Archiv der Kategorie: Internet of Everything

Arduino UNO-Q eingetroffen

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Arduino UNO-Q, die neueste Ankündigung von Arduino, war heute in meinem Briefkasten.

Nach meinen Experimenten mit dem Arduino Yun bin ich gespannt, wie sich diese Kombination aus Mikrocontroller und Linux-Device behaupten wird.

Die Installation der zugehörigen IDE Arduino App Lab ist erstmal sehr einfach. Die komplexe Installation läuft komplett im Hintergrund und schliesslich wird man aufgefordert seinen Arduino UNO-Q über USB mit dem PC zu verbinden.

Im Editor sind die o.a. Fenster sichtbar. Sketch.ino bildet die Arduino Seite ab, während main.py die Python Anwendung auf der Linux-Seite zeigt.

Die Verbindung der beiden Umgebungen übernimmt die sogenannte Bridge.

Ausgelesen werden von der Seite open-meteo.com das aktuelle Wetter und eine entsprechendes Icon auf dem Matrixdisplay angezeigt.

Auf diese Weise können sehr einfach von Sensoren erfasste Messwerte auf den unterschiedlichen Plattformen visualisiert bzw. abgespeichert werden, oder mit Hilfe aus dem Internet bezogener Informationen auf konkrete Hardware eingewirkt werden.

Mit dem Arduino UNO-Q steht eine interessante Plattform für IoT- und KI-Anwendungen zur Verfügung.

Neben der Programmierung des Arduino UNO Q über das Arduino App Lab kann auf die CPU des Linux-Devices auch über Secure Shell (SSH) zugegriffen werden.

Damit können Sie unter anderem:

  • Auf die Shell des Boards zugreifen und Vorgänge auf dem Board über das Netzwerk starten.
  • Dateien vom lokalen Computer über das Netzwerk auf das Board übertragen (mit SCP).

Zum Test habe ich mit dem Editor Nano das Shell Script info erstellt, welches Informationen zur installierten Linux-Distribution ausgibt.

Ausführung von Shell Scripten

Um einen ersten Eindruck von der Leistungsfähigkeit des Linux-Systems zu erhalten habe ich die Benchmark-Programme UNIXBench und Coremark installiert.

Arduino UNO Q UNIXBench

Vergleicht man die UNIXBench Resultate mit den unter https://ckblog2016.net/resultate-unixbench/ veröffentlichten Ergebnissen anderer Linux-Devices im Embedded Bereich, dann hat man mit dem Linux-Device des Arduino UNO Q ein durchaus leistungsfähiges System in den Händen.

Dieses Resultat wird durch den CoreMark Benchmark bestätigt. Zahlreiche Testergebnisse finden Sie unter https://www.eembc.org/coremark/scores.php.

CoreMark Resultat

2025-11-05/CK

MQTT Meshtastic

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Nachdem der Meshtastic Public Broker in letzter Zeit keine zuverlässige Verbindung über MQTT sichergestellt hat, hat die MESH HESSEN Community die Initiative ergriffen und einen eigenen MQTT Broker aufgesetzt.

Die Community betreibt einen eigenen MQTT-Server, welcher sich krisensicher stationiert in einem historischen Bunker in Deutschland befindet.

Die Zugangsdaten sind:

Adresse: mqtt.meshhessen.de
Username: meshhessen
Passwort: meshhessen
Root topic: msh/EU_868

Ich habe den Broker ausprobiert und die folgenden Screenshots zeigen das über MQTT erweiterte Mesh-Netzwerk im Programm MeshSense.

Mein Heimnetz ohne MQTT-Anbindung
Durch MQTT erweitertes Heimnetz

Die über MQTT empfangenen Nodes zeigen sich im Android Client gemäss folgenden Screenshots.

Nodes über MQTT

Da die MQTT-Verbindung das Internet nutzt, ist eine solche Erweiterung bei Ausfall einer Komponente im Übertragungsweg dann nicht mehr funktional. Das gilt es unbedingt bei der Erstellung einer solchen Erweiterung zu beachten.

