Archiv der Kategorie: Meshtastic

Meshtastic Knoten wieder auf Reisen

2 Antworten

Meine Reise vom letzten Jahr nach Norddeutschland wiederhole ich in diesem Jahr und installiere für die Zeit meines Aufenthalts einen Gateway-Knoten, der seine Position über MQTT an https://meshtastic.liamcottle.net/ sendet.

Vorbereitungen

Der Auszug aus Google Maps zeigt unsere Reiseroute.

Reiseroute

Die folgenden Auszüge aus dem Mapping von https://meshtastic.liamcottle.net/ zeigen die zu erwartenden Kontakte mit Knoten nahe unserer Route.

Start ist am oberen Zürichsee mit zahlreichen Nodes in Richtung Zürich, aber erst im Rheintal finden sich weitere Nodes in unserer Fahrtrichtung.

Walensee /Rheintal

Die Fahrt geht über die A7 nach Norden und erst zwischen Würzburg und Schweinfurt zeigen sich einige Nodes.

Würzburg, Schweinfurt

Entlang der A71 ist wenig zu erwarten, bis dann im Gebiet Erfurt bis Jena wieder etliche Nodes zu erwarten sind.

Erfurt / Jena

Weiter geht es über die A9 nach Norden, wo im Bereich Halle Leipzig zahlreiche Nodes zu erwarten sind.

Halle, Leipzig

Auf dem Berliner Ring sollten sich dann Nodes aus dem Bereich Potsdam Berlin zeigen.

Potsdam, Berlin

Vom Berliner Norden bis nach Rostock werden wohl keine Nodes zu sehen sein. Erst im Rostocker Umland könnten sich einige Nodes zeigen.

Rostock

Zwischen Rostock und Stralsund scheint weitgehend Funkstille zu herrschen. Erst in Stralsund werden ein paar Nodes erwartet. Auf der Insel Hiddensee wird dann meine temporär installierte Node S3GW zu sehen sein.

Stralsund

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

Diesmal habe ich eine Magnetfußantenne auf dem Dach meines PKW installiert, um besseren Funkempfang (5 dBi) zu erreichen. Um hinreichend wetterfest zu sein, sollten Antenne und Magnetfuß mit N-Type Steckverbindern ausgerüstet sein. Ein kleinerer Magnetfuß muss unbedingt vermieden werden, da sich sonst die Antenne bei höheren Geschwindigkeiten oder starkem Wind vom Dach lösen kann.

Magnetfussantenne
Magnetfussantenne
BezeichnungLink
Alfa Network Alfa LoRa/HaLow 868MHz Antenne 5dBi N-Male Stecker AOA-868-5ACMhttps://www.amazon.de/Network-868MHz-Antenne-Stecker-AOA-868-5ACM/dp/B08H7XMXBZ
RAK Magnetischer Sockel für Antenne N-Type Male auf RP-SMA Femalehttps://www.bastelgarage.ch/rak-magnetischer-sockel-fur-antenne-n-type-male-auf-rp-sma-female

Mitgeführte Nodes

Meshtastic NodeDevice Short Name
Meshtastic Gateway im HausXIAO ESP32S3 & Wio-SX1262 Kit with 3D caseS3GW
Meshtastic Node am Strandkorb (tagsüber)RAKwireless WisBlock RAK4631 Meshtastic Starter KitRAK3
Meshtastic Node im mobilen EinsatzLilyGo T-Deck Plus Meshtastic  TDck
Meshtastic Node im mobilen EinsatzSenseCAP Card Tracker T1000-ET1k2
Meshtastic Node im FahrzeugRAKwireless WisMesh PocketWMsh

Nodes während der Hinfahrt

Wie erwartet konnte ich in Sargans und im Rheintal einige wenige Nodes empfangen.

RheintalWähredn

Während der weiteren Fahrt meldete sich ab und an eine Node, wurde aber im Mapping nicht gezeigt. Erste in Jena habe ich das Bild vorgefunden, was ich von meiner letzten Reise her kenne.

Jena

Eine Gesamtansicht der Nodes zeigt der Screenshot von MeshSense.

Nodes in und um Jena

Der Rest der Fahrt war bezüglich Meshtastic-Kontakten ein Totalausfall.

Nodes auf der Insel Hiddensee

Unser Feriendomizil ist im Süderhof am südlichen Ende von Vitte. Die Standorte des festen Nodes habe ich im Kartenausschnitt unten eingetragen.

Die Meshtastic Gateway soll in der oberen Etage in Fensternähe installiert werden. Über den Zugang zum WLAN des Hauses kann diese Node dann zusätzlich über MQTT kommunizieren. Die Idee ist, die Standorte im Mapping von Liam Cottle zu markieren.

Unter dieser Voraussetzung kann mit dem Meshtastic Site Planner die Abdeckung des Mesh-Netzwerks simuliert werden. Wie die folgende Abbildung zeigt, sollte der gesamte obere Teil der Insel bis hinunter nach Neuendorf abgedeckt werden.

