Радио модуль SI4432

Содержание

• Обзор
• Технические характеристики
• Подключение к Arduino
• Пример использования
• Часто задаваемые вопросы

Обзор радио модуля SI4432

Модули трансивера SI4432 (рисунок 1) на основе микросхемы SI4432 позволяют реализовать устойчивую двустороннюю радиосвязь в диапазоне частот от 240 до 930 МГц на расстоянии до 1 км на открытой местности и 100 - 300м в помещении. Скорость  передачи данных 0.123-256 kbps, виды модуляции  - FSK, GFSK, OOK. Мощность передатчика до +20 dBm. Модули имеют малый размер.

Рисунок 1. Радиомодуль SI4432.

Характеристики модуля SI4432

• Частотный диапазон: 240 –930 МГц;

• Чувствительность приемника: до 121 дБм;

• Модуляция сигнала: FSK (ЧМн), GFSK (ГЧМн), OOK (АМн);

• Максимальная выходная мощность: 20 дБм;

• Скорость передачи данных: 0.123-256 Кбит/с;

• Напряжение питания: 1.8-3.6 В;

• Рабочая температура: от -20 до 60 °C.

Назначение выводов

Рисунок 2. Назначение выводов радиомодуля SI4432.

• VDD — питание модуля;

• GND — общий;

• NSEL — вывод разрешения интерфейса SPI;

• SCLK — вывод синхронизации интерфейса SPI;

• SDI — вывод получения данных интерфейса SPI;

• SDO — вывод отправки данных интерфейса SPI;

• NIRQ — вывод прерываний по получению данных;

• SDN — вывод перехода в режим энергосбережения (HIGH); 

• GPIO0, GPIO1, GPIO2 — программируемые порты ввода/вывода.

Подключение к плате Arduino

Модули работают по протоколу SPI. Для Подключение к плате Arduino согласно таблице 1. При этом обязательно согласование уровней 3.3 В → 5 В, необходимо использовать конвертер уровня!!! Для питания модулей желательно использовать внешний источник питания 3.3 В (при передаче на небольшое расстояние возможно брать питание с вывода 3.3 В платы Arduino).

Схема соединений показана на рис. 3.

Рисунок 3. Схема соединений для подключения радиомодуля SI4432

Для программирования модуля используем библиотеку RF22. Загружаем на одну плату пример из библиотеки rf22_client, на вторую – rf22_server.

Рисунок 4. Примеры библиотеки RF22

Открываем монитор последовательного порта для каждой платы Arduino. Rf22_client (рисунок 5) периодически отправляет данные (Hello world) и в течении 500 мсек ждет ответа от сервера. И выводит сообщение о получении ответа или его отсутствии.

Рисунок 5. Результат работы fr_client

Rf22_server (рисунок 6) постоянно ждет данные по радиоканалу, при получении – отправляет ответ.

Рисунок 6. Результат работы fr_server 

Пример использования SI4432

Создадим проект отправки данных датчика влажности и температуры с платы Arduino по запросу на другую плату Arduino по радиоканалу.

Нам потребуются следующие компоненты:

• Плата Arduino Uno – 2;

• Плата прототипирования – 2;

• Модуль трансивера SI4432 – 2;

• Конвертер уровня – 2;

• Модуль GY21 (датчик SHT21) – 1;

• Провода.

Схема соединения элементов показана на рис. 7 и 8. 

Рисунок 7. Схема соединений для подключения радио модуля SI4432 – клиент

Рисунок 8. Схема соединений для подключения радиомодуля SI4432 - сервер

Клиент раз в 3 секунды посылает по радиоканалу сообщение tempSH21 (или humiditySH21) и ждет ответа. По получении ответа выводит данные в монитор последовательного порта. Содержимое скетча показано в листинге 1.

	 Листинг 1 
	 #include <SPI.h>
	 #include <RF22.h>	  

	 // создание объекта RF

	 RF22 si4432client;
	 // для выбора влажность/температура
	 int choice=0;	  

	 void setup()
	 {
	 Serial.begin(9600);
	 if (!si4432client.init())
	     Serial.println("si4432 no init");
	 }	

	 void loop()
	 {
	     Serial.println("Send request");
	     // отправить запрос на server
	     if(choice==0) {
	          uint8_t senddata[] = "tempSH21";
	          si4432client.send(senddata, sizeof(senddata));
	     }
	     else {
	         uint8_t senddata [] = "humiditySH21";
	         si4432client.send(senddata, sizeof(senddata));
	     }  
	     si4432client.waitPacketSent();
	     // ожидание ответа
	     uint8_t getdata [RF22_MAX_MESSAGE_LEN];
	     uint8_t length1 = sizeof(getdata);  

	     if (si4432client.waitAvailableTimeout(1000))
	     {
	       // полученное сообщение  
	       if (si4432client.recv(getdata, &length1))
	       {
	         Serial.print("got reply: ");
	         if(choice==0)
	            Serial.print(" tempSH21=");
	         else
	            Serial.print(" humiditySH21=");
	         Serial.println((char*) getdata);
	       }
	     }
	     choice=1-choice;
	     delay(3000);
	 }

Сервер, получая запрос tempSH21 (или humiditySH21) получает необходимые данные с датчика SHT21 и отправляет в ответ значение запрошенного параметра. Содержимое скетча показано в листинге 2.

	 Листинг 2

	 #include <SPI.h>
	 #include <RF22.h>
	 #include <Wire.h>
	 #include <SHT2x.h>  

	 // создание объекта RF
	 RF22 si4432server;  

	 void setup()
	 {
	 Wire.begin();
	 Serial.begin(9600);
	 if (!si4432server.init())
	     Serial.println("si4432 init no");
	 }
	  

	 void loop()
	 {
	     si4432server.waitAvailable();
	     // полученное сообщение
	     uint8_t getdata [RF22_MAX_MESSAGE_LEN];
	     uint8_t length1 = sizeof(getdata);
	     if (si4432server.recv(getdata, &length1))
	     {
	       Serial.print("get request: ");
	       Serial.println((char*) getdata);
	       char senddata[] = "             ";
	       if(StrContains((char*) getdata,"tempSH21")!=0)
	         {
	         dtostrf(SHT2x.GetTemperature(),10,2,senddata);
	         }
	       else if(StrContains((char*)buf,"humiditySH21")!=0)
	         {
	         dtostrf(SHT2x.GetHumidity(),10,2,sendata);
	         }
	       else
	         {
	         Serial.println("error");
	         dtostrf(999,10,0,data);
	         }


	       si4432server.send((uint8_t*)datasend, sizeof(datasend));
	       si4432server.waitPacketSent();
	       Serial.println("Sent a reply");
	     }
	 }

Загружаем скетчи на платы Arduino и смотрим данные в мониторе последовательного порта для клиента (рис. 9) и сервера (рис. 10).

Рисунок 9. Отправка и получение данных для клиента.

Рисунок 10. Отправка и получение данных для сервера.

Рисунок 11. Схема в сборе.

Часто задаваемые вопросы

1. Отсутствует передача данных между модулями

• Проверьте подано ли питание на модуль.

• Проверьте, достаточное ли питание подано на модуль.

• Проверьте правильность подключения модуля к плате Arduino.

• Проверьте совпадение параметров частоты, скорости передачи и типа модуляции на модулях SI4432.