2025-05-11/CK

Ausflug zum Chäserugg (Test SenseCap Tracker T1000-E)

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Mitgeführtes Equipment:

  • SenseCap Tracker T1000-E (am Mann)
  • RAKwireless WisPocket (mit Magnetfussantenne auf dem Fahrzeugdach)

 Fahrtroute:

Altendorf SZ – Linthebene – Wattwill – Unterwasser (Talstation) – Chäserugg (Bergstation)

Meshtastic Abdeckung:

Im Nordwesten meines Standorts am oberen Zürichsee (Altendorf SZ) ist die Meshtastic Abdeckung sehr gut.

Bei meiner Tour nach Osten sieht das weniger gut aus. Die Fahrt bis zur Talstation der Toggenburger Bahnen verläuft weitgehend abgeschattet in Tälern. Bislang unbekannte Nodes habe ich nicht empfangen.


Ich beginne die Tour gegen 11:00 mit geladenem SenseCap Tracker T1000-E.

Nach ca. 1h Fahrt befinde ich mich an der Talstation auf 909 m. Bis dahin sehe ich keine Nodes.

Nach der Bergfahrt auf 2264 m sieht das dann anders aus, denn ich empfange Nodes, die ich bereits an meinem Heim-Standort gesehen habe.

Die Abfrage konnte ich aber erst zurück an der Talstation vornehmen, da das Fotografieren auf dem Berg den Akku des Telefons leergesaugt hatte. Das erklärt die etwa 40 min Zeitverschub.

Z. B. sehe ich den Knoten Sonnenberg mit einer Distanz von 100 km (über vier Hops). Das Profil der Linkstrecke ist eher günstig, wodurch auch die hohe Reichweite erreicht wird.

Den Knoten Sonneberg sehe ich sonst auch von meinem Heim-Standort in einer Entfernung von 82 km (über fünf Hops). Die Linkstreckenberechnung zeigt, dass eine Direktverbindung nicht möglich ist.

Nach 24 h habe ich erneut den Akkustand überprüft, der dann bei 54 % lag.

2024-10-25/CK

Meshtastic – Funknetze mit LoRa

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Meshtastic ist eine Open-Source-Mesh-Netzwerk-Plattform, die in letzter Zeit an Popularität gewonnen hat. Ihre Beliebtheit basiert auf mehreren Schlüsselfaktoren:

  • Meshtastic ermöglicht die Kommunikation über lange Strecken, ohne auf eine bestehende Infrastruktur (Mobilfunk, WLAN oder Internet) angewiesen zu sein. Diese als Off-Grid-Kommunikation bezeichnete Technologie ist besonders attraktiv für Outdoor-Aktivitäten und Expeditionen, wo es oft keinen Mobilfunkempfang gibt, oder für Rettungsdienste, militärische Anwendungen, Vorbereitung auf Katastrophenfälle (Prepping) und in Regionen mit eingeschränkter Infrastruktur.
  • Meshtastic nutzt preisgünstige Hardware auf Basis von LoRa-Modulen, die wenig Energie verbrauchen, bei geeigneter Auslegung für den Batteriebetrieb geeignet sind und Entfernungen von oft mehreren Kilometern überbrücken können.
  • Meshtastic ist Open Source und bietet den Nutzern völlige Freiheit, das System an ihre spezifischen Bedürfnisse anzupassen. Entwickler können die Software modifizieren, eigene Anwendungen entwickeln oder neue Funktionen hinzufügen. Diese Offenheit fördert eine wachsende Community, die regelmäßig zu Updates und Verbesserungen beiträgt.
  • Meshtastic-Nutzer können Nachrichten ohne Überwachung durch Drittparteien senden. Der Datenschutz wird auf diese Weise gesichert, da es keine zentralen Server gibt, die den Datenverkehr kontrollieren oder aufzeichnen.
  • Meshtastic ist vergleichsweise einfach einzurichten und zu bedienen. Einfache Apps für Android, iOS und den Desktop ermöglichen die Konfiguration eines betreffenden Knotens, Nachrichten zu senden und die empfangenen Nachrichten zu visualisieren. Fortgeschrittene Nutzer können auch private Netze einrichten und Daten erfassen und austauschen.
  • Mesh-Netzwerke sind eine spannende Technologie, da sie Netzwerkknoten ermöglicht, miteinander zu kommunizieren, indem sie ihre Nachrichten über verschiedene Zwischenknoten weiterleiten. Das schafft ein robustes und selbstheilendes Kommunikationsnetzwerk, das gerade in schwierigen Umgebungen oder Notlagen einen erheblichen Vorteil bieten kann.