Ob wieder Nodes aus Dänemark und Schweden zu sehen sein werden, bleibt noch unklar.

Nachdem alle Nodes eingerichtet sind, ist Hiddensee erstmal abgedeckt. Im Feriendomizil ist S3GW stationär, während andere Nodes mit unterwegs sind. Die Verbindungen auf Hiddensee funktioniert erwartungsgemäß.

Solarnode RAK3 am Strand von Vitte
Mobilnode T1k2 am Strand in Kloster

Weitergehende Kontakte sind eher sporadischer Natur. Kontakt nach Kopenhagen und Malmö hatte ich auch diesmal wieder, wie die folgenden Screenshots zeigen.

Nodes während der Rückfahrt

Während der Rückfahrt hatte ich einige wenige Kontakte, die sich aber praktisch kaum im Mapping zeigten.

Nodes in Süddeutschland
Nodes zu Hause

Fazit

Die Kontakte zu anderen Nodes während der Reise und während des Aufenthalts in Norddeutschland waren da, wenn auch nicht in dem Maße, wie ich es erwartet hatte.

Von der Antenne auf dem Fahrzeugdach hätte ich eine größere Ausbeute während der Fahrt erwartet. Die Haftung des Magnetfußes war sehr gut. Bei Geschwindigkeiten bis ca. 160 km/h war kein Verschieben o.ä. zu verzeichnen.

Die stationären Verbindungen in Ballungsräumen waren auch besser als im Jahr zuvor. Da hat sich in der Community einiges getan.

Im Norden dann hatte ich zwar gute Reichweiten bis nach DK und S. Mitteilungen konnten aber nicht ausgetauscht werden. Ich habe dann den Kontakt zu den lokalen Gruppen über deren Portale erreicht. Zu den Nodes in Mecklenburg-Vorpommern habe ich keinen Kontakt bekommen, was topografische Gründe haben soll. Der Kontakt zu meinen eigenen Nodes an unterschiedlichen Orten der Insel war immer gegeben.

2025-06-20/CK

NFN-Solarnode im Test

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Das Notfunk Netzwerk (NFN) ist eine Gruppe von Funkamateuren, CB-Funkern, IT-Fachkräften sowie Feuerwehrmännern, die daran arbeiten, ein flächendeckendes Notfunknetzwerk (Meshtastic) in Zusammenarbeit von Liegenschaften und Grundstückseigentümern in der Schweiz aufzubauen.

Im Ernstfall kann die Kommunikation dezentral über dieses Netzwerk erfolgen – Für JEDERMANN.

Um eine landesweite Erreichbarkeit zu gewährleisten, sind selbst hergestellte und autark arbeitende Solar-Nodes an hohen Standorten unerlässlich.

Im Januar 2025 wurde mit dem Aufbau des Netzwerks in der Zentralschweiz begonnen.

Die Nodes des NFN sind mit den folgenden Bezeichnungen NFN-631#1-1 / Web-SDR.ch erkennbar. Es bedeuten: NFN = Notfunk Netzwerk, 631 = die ersten drei Zahlen der PLZ, # dient als Platzhalter, 1 – 1= Username – Device Nr von diesem User.

Somit ist zu sehen, dass im Gebiet von der PLZ 631x von User 1, der erste Node zu sehen ist.

Dass der Ausbau im Gange ist, zeigen die von mir in Altendorf SZ empfangenen Nodes aus dem NFN-Mesh.

NFN Nodes

Die derzeitige aktiven Client–Solar-Nodes sind unter https://meshtastic.web-sdr.ch/ gelistet. Außerdem sind auf dieser Website Bauvorschläge für eigene Nodes veröffentlicht.

Das 3. Modell der dort gelisteten Vorschläge wurde mir dankenswerterweise vom NFN zum Test zur Verfügung gestellt.

NFN Solar Node

Auf der Webseite: https://www.printables.com/model/859422-rak-4631-meshtastic-node/comments ist der Bauvorschlag zu sehen und unter MAKES, können die bereits veröffentlichten Ausdrucke angesehen werden. Ein Nachbau ist durchaus erwünscht.

Das Gehäuse ist mit genügend Bauraum für die Installation des Controllerboards für die Node, Sensorboards für Spannungs– und Temperaturmessung und einen MPPT Solarregler ausgestattet. Die Antenne wird über einen wetterfesten N-Type-Anschluss verbunden. Eingesetzt wurden hier eine 10’000 mAh LiPo-Batterie und ein Waveshare Solar Panel (5.5V 6W).

Bauraum für die Installation von Node, Sensoren und Batterie

Schon beim Auspacken zeigte sich, dass die Solarzelle bereits auf Glühlampenlicht reagierte, was eine ordentliche Effektivität versprechen sollte.

Für den Test günstig ist die anfängliche Pause des fast sommerlichen Wetters. Der Test beginnt an einem trüben Tag, praktisch ohne Sonne. Am 10.05.25 lässt sich erstmals die Sonne wieder sehen und es geht relativ ausgeglichen weiter. Die Grafik zeigt die Resultate des Tests vom 7.05. bis 19.05.2025.

