Emisora RC con Arduino y NRF24

Qué necesitamos?

Todos los precios son bajos debido al envio desde China. Dependerá de ti si vale la pena esperar o no...

1. Un micro controlador Arduino pro mini (recomendado por su tamaño) (2€-3€) LINK eBay
2. Un módulo NRF24L01 (1€-2.5€) LINK eBay
3. Cuatro potenciometros (el precio de compra puede ser alto ya que necesitamos dos joysticks. Se recomienda sacarlos de viejas emisoras o mandos de PS o xBox estropeados) (10€) LINK eBay
4. Módulo serial TTL/FTDI FT232RL (Para programar el Arduino. Se podrá usar para futuros proyectos también) (2€-3€) LINK eBay
5. Bateria 9V (2€)
6. Cables conectores, soldador, estaño (0€)

Introducción!

Lo que queremos hacer es conectar unas entradas analogicas a nuestro microcontrolador y enviar el valor de cada una a un receptor utilizando el módulo NRF24. Nuestras enradas serán los valores en tensión que nos proporcionarán los 4 potenciometros. Una vez tenemos el esquematico montado pasamos a la parte de codificación, donde podremos mapear los valores de nuestras entradas en el rango deseado. Crearemos un canal para cada entrada y enviaremos un paquete de datos con los valores de todas las entradas a la vez. Tenemos un máximo de 32 canales para usar con nuestro módulo NRF24.
Podremos obtener los Joysticks de mandos viejos de PS o xBox o simplemente utilizando alguna emisora que dejo de funciónar o que no tiene el receptor. Si teneis mandos de consolas asegurense de que son de mínimo PS3 o xBox360 ya que los mas antiguos son muy débiles y os harán problemas.

Esquemático!

Conexiones!

Primero de todo necesitamos alimentar el Arduino conectando Vcc del módulo FTDI al Vcc de 5 voltios del arduino. También conectaremos el GND con cualquiera de los GND del microcontrolador. Ya tenemos alimentado el Arduino. Una vez lo programamos conectaroemos el Vcc directamente al pin RAW con un voltaje entre 6 y 12 voltios.

Cada potenciometro tiene 3 pines y se tendra que conectar a GND y a un voltaje de referencia, en nuestro caso los 5 voltios del Arduino. Las salidas de los potenciometros se conectarana a las entragas analógicas del Arduino A0, A1,A2 y A3.

Para el módulo NRF24 conectaremos los pines de GND y Vcc, pero atención. El módulo utiliza 3.3 voltios asi que lo conectaremos al segundo Vcc de 3.3 voltios. Conectamos los 5 pines necesarios a los pines digitales del arduino 9, 10, 11, 12 y 13. Conectamos el módulo FTDI a un PC a través del USB y estamos listos para programar.

Puedes descargar la librería NRF24 aquí:

Para instalarla simplemente ir a "Programa" luego en "importar librería" y abrid el archivo .zip que se ha descargado.



Codigo!

/* Transmisor de 4 canales utilizando NRF24 */

#include <SPI.h>
#include <nRF24L01.h>
#include <RF24.h>
const uint64_t pipeOut = 0xE8E8F0F0E1LL;
//Este código unico lo deberá llevar el receptor también

RF24 radio(9, 10);

//Podemos llegar hasta estructuras de 32 bytes
struct MyData {
byte throttle; //definimos cada byte para cada entrada analogica
byte yaw;
byte pitch;
byte roll;
};

MyData data;

void resetData()
{
//definimos el valor inicial que vamos a transmitir antes de leer el valor
//analógico de las entradas
data.throttle = 0;
data.yaw = 127;
data.pitch = 127;
data.roll = 127;
}

void setup()
{
radio.begin();
radio.setAutoAck(false);
radio.setDataRate(RF24_250KBPS);

radio.openWritingPipe(pipeOut);

resetData();
}

/**************************************************/

// Tenemos que mapear los valores de las entradas de 0-1024 a 0-255
//ya que los pulsos de arduino funcionan en ese rango,
//luego en el receptor volveremos a mapear los datos en el rango deseado

int mapJoystickValues(int val, int lower, int middle, int upper, bool reverse)

{
val = constrain(val, lower, upper);
if( val < middle )
val = map(val, lower, middle, 0, 128);
else
val = map(val, middle, upper, 128, 255);
return ( reverse ? 255 - val : val );
}

void loop()
{
// Hacemos la lectura de las entradas analogicas
//Si dejasis en "true" os invertirá los datos
//Si dejais en false enviara los datos de 0 a 1024
//Este apartado es por si conectais los potenciometros al revés y para
//calibrar bien las entradas y enviar los datos perfectamente.