Ist Ihr Interesse geweckt?

Vom Rheinwerk-Verlag erscheint in Kürze das E-Book „Meshtastic – Funknetze mit LoRa“.

Mit diesem E-Book möchte ich Ihnen beim Aufbau und dem Betrieb eines Meshtastic-Netzwerks helfen und meine praktischen Erfahrungen einfließen lassen.

Informationen zum E-Book finden Sie auf der Website des Rheinwerk-Verlags unter der URL https://www.rheinwerk-verlag.de/meshtastic-funknetze-mit-lora/

2024-10-19/CK

Meshtastic Knoten auf Reise

5 Antworten

Schon geraume Zeit experimentiere ich mit unterschiedlichen Meshtastic Knoten. Bei meiner Ferienreise nach Norddeutschland wollte ich zwei dieser Knoten testen.

Kurz vor meinen Ferien bekam ich von RAKwireless ein WisBlock Meshtastic Starter Kit und ein Gehäuse mit Solarzelle (Unify Enclosure IP67 150x100x45mm with pre-mounted M8 5 Pin and RP-SMA antenna IP Rated connectors), welches ich für den autonomen Einsatz testen wollte.

Der Test sollte zeigen, ob die Solarzelle ausreichend Energie zum Nachladen des eingesetzten 18650-LiPo-Akkus aufbringen kann.

Bei den aktuellen Wetterbedingungen ist das sicher kein optimaler Ausgangspunkt, denn die Wahrheit zeigt sich erst bei weniger sonnigen Tagen. Irgendwann muss aber der Test beginnen.

Außerdem habe ich ein WisMesh Pocket, welches bedingt durch den 3200 mAh Akku, gelegentlich über USB nachgeladen werden muss.

Ich verwende diesen Knoten gern im Auto. Da ist das Nachladen über USB kein Problem und der Knoten steht am Ende der Fahrt mit geladenem Akku zur Verfügung.

Die Batteriespannung kann dann sicherheitshalber am Display oder einem über BLE angeschlossenen Mobiltelefon verfolgt werden.

Die folgenden Abbildungen zeigen meine Reiseroute und anhand eines Auszugs aus MeshMap.net die zu erwartenden Kontakte mit Knoten auf dieser Route. Da in diesem Mapping nicht alle über Funk erreichbare Knoten gezeigt werden, bestand Hoffnung auf Kontakte, wenn auch gedämpft.

Reiseroute
Meshtastic Mapping

Ich habe mit den Default-Einstellungen für LongFast gearbeitet, da ich nicht die lokalen Channel der durchfahrenen Gebiete vorgeben wollte. Möglicherweise wären dann weitere Knoten erreichbar.

Die folgenden Abbildungen zeigen Kontakte, die ich an verschiedenen Orten hatte. Zwischendurch gab es keinen Empfang.

Während der Fahrt lagen beide Meshtastic Knoten auf der vorderen Ablage (praktisch nahe der Windschutzscheibe) und während der Ferien hatte der Solarknoten einen bevorzugten Standort am Strand. Während unserer Strandaufenthalte war das Reload durch die Solarzelle überhaupt kein Problem. Ich werde das aber weiter verfolgen.

Angekommen an der Ostsee konnte ich vom Strand der Insel Hiddensee Meshtastic Knoten in DK und S sehen. Diese ca. 130 km sind sicher Überreichweiten zu verdanken, denn ich hatte solche Kontakte nur an zwei Tagen innerhalb von drei Wochen. Aus Mecklenburg-Vorpommern habe ich nichts empfangen.

Bei der Rückreise hatten wir einen Zwischenstopp in Jena und konnten einige Meshtastic Knoten empfangen.

Wie schon bei der Hinfahrt waren im unteren Rheintal einige Knoten zu sehen und später beim Eintritt ins Gebiet Zürichsee/Linth war dann wieder das gewohnte Bild mit einer dichten Belegung zu sehen.

Die Maps zeigen deutlich, dass ein Community-Projekt von der Community lebt.

Verstehen Sie das als Einladung, selbst Meshtastic Knoten zu installieren und auf diese Weise die Lücken im Mesh-Netzwerk zu schließen.