Fazit:

Für eine autark arbeitende Solarnode ist der Stromverbrauch der Node selbst von absoluter Bedeutung. Folgerichtig kam in der NFN-Node ein nRF52840 basierendes RAK4631-Modul von RAKwireless zum Einsatz.

Ein Li-Ion Akku mit einer Kapazität von 10’000 mAh deckt die Phasen ohne ausreichend Sonnenlicht ab, was hier aber nicht ausgereizt wurde.

Das Solarpanel war überraschend effektiv und selbst bei nicht so sonnigen Tagen wurde die Batterie nachgeladen.

Die Verwendung der hier beschriebene Solarnode vom Notfunk Netzwerk im autarken Einsatz kann ich nach den Tests hier nur empfehlen. Die Daten zum Nachbau sind freigegeben, sodass diesem nichts entgegensteht.

Ich danke dem NFN für die Bereitstellung der Node, wodurch dieser Test erst möglich wurde.

Lust auf mehr?
Wenn Du ein ähnliches Projekt starten möchtest oder Fragen zu Deinem Setup hast – ich unterstütze Dich gern als Consultant.
Jetzt unverbindlich Kontakt aufnehmen »

2025-05-23/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

Meshtastic Solar Motherboard

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Auf Basis des RAKwireless Coremoduls RAK4631 und der Baseboards RAK19007 bzw. RAK19003 kann sehr einfach ein solar-betriebener IoT-Knoten aufgebaut werden. Ich hatte im Beitrag Solar-betriebener LoRa-Knoten einen solchen Knoten für das LoRaWAN vorgestellt.

Die einzusetzenden Baseboards unterstützen zwar eine einfache Stromversorgung über ein Solarpanel, doch sollte wegen der höheren Stromaufnahme eines Meshtastic-Knotens die vom Solarpanel bereitgestellte Energie mit einem Solar-MPPT-Batteryloader optimal genutzt werden.

MPPT steht für „Maximum Power Point Tracking“ und bezeichnet die Nachführung des Punktes maximaler Leistung einer Solarzelle.

Vlastimil Slintak hat diesen Ansatz verfolgt und einen Solar-MPPT-Batteryloader für Li-Ion-, LiFePo4- oder LTO-Batterien mit einem RAK4630-Modul zu einem Meshtastic Solar Motherboard kombiniert (https://uart.cz/en/2534/solar-mppt-charger-for-meshtastic/). Das Board mit den Maßen 70 × 43 mm ermöglicht die Verwendung eines jeden Solarpanels mit einer Spannung von 7 bis 30 V und jeder Batterie mit einer Nennspannung von weniger als 5,6 V.

Unterstützt werden:

  • 1S Li-Ion und Li-Po-Batterie (Standard- und allgemein erhältliche Akkus, wahrscheinlich die am häufigsten verwendeten unter Meshtastic-Enthusiasten),
  • 1S LiFePo4 (gängige Batterien in Solaranlagen mit langer Lebensdauer und einer Kapazität von mehr als 100 Ah) oder
  • 1S und 2S Lithiumtitanatoxid, auch LTO genannt (Batterien, die auch im Winter bei Temperaturen unter -10 °C entladen und geladen werden können).

Das Board verfügt über Qwiic-Anschlüsse (SparkFun Qwiic bzw. Adafruit STEMMA) für I2C-Sensoren (z. B. Temperatur-, Feuchtigkeits- und Druckmessungen oder alle anderen von der Meshtastic-Firmware unterstützten Sensoren), einen USB-C-Anschluss (dieser wird nur für die Kommunikation verwendet, er ist nicht für die Stromversorgung der Platine vorgesehen) und eine RESET-Taste für einfache FW-Updates, zwei Signal-LEDs, einfachen Zugriff auf UART RX- und TX-Signale und eine SWD- Schnittstelle (Serial Wire Debug) für die FW-Entwicklung/das Debuggen und schließlich drei Befestigungslöcher für M3-Schrauben zur bequemen Montage der Leiterplatte in einer Box.

Hier ist das umfangreiche Datenblatt für das Meshtastic Solar Motherboard (https://pcb.uart.cz/datasheets/solar-node-revD-datasheet.pdf).

Sie finden das Meshtastic Solar Motherboard von Vlastimil im Lectronz-Onlineshop (https://lectronz.com/stores/uartcz).

2025-04-25/CK

Solar-betriebener Meshtastic-Knoten

2 Antworten

Der im Blogpost Meshtastic – Erfassen, Versand und Visualisierung von Messwerten beschriebene Meshtastic-Knoten wird hier bezüglich der Stromaufnahme unter verschiedenen Umgebungsbedingungen untersucht.

Da das externe Sensormodul hinsichtlich der Stromaufnahme (noch) nicht optimiert ist, starte ich den Solartest ohne diesem Modul.

Eine Überschlagsrechnung zeigt, dass mit einem 5 V/3 W-Solarpanel und einem Li-Ion-Akku 18650 der Strombedarf gedeckt sein könnte. Die theoretische Laufzeit von ca. 3 Tagen ist für die Überbrückung einer Dunkelflaute allerdings knapp bemessen.

