nRF24L01是挪威Nordic半導體公司設計的無線收發器晶片，工作在世界通用、免許可證的ISM 2.4GHz頻段。nRF24L01具備價格低廉、省電、程式設計簡單且通訊可靠等優點，廣泛用於無線鍵盤、滑鼠、門禁系統…等無線通訊和控制產品。
本系列文章將說明運用nRF24L01模組，在Arduino控制板之間建立無線電通訊。實際連接Arduino、撰寫程式之前，先來認識這個模組的規格。
nRF24L01無線射頻收發模組
nRF24L01晶片模組有不同外觀尺寸和天線設計，有些還能選購外接電源模組：
常見的模組有8針與10針兩種接腳，兩者的差別在於10針的模組多了一組電源和接地腳，實際的腳位可能會因製造商而異：
底下是Nordic公司的nRF24L01技術文件2.0版當中提到的晶片工作電壓和電流：
- 工作電壓（Vcc）：1.9 V~3.6V，建議採3.3V。
- 發射模式下電流消耗（0dBm時）：11.3 mA
- 接收模式下電流消耗（傳輸率2Mbps時）：12.3 mA
大家都知道LED很省電，一般電子元件常見的紅色LED的最大工作電流為30mA，而nRF24L01無線收發模組的工作電流不到LED的一半！模組的工作電壓是3.3V，不可接5V（除非模組上面有直流電壓轉換器）；除了電源和接地以外的接腳，都能承受5V電壓，所以可直接和Arduino Uno相連。
nRF24L01模組的接腳
nRF24L01透過SPI介面和微控制器相連，底下4個是模組的SPI接腳：
- CSN (Chip Select Not)：晶片選擇腳，“Not”代表「低電位」致能。
- SCK (Serial Clock)：序列時脈
- MOSI (Master Out Slave In)：主出從入，通常簡寫成MO。
- MISO (Master In Slave Out)：主入從出，通常簡寫成MI。
CE (Chip Enable)：晶片致能，為訊號輸入腳；Arduino程式庫會幫我們自動設定：
- 若模組為「接收端」且CE置於高電位，允許模組監聽無線電訊息並接收封包。
- 若模組為「接收端」且CE置於低電位，則模組處於待機模式，不接收訊息。
- 若模組為「發射端」，除了在準備傳送封包之前，需要輸入至少10µs高脈衝訊號之外，CE腳都處於低電位。
IRQ (Interrupt Request)：中斷請求腳。nRF24L01可以在底下三個狀態發生時，向微控器發出中斷訊號：
- 收到資料
- 資料已傳送
- 已達重新傳送次數上限（參閱下文「增强型SchockBurst簡介」）
若微控器（程式）不使用中斷功能，就需要每隔一段時間主動向nRF24L01詢問資料接收和傳送狀態。大多數的Arduino程式範例都沒有使用中斷功能，以本文採用的程式庫為例（參閱下一篇文章介紹），它提供的範例只有兩個以_irq結尾的檔名，才使用中斷機制。
nRF24L01模組外接天線與電波強度
請留意，採用外接天線的模組，通常需要額外的電力給功率放大器，像下圖這一款，根據廠商提供的技術文件指出，它的工作電流峰值（也就是最高值）達115mA，但是Arduino Uno板的3.3V輸出的電流上限為50mA。
因此，使用這類模組時，一定要外接3.3V供電，否則它可能無法正常運作，訊號不穩定。
dBm是電波強度單位，0dBm（0分貝毫瓦）等於1mW（1毫瓦）功率；nRF24L01電波強度最大0dBm，最低-18dBm，電波強度越低，電力消耗越低，覆蓋距離也越短。
附帶一提，FM廣波電台的電波強度為80dBm，等同100kW（100千瓦）功率，覆蓋距離約50公里；一般筆記型電腦的Wi-Fi無線網路卡的電波強度約15dBm（等同32毫瓦）。
電波傳播會受到信號功率、天線設計、擺設位置、環境和天候等影響，依照平方反比定律，電波強度會隨著距離的增加而快速減弱。若排除這些外在因素，理論上：
- 信號每增強6 dB，覆蓋距離就會加倍。
- 信號每減弱6 dB，覆蓋距離就被減半。
無線通訊頻道（channel）和通道（pipe）
使用無線電通訊時，兩個設備的通訊頻率必須一致，才能互通。就像FM廣播和收音機，不同電台的電波發射頻率都不一樣，收音機要調整到對應的頻率才能收聽。
nRF24L01在2.4GHz～2.525GHz頻帶，劃分了0~125個頻道，程式可以自由設定使用的頻道，只要發射和接收端所處的頻道相同即可。
此外，每個頻道內可容納6個通道（pipe），每個通道可對應一個發射器；一個接收器可接收來自6個發射器的訊號。
一個頻道內，至少要有一個發射器和一個接收器，才能連線通訊；發射器可以位於0~5任一通道，並且指定一個唯一的位址值。
小結上述內容，nRf24L01晶片要建立連線，必須：
- 位於相同的頻道
- 接收器要知道發射器的通道位址
增强型SchockBurst簡介
設計無線通訊晶片時，工程師必須在電力消耗、傳輸速率（throughput）以及傳輸距離之間取捨。為了降低無線通訊的功耗並提昇傳輸效率，Nordic半導體公司設計了稱為Shockburst（簡稱SB，以下譯作「突發」）的傳輸協定，讓晶片先暫存一定數量的資料，或者達到間隔時間之後，一口氣集中發送全部的暫存資料，而不是來一個發一個，藉以達成設計目標。