2024-08-12/CK

Modbus Sensors Connected to IoT

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Modbus continues to be a widely used communication protocol in industrial automation and control systems. RS-485 provides a robust and reliable physical layer for long-distance communication, and Modbus RTU is a popular protocol for exchanging data between devices from different manufacturers in various industrial applications.

Despite the emergence of newer protocols and technologies, Modbus RTU over RS-485 will continue to be widely used in the industry due to its simplicity, compatibility with existing systems, and broad support.

Various bridges connect a Modbus network to the IoT for further data processing and visualization, which is essential today. Modbus LoRaWAN bridges, offered by various users, can be used to make this connection.

Modbus ist nach wie vor ein weit verbreitetes Kommunikationsprotokoll in industriellen Automatisierungs- und Steuerungssystemen. RS-485 bietet eine robuste und zuverlässige physikalische Schicht für die Kommunikation über große Entfernungen, und Modbus RTU ist ein beliebtes Protokoll für den Austausch von Daten zwischen Geräten verschiedener Hersteller in verschiedenen industriellen Anwendungen.

Trotz des Aufkommens neuerer Protokolle und Technologien wird Modbus RTU über RS-485 aufgrund seiner Einfachheit, der Kompatibilität mit bestehenden Systemen und der breiten Unterstützung weiterhin in der Industrie weit verbreitet sein.

Verschiedene Bridges verbinden ein Modbus-Netzwerk mit dem IoT zur weiteren Datenverarbeitung und -visualisierung, was heute unerlässlich ist. Modbus LoRaWAN-Bridges, die von verschiedenen Anwendern angeboten werden, können für diese Verbindung genutzt werden.

In my book IoT Projects for Makers, I introduced among others a solution for publishing measuring values of a Modbus sensor by Pushover to a mobile phone by use of WisBlock modules.

In meinem Buch IoT Projects for Makers habe ich unter anderem eine Lösung vorgestellt, um Messwerte eines Modbus-Sensors per Pushover mit Hilfe von WisBlock-Modulen auf ein Mobiltelefon zu veröffentlichen.

The same technology can be used to transfer messages to a LoRaWAN network server. The WisBlock ecosystem helps with rapid prototyping.

Mit der gleichen Technologie können Sie Nachrichten an einen LoRaWAN-Netzwerkserver übertragen. Das WisBlock-Ökosystem hilft bei der schnellen Entwicklung von Prototypen

RAK7431

RAKwireless offers an industrial solution with the WisNode Bridges and in particular the RAK7431 WisNode Bridge Serial, an RS485 to LoRaWAN converter for industrial applications. The device transmits data from Modbus sensors over LoRaWAN for wireless transmission to and from end devices.

Using the LoRaWAN 1.0.3 protocol stack, the device supports LoRaWAN Class A, B and C, enabling cloud management of ModBus/RS-485 devices.

Eine industrielle Lösung bietet RAKwireless mit den WisNode Bridges und hier vor allem mit der RAK7431 WisNode Bridge Serial, einem RS485 to LoRaWAN converter für industrielle Anwendungen. Das Gerät übermittelt Daten von Modbus-Sensoren über LoRaWAN zur drahtlosen Übertragung von und zu Endgeräten.

Mit dem LoRaWAN 1.0.3 Protokollstack unterstützt das Gerät LoRaWAN Class A, B und C und ermöglicht so ein Cloud-Management von ModBus/RS-485-Geräten.

2024-05-19/CK

RAKwireless Meshtastic Starterkit Enclosure

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In the blog posts Meshtastic – Off-Grid Open-Source Mesh Network and Visualization of Meshtastic Data with Datacake, I presented a Meshtastic network and the visualization of measurement data.

The Meshtastic node is not only characterized by sensor technology and networking. Its enclosure is equally decisive for its intended use. Boards alone can be used for evaluation, but not in real use.

While visiting the RAKwireless booth at Embedded World 2024, I saw the enclosure for the RAKwireless starter kit shown here and have now tried it out.

You can download the data for the housing from the Printables website or order it from the QuantumShadow3D store.

As the following pictures show, this is a very successful enclosure design for this purpose.

In den Blog Posts Meshtastic – Off-Grid Open-Source Mesh Network und Visualization of Meshtastic Data with Datacake hatte ich ein Meshtastic Netzwerk und die Visualisierung von Messdaten vorgestellt.