Weiterlesen →

Meshtastic – Erfassen, Versand und Visualisierung von Messwerten

1 Antwort

Im Blogbeitrag „Meshtastic – Erfassung und Versand von Messwerten“ hatte ich die Erweiterung eines Meshtastic-Knotens mit Sensoren und den Versand der erfassten Messwerte betrachtet. Damit stehen die Messwerte im Meshtastic-Netzwerk zur Verfügung.

Sollen die erfassten Messwerte visualisiert oder anderweitig weiterverarbeitet werden, dann müssen sie außerhalb des Meshtastic-Netzwerks zur Verfügung gestellt werden. Ein mit einer MQTT-Schnittstelle ausgestatteter Meshtastic-Knoten kann die Verbindung ins Internet ermöglichen. Auf diese Weise lassen sich örtlich weit auseinanderliegende (lokale) Meshtastic-Netzwerke verbinden und/oder erfasste Daten zentral auswerten.

Der Off-Grid-Aspekt geht in diesem Fall allerdings verloren.

Bei den folgenden Betrachtungen gehe ich von dem in der Abbildung gezeigten Meshtastic-Netzwerk aus.

Meshtastic-Netzwerk

Mein Netzwerk besteht aus verbreiteten Meshtastic-Devices. Eine kommentierte Übersicht finden Sie unter Meshtastic Erfahrungen: Boards und Module.

Hervorzuheben sind hier der RAKwireless-Sensorknoten auf Basis eines Mikrocontrollers RAK4631 (nRF52840), der Messwerte über verschiedene Sensoren erfasst und diese im Meshtastic-Netzwerk zur Verfügung stellt, und der Heltec LoRa32 V3 Knoten auf Basis eines ESP32-S3, der eine WiFi-Schnittstelle zur Verbindung mit einem Router und über diesen mit dem Internet ermöglicht. Die anderen Meshtastic-Knoten (in der Abbildung nicht eingefärbt) empfangen die Nachrichten des Sensorknotens und dienen dem üblichen Nachrichtenaustausch.

Um den Meshtastic-Knoten autonom betreiben zu können, wird dieser über eine Solarzelle mit Batteriepufferung versorgt. Nachdem der ursprünglich vorgesehene Waveshare Solar Power Manager (B) nicht die erwarteten Ergebnisse gebracht hat, habe ich einen DFRobot Solar Power Manager 5 V eingesetzt (siehe Abbildung).

Speisung des Meshtastic-Knoten durch einen DFRobot Solar Power Manager 5 V

Der Ladezustand des eingesetzten NCR18650 Li-Ion-Akkus muss separat überwacht werden. Hierzu verwende ich einen INA219, der über den I2C-Bus mit dem Grove-Anschluss des RAK1920 Sensor Adapter Modul verbunden wird (siehe Abbildung).

Messung des Ladezustands des LiPo-Akkus mit einem INA219-Sensor

Der mit einem I2C-Interface ausgestattet SHTC3-Sensor zur Messung von Temperatur und relativer Feuchte kann über einen I2C-Hub (z.B. von M5Stack) mit dem Grove-Anschluss des RAK1920 Sensor Adapter Moduls verbunden werden.

Der Temperatursensor DS18B20 ist Bestandteil des im Blogbeitrag „Meshtastic – Erfassung und Versand von Messwerten“ beschriebenen externen Sensormoduls, welches über ein serielles Interface mit dem RAK1920 Sensor Adapter Modul verbunden wird.

Beide Mikrocontroller, der Meshtastic-Knoten und das externe Sensormodul, werden vom DFRobot Solar Power Manager 5 V über ein USB-A- zu 2x USB-C-Kabel mit Spannung versorgt.

Als MQTT-Broker verwende ich HiveMQ (https://broker.hivemq.com). Es ergibt sich damit die in der Abbildung gezeigte Zusammenstellung.

Vom Meshtastic-Gateway werden mit dem Token msh/2/json/LongFast verschiedene MQTT-Messages versendet (published). Ein MQTT-Client abonniert (subscribed) diese Tokens und kann damit die übermittelten Nachrichten weiterverarbeiten.

Ich habe auf dem PC den MQTT-Client MQTTX installiert und kann damit die empfangenen Messages anzeigen. Abgeleitet von den aktivierten Meshtastic-Modulen empfange ich vom Knoten 2692927950 (RAK1) die folgenden Messages:

Telemetry Message:

{
  "channel": 0,
  "from": 2692927950,
  "hop_start": 3,
  "hops_away": 0,
  "id": 587303572,
  "payload": {
    "barometric_pressure": 0,
    "current": -0.200000002980232,
    "gas_resistance": 0,
    "iaq": 0,
    "lux": 0,
    "radiation": 0,
    "relative_humidity": 29.2199993133545,
    "temperature": 24.4500007629395,
    "voltage": 4.19999980926514,
    "white_lux": 0,
    "wind_direction": 0,
    "wind_gust": 0,
    "wind_lull": 0,
    "wind_speed": 0
  },
  "rssi": -54,
  "sender": "!fa66367c",
  "snr": 6.75,
  "timestamp": 1740267577,
  "to": 4294967295,
  "type": "telemetry"
}