負責暫存資料的是晶片內部的FIFO暫存器，FIFO代表First In First Out（先進先出），跟Arduino序列通訊的暫存區概念類似；接收（RX）和傳送（TX）各有一個FIFO。
nRF24系列晶片的硬體具備網路資料連結層（Data Link Layer），其作用包含傳輸流量控制和資料偵錯。除了SB，nRF24L01硬體也內建Enhanced Shockburst（簡稱ESB，以下譯作「增强型突發」）協定處理功能。SB和ESB協定之間的差別，用網路TCP/IP通訊來比喻，SB相當於UDP協定，也就是只顧傳送資料，不管對方是否收到；ESB則像TCP協定，會確認對方是否收到，若等待一段時間（250µs的倍數，最長4000µs）沒得到對方的回應，它將重送資料。nRF24L01最多會重傳15次，之後就放棄了（晶片可向微控器發出中斷告知）。
也就是說，nRF24L01硬體內建SB和ESB處理機制，另一款nRF5x系列晶片則需要透過軟體實作SB或ESB功能。
老師你好,我非常喜歡文章中這種配圖的風格.我想請問下這種是有什麽素材庫或者需要什麽軟件才能畫的的麽~~
我是用Adobe Flash(現已改名Animate)徒手繪製的。
thanks,
jeffrey
你好，最近正好要研究RF的東西與專案
請問這模組兩顆一定要互相連線才能收訊嗎？
能否一個自動廣播，多個同時接收 但不等回傳呢
可以，但我只做過一對一連線實驗，請參閱「nRF24L01無線收發器模組與Arduino通訊實驗（二）」。
thanks,
jeffrey
你好，最近在思考如何利用arduino測距，請問如果藉由nRF24L01測訊號強度從而測距是可行的嗎?
nrf24L01沒有RSSI訊號輸出，請改用其他方案。
thanks,
jeffrey
請問老師nRF24L01可以用於NFC或是RFID的TAG電子標籤嗎?謝謝
如果你指的是讀寫NFC…不行。
thanks,
jeffrey
所以是可以讀寫RFID的TAG電子標籤嗎?謝謝
不行～
再請問老師能否用兩片nRF24L01
一端作為發射
另一端不接電源當TAG(接收)使用
來模擬一般RFID或是一般NFC使用
謝謝
可以到麥當勞點肯德基的蛋塔嗎？不行～
這不是肯德基
這不是肯德基
這不是肯德基(逃)
了解!謝謝老師抽空回覆!
老師好
我有購買您的書籍
請問這標題是在哪一本書
這個網誌的多數文章都是書籍補充內容，所以沒有出現在書裡面，包括這篇文章，謝謝！
thanks,
jeffrey
老師您好，我想請問如何在發射端確認接收端是否接收，我需要發射端有像rf24.available()這函式一樣的功能，只是這函式只能在接收端使用，我也不想把接收端改為發射端，然後發送已連接的訊息。
對於以上問題，請問老師您有什麼建議?
謝謝老師
老師好，請問這是哪本書的內容？
想買…
這是《超圖解Arduino互動設計入門》的補充內容，沒有收錄在實體書裡面，謝謝。
老師您好，最近在研究Mesh的組成，發現nRF24L01也可以組建Mesh，但網路上的都是組建星星狀的Mesh。
我的問題是，我想使用這個模組搭建Daisy Chain的通訊結構，也就是說假設Arduino+nRF24L01為1個節點，我現在有10個結點的網路結構，想要第1個傳訊息給第2個，第2個節點收到後不回傳給第1個直接傳給第3個節點，再來再傳給第4個節點，第4個收到後傳給第5個節點，以此類推……，請問這個模組是有辦法組成這樣子的通訊結構嗎?如果不行的話老師您有推薦的模組可以達成這種通訊結構嗎?
謝謝老師，立偉敬上
關於Mesh網路，我只用ESP32組建過，拍謝。
我覺得可行呀,但想再了解你的項目應用
比如,為何 [想要第1個傳訊息給第2個，第2個節點收到後不回傳給第1個直接傳給第3個節點] ???
只要第1個 msg 的第一位標示自己是1 , 那2轉發成 1 [2] XXXX, 3轉發成 1 [2,3]
[ ] 內表示已接收過/轉發者
你好,老師,
多年前已買你的書
是你的終實支持者,
最近想DIY RF24的項目
已測試,短距離(10米) 無障礙下是沒有問題的.
但應用場景是 100米內 中途少障礙
所以想加天線 以保證連接穩定
想問是否隨便加一款 [2.4G胶棒天线配ipx转sma连接线] 就可以?
謝謝…
你可以購買遠距離型的NRF24L01L模組（NRF24L01+PA+LNA），廠商號稱在空曠地區的傳輸距離可達1.1公里，一般情況下約800公尺。
老師您好:
這邊可以理解成接收器就是master對嗎?
2.4G頻帶中共有125個頻道，每個頻道有6個通道，所以共有750種1對1的組合對嗎? 謝謝
不是，如同上文的例子，它像廣播電台，每個頻道內可容納6個通道（pipe），每個通道可對應一個發射器；一個接收器可接收來自6個發射器的訊號。