Der Meshtastic Knoten selbst zeichnet sich nicht nur durch die Sensorik und die Vernetzung aus. Sein Gehäuse ist gleichermaßen bestimmend für den Einsatzzweck. Für die Evaluierung kann mit Boards gearbeitet werden, im realen Einsatz nicht.

Bei meinem Besuch am Stand von RAKwireless zur Embedded World 2024 konnte ich das hier gezeigte Gehäuse für das RAKwireless Starterkit sehen und habe es nun auch ausprobieren können.

Sie können die Daten für das Gehäuse von der Printables Website herunterladen oder im Shop von QuantumShadow3D bestellen.

Wie die folgenden Bilder zeigen, ist das eine sehr gelungene Gehäusekonstruktion für diesen Zweck.

Website-Icon
RAKwireless Meshtastic Starterkit Enclosure

2024-04-14/CK

QingPing Temperature & Humidity Monitor

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Environmental sensors monitor the temperature and humidity levels in different rooms of a building and enable the system to intelligently adjust the HVAC settings. A dynamic control ensures a comfortable and healthy indoor environment

RAKwireless offers the QingPing Temperature & Humidity Pro S a professional-grade sensor specifically tailored for environmental and greenhouse applications.

The device supports configurable reporting and notification options, keeping users informed about critical changes in temperature and humidity levels.

Umgebungssensoren überwachen Temperatur- und Luftfeuchtigkeit in den verschiedenen Räumen eines Gebäudes und ermöglichen eine intelligente Anpassung der HLK-Einstellungen. Eine dynamische Steuerung sorgt für ein angenehmes und gesundes Raumklima.

RAKwireless bietet mit dem QingPing Temperature & Humidity Pro S einen professionellen Sensor, der speziell für Umwelt- und Gewächshausanwendungen entwickelt wurde.

Das Gerät unterstützt konfigurierbare Berichts- und Benachrichtigungs-optionen, die den Benutzer über kritische Änderungen der Temperatur- und Luftfeuchtigkeitswerte informieren.

Features

  • Temperature: ±0.2°C (within 0°C to 50°C range)
  • Humidity: ±2% (within the 10% to 90% range)
  • LoRaWAN bands: EU868 (default), EU433, RU864, CN470, KR920, IN865, AU915, US915, AS923
  • LoRaWAN Class: A
  • Bluetooth 5.0
  • Battery: Rechargeable lithium battery, 2600 mAh
  • Power supply: USB-C, 5 V – 1 A
  • Remotely configurable settings
  • Dimension: 77 x 77 x 28 mm

For Device Configuration and Data Description read the User Manual.

The sensor sends different messages like historical data, real-time data, events, etc.

At this time, QingPing does not offer a payload decoder; therefore, I wrote a simple one for decoding the real-time data message.

Zur Gerätekonfiguration und Datenbeschreibung lesen Sie bitte das Benutzerhandbuch.

Der Sensor sendet verschiedene Nachrichten wie historische Daten, Echtzeitdaten, Ereignisse usw.

Da QingPing derzeit keinen Payload-Decoder anbietet, habe ich einen einfachen Decoder für die Dekodierung der Echtzeitdaten geschrieben.

function decodeUplink(input) {
  var data = {};
  if (input.bytes[1] == 0x41 && input.bytes[3] == 0x01) {
    data.msg = "RTD";
    data.temp = ((((input.bytes[8] << 8) + input.bytes[9]) >> 4) - 500)/10;
    data.humi = ((((input.bytes[9] << 8) + input.bytes[10]) & 0x0FFF))/10;
    data.bat = input.bytes[13];
  } 
  
  return {
    data: data
  };
}

Using this payload decoder, the TTS console shows the following messages. As you can see, only the real-time data messages beginning with 01 41 xx 01 are decoded.

Bei Verwendung dieses Payload-Decoders zeigt die TTS-Konsole die folgenden Meldungen an. Wie Sie sehen können, werden nur die Echtzeitdatenmeldungen, die mit 01 41 xx 01 beginnen, dekodiert.

Thanks to RAKwireless for this LoRaWAN gift at Embedded World 2024 and the good conversations at the booth. It reminds me of my visit there.

2024-04-13/CK