TextMessage:

{
  "channel": 0,
  "from": 2692927950,
  "hop_start": 3,
  "hops_away": 0,
  "id": 3687588499,
  "payload": {
    "text": "DS18B20 Temp =  24.8 °C\n"
  },
  "rssi": -54,
  "sender": "!fa66367c",
  "snr": 6.25,
  "timestamp": 1740267577,
  "to": 4294967295,
  "type": "text"
}

Position Message:

{
  "channel": 0,
  "from": 2692927950,
  "hop_start": 3,
  "hops_away": 0,
  "id": 1306258064,
  "payload": {
    "altitude": 423,
    "latitude_i": 471921490,
    "longitude_i": 88150580,
    "precision_bits": 32,
    "time": 1740266796
  },
  "rssi": -54,
  "sender": "!fa66367c",
  "snr": 5.75,
  "timestamp": 1740266796,
  "to": 4294967295,
  "type": "position"
}

In den drei Messages sind alle von den Sensoren erfassten Messwerte enthalten. Vom Sensor SHTC3 werden Temperatur (temperature) und rel. Luftfeuchtigkeit (relative_humidity) erfasst. Der Sensor INA219 erfasst den Ladezustand der Batterie mit Spannung (voltage) und Strom (current).

Der Temperaturmesswert des DS18B20 Sensors wird vom externen Sensormodul als Textstring übergeben und folglich auch als Textmessage (text) versendet.

Die Positionsdaten sind hier fest vorgegeben und werden in der Position Message (altitude, latitude_i, longitude_i) versendet.

Die MQTT-Messages enthalten weitere Daten, die bei Bedarf auch noch ausgewertet werden können.

Ich verwende zum Zugriff auf den MQTT-Broker und zur Visualisierung der erfassten Messwerte die IoT-Plattform Datacake. Datacake ist eine vielseitig einsetzbare Low-Code-IoT-Plattform, die keine Programmierkenntnisse und nur minimalen Zeitaufwand erfordert, um benutzerdefinierte IoT-Anwendungen für den Desktop oder Mobil Devices zu erstellen.

Die folgenden Abbildungen zeigen ein Dashboard für einen Desktop-PC und zwei Screenshots des Dashboards für ein Smartphone.

Dashboard für den Desktop
Dashboard für Smartphone-1
Dashboard für Smartphone-2

Die verwendete Software finden Sie unter https://github.com/ckuehnel/Meshtastic.

Über den öffentlichen Link können Sie
das Dashboard aufrufen.

Das Verhalten des Meshtastic-Knotens unter verschiedenen Umgebungsbedingungen beschreibe ich im Blogpost Solar-betriebener Meshtastic-Knoten.

2025-03-14/CK

Meshtastic Knoten reist von Zürich nach Dresden und zurück

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Im Sommer des vergangenen Jahres hatte ich Meshtastic Knoten mit auf meiner Reise von Zürich an die Ostsee (Meshtastic Knoten auf Reise).

Diesmal geht die Reise von Zürich nach Dresden und ich bin gespannt, was sich so getan hat. Das folgende Bild zeigt meine Reiseroute.

Es begleiten mich zwei Nodes – WisMesh Pocket (WMsh) & LiliGo T-Deck Plus (TDck). WisMesh Pocket habe ich mit eine Magnetfussantenne auf dem Dach des PKW befestigt. Bis etwas 150 km/h zeigte sich das auch als stabil.

WisMesh Pocket
LilyGo T-Deck Plus

Ich habe den Default Channel (LongFast) bemüht, da nur wenige Special Channels auf dieser Route verfügbar waren. Um es vorwegzunehmen, die Ausbeute war unter meinen Erwartungen.

Im Vorarlberg habe ich einige bekannte Nodes wieder gesehen, doch über den Rest der Strecke war weitgehend Schweigen. Zumindest in Ulm und Nürnberg hatte ich etwas erwartet. Um so erfreulicher waren die ersten Nodes dann in Dresden. Da hat es einiges gegeben und ich werde in den nächsten Tagen etwas in die Höhe gehen und dann sicher eine bessere Ausbeute zeigen können.

Leider hat sich der WisMesh Pocket zwischendurch verabschiedet und muss erst zu Hause wieder zum Leben erweckt werden.

Die letzten Tage habe ich dann mit dem LilyGo T-Deck Plus auf dem Armaturenbrett meines PKW die folgende Abdeckung in Dresden sehen können. Morgen werde ich noch von der Babisnauer Pappel (Höhe 330 m.ü.M.) einen neuen Test starten.

TDck im Stadtgebiet
TDck an der Babisnauer Pappel

Bei der Heimfahrt konnte ich nicht mehr von der Magnetfussantenne profitieren, sondern hatte das gegenüber dem WisMesh Pocket weniger empfindliche LilyGo T-Deck Plus auf dem Armaturenbrett. Im Bild links wurden auch keine Nodes während der Fahrt empfangen, während die Abdeckung zu Hause (im Bild rechts) wieder das übliche Bild zeigt.

