OポートとしてSPIの制御用に使用します。


nRF24L01+の仕様、ブロック図、パケットフォーム

電源電圧  1.9〜3.6V
通信速度  2Mbps/1Mbps/250kbps ショックバースト転送
周波数  2.4GHz帯 (2400〜2525MHz) ISM周波数帯
ステップ  1MHz
送信出力  4段階の切り替え 0dBm -6dBm -12dBm -18dBm
受信感度  -82dBm/2Mbps -85dBm/1Mbps -94dBm/250kbps




内部ブロックは上図のように送信・受信部からFIFOを通してSPIインターフェースへとつながっています。SPIからコマンドを送ることで、送信・受信や各パラメータの設定・確認を行うことが可能です。






標準的な無線通信は上側のパケットフォームのように、プリアンブル後にアドレスとペイロードを転送しています。送受信間でアドレスを合わせたものだけが通信できるため、同一周波数でも複数台の使用が行えます。このフォームはnRF24E1と同様で、通信レートなどの設定を合わせることでnRF24E1ともやり取りできるようになっています。

下側のパケットフォームは、nRF24L01+独自のもので、パケットコントロールフィールドが追加されています。この部分の制御を行うことで自動ACKや自動リトライ、マルチシーバなどの新しい機能を利用することができるようになっています。

詳しくは
データシートをご覧ください。また、Nordic社HP内のnRF24L01+のページはこちらです。


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