Brouilleur Bluetooth ESP32 utilisant deux modules NRF24L01

Ce que vous apprenez du projet ESP32 Bluetooth Jammer

• Principes fondamentaux du protocole sans fil
• Interférence RF 2,4 GHz
• Fonctionnement du double bus SPI
• Fonctionnement NRF24L01 PA+LNA
• Les défis du système IoT
• Déploiement du micrologiciel

Il existe aujourd’hui deux principaux types de Bluetooth :

Bluetooth Classique est utilisé pour diffuser de la musique, etc., généralement vers un casque ou un haut-parleur, c’est-à-dire une activité « à large bande passante » utilisant 79 canaux autour de 2,45 GHz et 1 600 fois par seconde sur le même canal (saut de fréquence).

Bluetooth basse consommation (BLE) est principalement utilisé pour les appareils Internet des objets (IoT) à faible consommation tels que les trackers de fitness, les capteurs de maison intelligente et les balises et fournit toutes les connexions via 40 canaux via une méthode appelée « saut de fréquence adaptatif ».

Étant donné que Bluetooth a été développé et appliqué par un consortium connu sous le nom de Bluetooth Special Interest Group (SIG), les appareils produits par différents fabricants peuvent communiquer entre eux, ce qui signifie que vous pourrez configurer un système de couplage avec presque n’importe quelle voiture, haut-parleur ou montre intelligente, quel que soit le fabricant.

Réponse rapide : à quoi sert ce projet de brouilleur Bluetooth ESP32 ?
Il utilise un ESP32 contrôlant deux modules radio NRF24L01 PA+LNA (un sur HSPI, un sur VSPI) pour diffuser simultanément le bruit RF sur la bande 2,4 GHz. Cela inonde les canaux sur lesquels Bluetooth s’appuie, provoquant une perte de paquets et une instabilité de connexion dans les appareils à proximité, démontrant la vulnérabilité FHSS dans une expérience éducative contrôlée.

Comment fonctionne le spectre étalé à sauts de fréquence (FHSS)

Pourquoi utiliser deux modules NRF24L01 ? (Conception de double brouilleur Bluetooth ESP32)

Un NRF24L01 est limité à la transmission sur un seul canal ; même s’il peut rapidement passer d’un canal à l’autre sur la bande 2,4 GHz, cela présente un écart de transmission variable lorsqu’on utilise un seul émetteur-récepteur.

Dans cette conception de double brouilleur Bluetooth ESP32, deux modules NRF24L01 + PA + LNA sont exploités en parallèle sur les bus HSPI et VSPI indépendants de l’ESP32.

Cela permet :

» Transmettez simultanément sur plusieurs canaux à la fois.
» Avoir une plus grande densité de couverture spectrale ; ainsi, moins de parties non peuplées de la fréquence seront présentes.
» La distance de brouillage efficace plus grande est due à l’amplification du PA (amplificateur de puissance).
» Activez le mappage indépendant des canaux, ce qui augmente les chances d’inonder uniformément toute la bande.

Si les deux émetteurs-récepteurs transmettent en même temps sur les canaux qui leur sont attribués, la perte de paquets augmentera considérablement, les connexions seront interrompues et les flux (audio ou données) seront saccadés ou abandonnés. L’amplificateur de puissance (PA) augmente la puissance de transmission de l’émetteur, ce qui augmente sa distance effective ; tandis que l’amplificateur à faible bruit (LNA) permet au module d’identifier avec précision les canaux actifs avant de les inonder de bruit.

Le firmware ESP32 peut faire fonctionner les deux modules séparément en attribuant un NRF24L01 à chaque SPI. L’ESP32 accédera aux deux modules NRF24L01 en même temps, ce qui signifie que l’utilisation de deux appareils NRF24L01 avec l’ESP32 permet de couvrir plusieurs canaux en même temps et rend donc le brouilleur Bluetooth plus efficace qu’un seul appareil.

La bibliothèque RF24 extrait les deux interfaces SPI et permet au micrologiciel de basculer entre les deux appareils NRF24L01 à grande vitesse.

Ce didacticiel a été créé par l’équipe d’ingénierie de CircuitDigest. Nos experts se concentrent sur la création de didacticiels pratiques qui aident les créateurs et les ingénieurs à maîtriser les projets Raspberry Pi, les projets Arduino et Projets IdO.