TDck auf der Fahrt ohne Empfang
Abdeckung wieder zu Hause

Interessant für mich war die große Meshtastic Aktivität in und um Dresden, die ich selbst unter suboptimalen Bedingungen auf meiner Seite sehen konnte.

Die folgende Tabelle zeigt eine kleine Auswahl von empfangenen Nodes mit deren Ortskoordinaten sowie der Entfernung zu meinem an der Babisnauer Pappel installierten TDck und die Zahl der Hops.

ShortLongLONLATHeightDistanceHops
TDckLilygo
T-Deck		50.9782913.750052570
MikeMike51.0400013.7300042072
Lohm Lohmen50.9870113.97228015.63
WBL1DG2KW51.15341 13.5795313122.84
ZH-D JO61VC51.0449013.76502 17811.82
PO4 PHOS-44 51.0918713.65770014.21

2025-02-14/CK

Meshtastic – Erfassung und Versand von Messwerten

1 Antwort

Ein Meshtastic-Netzwerk ist ein drahtloses Mesh-Netzwerk, das hauptsächlich zur Kommunikation in Gebieten ohne Mobilfunknetz oder Internet oder unabhängig von diesen verwendet wird (Off-Grid-Netzwerk).

Es können Textnachrichten und Standortinformationen zwischen Geräten (Meshtastic-Knoten) ausgetauscht werden. Neben der Übermittlung von Textnachrichten und Standortinformationen, wie GPS-Daten, können Meshtastic Knoten aber auch Messwerte erfassen und mit anderen Knoten austauschen.

In der folgenden Abbildung ist eine solche Anwendung gezeigt. Es steht das Übertragen der von einzelnen Knoten erhobenen Messwerte im Vordergrund.

Meshtastic-Netzwerk zum Erfassen und Übermitteln von Messdaten

Außerdem kann einer der Meshtastic-Knoten mit einer MQTT-Schnittstelle ausgestattet sein, die eine Verbindung ins Internet ermöglicht. Auf diese Weise lassen sich örtlich weit auseinanderliegende (lokale) Meshtastic-Netzwerke verbinden und deren Daten zentral auswerten. Der Off-Grid-Aspekt geht in diesem Fall allerdings verloren.

Zur Messwerterfassung steht eine breite Palette von Sensoren mit unterschiedlichen Interfaces zum Datenaustausch zur Verfügung.

Sensoren mit I2C-Interface

Von Meshtastic wird eine Reihe wichtiger Sensoren mit I2C-Interface direkt unterstützt. Unter der URL https://meshtastic.org/docs/configuration/module/telemetry/ sind die aktuell unterstützten Sensoren gelistet.

Messungen der Umgebungsbedingungen und einiger Gesundheitsaspekte sind damit direkt möglich. Wichtig zu beachten ist, dass der betreffende Meshtastic Knoten auch ein I2C-Interface zur Verfügung stellt.

Meshtastic-Knoten

Eine komfortable Lösung besteht bei Verwendung eines Meshtastic Starter Kits von RAKwireless bestehend aus den folgenden Komponenten:

  • WisMesh Base Board RAK19026 oder WisBlock Base Board RAK19007
  • WisBlock Core Module RAK4631
  • WisBlock Sensor Adapter Module RAK1920
  • OLED Display RAK1921 (optional)
  • GNSS GPS Location Module u-blox ZOE-M8Q RAK12500 (optional)

Selbst bei bestücktem OLED-Display ist das I2C-Interface über den Grove-Stecker des RAK1920 zugänglich, wie die folgende Abbildung des komplett ausgestatteten Meshtastic Knotens zeigt.

RAKwireless RAK4631 Meshtastic Knoten

Für experimentelle Arbeiten bietet sich ein RAKBox-B5 Transparent Acrylic Enclosure (https://store.rakwireless.com/products/rakbox-b5-transparent-acrylic-enclosure) von RAKwireless an, wie ich es beispielsweise bei Experimenten zu einem solargepufferten IoT-Knoten eingesetzt habe (https://ckarduino.blog/2023/12/21/solar-buffered-wisblock-node/).

Für das Meshtastic Starter Kit von RAKwireless gibt es aus der Gehäusereihe Unify Enclosure das für den Außeneinsatz spezifizierte Unify Enclosure IP67 150x100x45 mm mit einem Solarpanel im Gehäuseoberteil.

Mit diesen Möglichkeiten kann recht einfach von einem Prototyp, der nicht für den Außeneinsatz geeignet ist, auf ein finales, für den Außeneinsatz geeignetes Produkt übergegangen werden.