data.throttle = mapJoystickValues( analogRead(0), 13, 524, 1015, true );
data.yaw = mapJoystickValues( analogRead(1), 1, 505, 1020, true );
data.pitch = mapJoystickValues( analogRead(2), 12, 544, 1021, true );
data.roll = mapJoystickValues( analogRead(3), 34, 522, 1020, true );

radio.write(&data, sizeof(MyData));//Enviamos los datos
}

Electrónica

El funcionamiento del siguiente dispositivo está basado en el efecto Edison. Edison fue el primero que observó en 1883 la emisión termoiónica, al colocar una lámina dentro de una bombilla para evitar el ennegrecimiento que producía en la ampolla de vidrio el filamento de carbón. Cuando se polarizaba positivamente la lámina metálica respecto al filamento, se producía una pequeña corriente entre el filamento y la lámina. Este hecho se producía porque los electrones de los átomos del filamento, al recibir una gran cantidad de energía en forma de calor, escapaban de la atracción del núcleo (emisión termoiónica) y, atravesando el espacio vacío dentro de la bombilla, eran atraídos por la polaridad positiva de la lámina. El ingeniero británico Sir John Ambrose Fleming (1849-1945) aplicó el efecto Edison a un tubo para detectar las ondas hertzianas e inventó así el DIODO, primer tubo electrónico en el que se había hecho el vacío y en cuyo interior existía un ÁNODO (electrodo positivo) y un CÁTODO (electrodo negativo). El último, al alcanzar el estado de incandescencia, emitía electrones con carga negativa que eran atraídos por el ánodo; es decir, el diodo actuaba como una válvula que sólo dejaba pasar la corriente en un sentido. El otro gran paso lo dio Lee De Forest cuando inventó el triodo en 1906. Este dispositivo es básicamente como el diodo de vacío, pero se le añadió una rejilla de control situada entre el cátodo y la placa, con el objeto de modificar la nube electrónica del cátodo, variando así la corriente de placa. Este fue un paso muy importante para la fabricación de los primeros amplificadores de sonido, receptores de radio, televisores, etc. Lee De Forest es considerado el Padre de la electrónica, ya que antes del Triodo, solo nos limitábamos a convertir la corriente alterna en corriente directa o continua, o sea, solo se construían las fuentes de Alimentación, pero con la creación del Triodo de Vacío, vino la Amplificación de todo tipo de señales, sobre todo la de Audio, la Radio, la TV y todo lo demás, esto hizo que la industria de estos equipos tuvieran un repunte tan grande que ya para las décadas superiores a 1930 se acuñara la palabra por primera vez de "Electrónica" para referirse a la tecnología de estos equipos emergentes. Conforme pasaba el tiempo, las válvulas de vacío se fueron perfeccionando y mejorando, apareciendo otros tipos, como los tetrodos (válvulas de cuatro electrodos), los pentodos (cinco electrodos), otras válvulas para aplicaciones de alta potencia, etc. Dentro de los perfeccionamientos de las válvulas se encontraba su miniaturización. Pero fue definitivamente con el transistor, aparecido de la mano de Bardeen y Brattain, de la Bell Telephone Company, en 1948, cuando se permitió aún una mayor miniaturización de aparatos tales como las radios. El transistor de unión apareció algo más tarde, en 1949. Este es el dispositivo utilizado actualmente para la mayoría de las aplicaciones de la electrónica. Sus ventajas respecto a las válvulas son entre otras: menor tamaño y fragilidad, mayor rendimiento energético, menores tensiones de alimentación, etc. El transistor no funciona en vacío como las válvulas, sino en un estado sólido semiconductor (silicio), razón por la que no necesita centenares de voltios de tensión para funcionar. A pesar de la expansión de los semiconductores, todavía se siguen utilizando las válvulas en pequeños círculos audiófilos, porque constituyen uno de sus mitos1 más extendidos. El transistor tiene tres terminales (el emisor, la base y el colector) y se asemeja a un triodo: la base sería la rejilla de control, el emisor el cátodo, y el colector la placa. Polarizando adecuadamente estos tres terminales se consigue controlar una gran corriente de colector a partir de una pequeña corriente de base. En 1958 se desarrolló el primer circuito integrado, que alojaba seis transistores en un único chip. En 1970 se desarrolló el primer microprocesador, Intel 4004. En la actualidad, los campos de desarrollo de la electrónica son tan vastos que se ha dividido en varias disciplinas especializadas. La mayor división es la que distingue la electrónica analógica de la electrónica digital. La electrónica es, por tanto, una de las ramas de la ingeniería con mayor proyección en el futuro, junto con la informática.