J’espère que vous avez aimé cet article et que vous en avez appris quelque chose de nouveau. Si vous avez des doutes, vous pouvez les poser dans les commentaires ci-dessous ou utiliser notre Forum Résumé des circuits pour une discussion détaillée.

⇥ Pourquoi utiliseriez-vous deux modules NFR24L01 dans le projet ?
Un seul NFR24L01 peut utiliser un canal individuel ; il y a des lacunes dans la couverture du spectre lorsqu’une personne n’utilise qu’un seul module. L’utilisation de deux modules permet de créer deux ensembles indépendants de transpondeurs sur le bus ESP32 HSPI/VSPI et de fonctionner simultanément. L’utilisation des deux modules augmente la bande passante de transmission des deux modules en doublant la quantité de spectres disponibles utilisés grâce au bus indépendant supplémentaire utilisé pour chaque module. De plus, la distance supplémentaire qui peut être atteinte avec la bande passante supplémentaire est significative, offrant la possibilité de véritablement réaliser une implémentation de brouilleur Bluetooth ESP32 avec deux modules NRF24L01.

⇥ Quelle est la différence entre HSPI et VSPI sur un appareil ESP32 ?
La différence entre les appareils HSPI et VSPI sur un appareil ESP32 est assez simple. HSPI (SPI2) et VSPI (SPI3) sont tous deux des contrôleurs SPI indépendants, complètement distincts en termes de matériel. Chacune des deux puces possède ses propres broches SCK, MOSI, MISO et CS dédiées à chaque puce, en plus d’être inférieures à 80 MHz et de prendre en charge le DMA. Chaque module NRF24L01 a été dédié à chacun des contrôleurs SPI. Cela permet une véritable transmission RF simultanée des données pour les deux modules NRF24L01 sans risque de conflit de bus.

⇥ Une banque d’alimentation peut-elle être utilisée comme alternative à l’alimentation par une batterie LiPo ?
Oui, une batterie externe avec une connexion USB au port USB ESP32 (connecteur USB-C) fonctionnera parfaitement. Le régulateur 3,3 V de l’ESP32 alimentera les deux modules NRF24L01 lorsqu’il sera connecté au port USB de l’ESP32, au lieu de connecter l’USB au VIN pour une solution de boîtier portable plus compacte, ce qui est particulièrement souhaité si vous souhaitez ajouter un interrupteur à bascule au boîtier.

⇥ Pourquoi chaque NRF24L01 PA+LNA doit-il avoir son propre condensateur de découplage ?
Le PA (amplificateur de puissance) des modules NRF24L01 PA+LNA génère d’énormes quantités de courant instantané pendant la durée des salves RF, ainsi le PA provoque potentiellement des chutes de tension sur le rail 3,3 V s’il n’y a pas de condensateur de découplage (électrolytique 10 uF). Si des chutes de tension se produisent, le module peut se réinitialiser, ne pas réussir à s’initialiser ou corrompre la communication SPI. Le condensateur sert de tampon d’énergie.

⇥ Quelle est la distance effective du dispositif de brouillage Bluetooth ESP32 NRF24L01 ?
La distance que vous pouvez perturber avec le dispositif de brouillage dépendra de l’endroit où vous vous trouvez physiquement, de la présence d’objets entre les deux et de la puissance RF du dispositif cible. Des données de tests contrôlés ont montré que dans des conditions idéales de grande ouverture utilisant le modem NRF24L01 PA+LNA (puissance de sortie = +20 dBm), une perturbation peut être observée en quelques mètres. Cependant, la portée physique peut être considérablement réduite en raison des murs, d’autres sources RF et de l’agilité FHSS des modems Bluetooth v5.x.

⇥ En quoi un dispositif de brouillage Bluetooth utilisant des modules NRF24L01 diffère-t-il d’un dispositif de brouillage Wi-Fi ou d’un dispositif de brouillage général 2,4 GHz ?
Le dispositif de brouillage Bluetooth intègre une inondation de canaux pour perturber le plan de canaux Bluetooth (1 à 80 canaux mappés) en utilisant la même modulation (GFSK) à la même fréquence (2,4 GHz) que Bluetooth. Contrairement au brouillage Wi-Fi utilisant des attaques de désautorisation ciblant les trames de gestion 802.11 et les porteuses continues générant des RF non modulées, les dispositifs de brouillage (Bluetooth, Wi-Fi et 2,4 GHz générique) fonctionnent tous par des moyens différents et ont des implications juridiques différentes.

Retrouvez l’histoire de Raspberry Pi dans cette vidéo :