Auf dem Baseboard lassen sich WisBlock Sensoren direkt montieren. Mit dem RAK1901 WisBlock Temperature and Humidity Sensor können beispielsweise Umweltdaten (Temperatur, rel. Luftfeuchte) sehr einfach erfasst werden. Will man nicht die Messwerte im Inneren des Gehäuses erfassen, dann sollte der RAK1901 entweder durch ein Expansionskabel vom Baseboard abgesetzt oder gleich durch einen externen Sensor ersetzt werden. Sowohl für die Sensor- als auch IO-Slots der Baseboards bietet RAKwireless FPC Extension Cables an.

Wollen Sie gleich einen für den Outdoor-Einsatz geeigneten Sensor einsetzen, dann liefert eine Suche schnell verschiedene Angebote unterschiedlicher Bauform, die in der Regel auf Sensoren der Schweizer Fa. Sensirion aufbauen.

Bauformen von Sensoren für den Ausseneinsatz

Mit einem Grove-Stecker ausgerüstet, kann ein solcher Sensor direkt mit dem RAK1920 kontaktiert werden.

Beim Starten des Meshtastic-Knotens kann über die serielle Console des WebFlashers die Detektion der angeschlossenen I2C-Devices verfolgt werden. Der folgende Screenshot zeigt die Detektion des OLED-Displays und die Detektion eines externen SHTC3-Sensors.

Detektion der angeschlossenen I2C-Devices

Die Telemetriedaten beinhalten der erfassten Messdaten und zeigen sich beispielsweise im Programm MeshSense, wie im folgenden Screenshot gezeigt.

Telemetriedaten im Programm MeshSense

Mit der Anschlussmöglichkeit für externe I2C-Sensoren haben Sie bereits vielfältige Möglichkeiten der Messwerterfassung. Bedingung ist, dass der Sensor ein I2C-Interface aufweist und von der Meshtastic Firmware auch unterstützt wird.

Sensoren ohne I2C-Interface

Für die Erfassung von Umweltdaten gibt es auch eine Reihe von Sensoren, die zwar für den Außeneinsatz geeignet sind, aber kein I2C-Interface aufweisen. Zwei möchte ich hier beispielhaft nennen.

Waterproof DS18B20 Digital Temperature Sensor (IP68)

Der DS18B20 ist ein Temperatursensor im TO92-Gehäuse mit einem 1-Wire-Interface. Durch seine werkseitige Kalibrierung ist der Sensor sehr genau. Der DS18B20 wird nicht durch Meshtastic unterstützt. In der wasserdichten Version gemäss der folgenden Abbildung kann er sehr gut als echter externer Sensor dienen.

Ultrasonic Ranging Sensor for Water Level Detection (25-800 cm, IP67)

Dieser Ultraschallsensor misst Entfernungen zwischen 25 und 800 cm. Dank der integrierten Temperaturkompensation arbeitet er zuverlässig in einem Temperaturbereich von -15 °C bis 60 °C. Dieser Sensor weist ein serielles Interface (UART) auf und ist ideal für die Erkennung des Wasserstandes in Schächten, in Wassertanks und in Flussläufen. Auch dieser Sensor wird nicht durch Meshtastic unterstützt.

Das serielle Interface steuert über RX die Messung (T1＞2,5 s, T2 = 0,9 ~ 2,5 s; RX Pulsbreite zwischen 10 us und 2 ms). Alle weiteren Informationen und Codebeispiele sind über den Link oben zu finden.

Timing Diagram

Externes Erfassungsmodul

In einem Meshtastic-Netzwerk können externe Erfassungsmodule Sensoren ergänzen, die bislang (noch) nicht durch Meshtastic unterstützt werden.
Die folgende Abbildung zeigt einen Ausschnitt aus einem Meshtastic-Netzwerk mit drei Meshtastic-Knoten (grün eingefärbt). Ein Meshtastic-Knoten weist eigene, von der Meshtastic-Firmware unterstützte Sensorik auf. Für weitere Sensoren kann ein externes Erfassungsmodul eine Schnittstellenfunktion übernehmen. Das externe Erfassungsmodul (blau eingefärbt) kontaktiert einen beliebigen Sensor über dessen Interface und wandelt die Messergebnisse in einen Textstring. Dieser Textstring wird dann seriell an einen Meshtastic-Knoten übertragen.

Meshtastic Netzwerk mit externem Erfassungsmodul

Der eingesetzten Mikrocontroller muss die erforderlichen Schnittstellen für den Anschluss des auszuwertenden Sensors aufweisen (I2C, SPI, 1-Wire etc.) sowie eine UART-Schnittstelle zur Übertragung der Messwerte an den zugeordneten Meshtastic-Client. Die Stromaufnahme für das gesamte Erfassungsmodul incl. Sensor sollte möglichst gering sein, damit Batteriebetrieb möglich ist. Ich verwende hier einen nRF52840 in Form eines XIAO nRF52840 von SeeedStudio. Grundsätzlich kann jeder Mikrocontroller aus der XIAO-Familie eingesetzt werden.

XIAO nRF52840

Wie die Abbildung oben zeigt, sind I2C, SPI, UART sowie analoge und digitale IO nach Außen geführt und die Voraussetzungen für eine flexible Sensoranbindung erfüllt. SeeedStudio bietet ergänzend zu den XIAO-Mikrocontrollern noch das XIAO Expansion Board an, wodurch ein kompaktes Erfassungsmodul mit optionaler Anzeige aufbaubar ist.

XIAO Expansion Board

Für die Kontaktierung des XIAO nRF52840 stehen Buchsenleisten zur Verfügung, über die jeder Anschluss auch nach außen hin verfügbar ist. Außerdem stehen die I2C- und UART-Anschlüsse als Grove-Ports (rot umrandet) zur Verfügung.

Der 1-Wire-Sensor DS18B20 wird über den digitalen Eingang D0, der an einem Grove-Anschluss zur Verfügung steht, angeschlossen. Bitte denken Sie an den erforderlichen PullUp-Widerstand. Auf dem OLED-Display wird der erfasste Temperaturmesswert angezeigt.

Das Programm XIAO_nRF52840_DS18B20.ino fragt den DS18B20 Sensor ab und bereitet die Daten zur Anzeige auf dem OLED auf. Der ermittelte Temperaturmesswert wird in einen String konvertiert, der über die UART an den Meshtastic-Knoten weitergeleitet wird. Dieses und weitere Programmbeispiele finden Sie auf GitHub unter https://github.com/ckuehnel/Meshtastic. Die folgende Abbildung zeigt die Ausgabe über die Console des XIAO nRF5240.

Die Übertragung der Daten vom externen Erfassungsmodul zum Meshtastic-Knoten zeigt die folgende Abbildung.

Das ursprünglich am Meshtastic Knoten installierte GPS-Modul RAK12500 musste ich entfernen, da das Modul das serielle Interface belegt, welches hier für die Verbindung zum Erfassungsmodul verwendet wird.

Die Details zur Konfiguration des Serial Module finden Sie unter https://meshtastic.org/docs/configuration/module/serial/. Der folgende Screenshot zeigt die erforderlichen Einstellungen. Die seriellen Pins gelten für ein RAK19007 Baseboard.

Serial Configuration für RAK19007

Der übertragene Textstring wird vom Serial Module der Meshtastic-Firmware als Textmessage in der Form RAK1: DS18B20 Temp = xx.x °C über den Primary Channel gesendet. Im Programm MeshSense zeigen sich die Textmessages gemäss folgendem Screenshot.

MeshSense Messages Output

In der Android-App zeigen sich die Telemetriedaten und die Textmessage mit dem DS18B20 Messwert, wie in den beiden Screenshots von einem Smartphone zu sehen ist.

Die gesplittete USB-Spannungsversorgung für die beiden den Meshtastic-Knoten bildenden Module war zwar sehr komfortabel, zeigte sich aber als sehr stromhungrig. Im Blogpost Solar-betriebener Meshtastic-Knoten ist der Strombedarf im realen Betrieb gezeigt. Mit den Erkenntnissen aus dem erwähnten Post ergibt sich die folgende Schaltungsänderung zur Reduzierung des Strombedarfs.

Sind Sie noch neu bei diesem interessanten Thema, dann finden Sie Grundlagen im nebenstehenden eBook, das im Rheinwerk-Verlag erschienen ist. Daniel Schlapa hat das Buch schon mal gelesen und rezensiert.

2025-03-17/CK

Meshtastic Kit: Experimenting with XIAO ESP32-S3 & Wio-SX1262

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Im Blogbeitrag Meshtastic Kit for Experimentation hatte ich Ihnen das XIAO ESP32S3 & Wio-SX1262 Kit vorgestellt.

Rechtzeitig vor dem Chinesischen Neujahrsfest kam heute meine Bestellung von Seeedstudio an.

Komponenten des XIAO ESP32S3 & Wio-SX1262 Kits

Durch die Kontaktierung der beiden Boards über den B2B-Connector entsteht ein kompaktes Meshtastic-Modul.

XIAO ESP32-S3 & Wio-SX1262 Modul

Ein Meshtastic Experimentierumfeld zeichnet sich dadurch aus, dass es den eigentlichen Meshtastic Knoten um für die Anwendung wichtige externe Komponenten erweitert. Das XIAO Expansionsboard bietet neben Grove-Connectoren ein OLED-Display, wodurch die komplette Infrastruktur für Meshtastic Experimente verfügbar ist.

XIAO ESP32-S3 & Wio-SX1262 Modul im XIAO Expansionsboard

Die Einrichtung des Meshtastic-Knotens erfolgt wie gewohnt über den WebFlasher und anschliessende Konfiguration.

Ich habe den Meshtastic-Knoten über den I2C-Port mit einer M5Stack ENV II Unit erweitert. Durch die in dieser Unit verbauten Sensoren 8sh

SHT30 & BMP280) können Temperatur und relative Feuchte sowie barometrischer Druck gemessen werden. Auf dem OLED-Display werden die Daten der empfangenen Meshtastic-Knoten angezeigt.

In der verbundenen Android App stellen sich die übermittelten Telemetriedaten dann gemäss dem folgenden Screenshot dar.

Screenshot Android App

2025-01-09/CK