Ich habe mich recht intensiv mit Meshtastic beschäftigt und die Erfahrungen im eBook Meshtastic – Funknetze mit LoRa zusammengestellt. Hier im Blog sind neue Erfahrungen und Ergebnisse erschienen.
Es ist sehr erfreulich, dass neue Boards und Module die bislang vorhandene Hardware ergänzen und durch Meshtastic auch unterstützt werden.
Ein Blick in den WebFlasher zeigt die Vielzahl heute unterstützter Boards.
Aus diesem breiten Angebot kann sicher ein Board gefunden werden, welches die konkreten Anforderungen abdeckt. Die Beschaffung selbst ist derzeit auch kein Problem mehr. Wer die Bestellung beim Lieferanten in China nicht vornehmen möchte, findet für die meisten Boards auch einen Lieferanten in Europa.
Im folgenden Excel-Sheet habe ich die bei mir laufenden Meshtastic Nodes mit wichtigen Merkmalen zusammengestellt. Die Tabelle ist nicht final und wird ggf. erweitert. Der Änderungsstand ist am Fuss der Tabelle vermerkt.
Für Ihre Hinweise bin ich jederzeit offen und kann auch dementsprechende Ergänzungen vornehmen.
Wieder zu Hause angekommen folgte später eine Periode mit häufigem Regen und das im Freien platzierte Gehäuse wurde geflutet, worauf der Meshtastic Client ausfiel. Die IP67 Spezifikation wurde nicht eingehalten und RAKwireless versprach an diesem Problem zu arbeiten. Ich war nicht der einzige, dem das passiert war.
Nach dem Aufschrauben des Gehäuses konnte ich erstmal das Wasser entfernen und es zeigten sich versengte Kabel vom 18650-Batteriehalter zum Stecker auf dem Baseboard.
Nach einer längeren Trocknungszeit habe ich den Batteriehalter ersetzt und nach dem Bestücken der 18650-Batterie meldete sich der Client sofort wieder. Alle anderen Komponenten haben also den Crash überstanden!
Es ist nun also eine gute Zeit, die Nachladung durch die Solarzelle zu testen. Im Sommer hat die Nachladung erwartungsgemäß funktioniert. Wie sich das jetzt unter weniger optimalen Bedingungen gestaltet, werden die nächsten Wochen zeigen.
Die folgenden Grafiken zeigen den Verlauf der Batteriespannung. Der Test wurde am 7.03.2025 mit einer Batterie mittleren Ladezustands begonnen.
Nachladung im März
Im Mai habe ich den Test wiederholt. Bei durchaus gemischtem Wetter wurden kurzfristige Ausfälle beim Sonnenschein (2 bis 3 Tage) gut kompensiert. Für richtige Dunkelflauten dürfte es kaum reichen.
Im Blockbeitrag Solarbetriebener LoRa-Knoten habe ich einen auf WisBlock-Komponenten (RAK4631) basierenden LoRaWAN-Knoten vorgestellt. Eine 5 W Solarzelle lädt bei genügend Sonnenlicht einen 18650-LiPo-Akku auf. Die Spannungsversorgung des LoRa-Knotens erfolgt durch die höhere der beiden Spannungen.
Der gleichen Hardware habe ich die Meshtastic Firmware aufgespielt und starte einen Versuch zum autonomen Betrieb dieser Konfiguration. Ein Meshtastic Client bietet insofern ungünstige Bedingungen, als er praktisch im Dauerbetrieb läuft und nicht einfach in einen Deep Sleep versetzt werden kann.
Der Test beginnt mit einem mittelmäßig aufgeladenen LiPo-Akku, dessen Entladung am ersten Tag durch reichlich zwei Stunden Sonnenschein wieder ausgeglichen wurde. Am zweiten Tag war die Sonnenscheindauer etwas länger, die Sonneneinstrahlung aber weniger intensiv, wodurch die Entladung nicht kompensiert wurde. Dieser Vorgang setzt sich bis zum Aussetzen der Kommunikation fort.
Die folgenden Screenshots des Ladezustands und die Tabelle zeigen die konkreten Werte.
Erste 48 h Testzyklus
Letzte 24 h Testzyklus
Status
Daum
Uhrzeit
Batteriespannung
Ladezustand
Start Entladung
15.12.2024
19:56
3.59 V
36 %
Start Solarnachladung
16.12.2024
11:16
3.40 V
18 %
Ende Solarnachladung
16.12.2024
13:56
3.63 V
40 %
Start Solarnachladung
17.12.2024
11:13
3.36 V
14 %
Ende Solarnachladung
17.12.2024
15:20
3.54 V
31 %
…
…
…
…
…
Start Solarnachladung
18.12.2024
13:55
3.32 V
11 %
Ende Solarnachladung
18.12.2024
14:08
3.23 V
6 %
Ende der Kommunikation
18.12.2024
15:44
3.05 V
0 %
Aus dem Verhalten der Batterienachladung an zwei eher sonnigen Tagen im Dezember 2024 und den darauf folgenden weniger sonnigen Tagen zeigt sich, dass ein zuverlässiger Dauerbetrieb bei normalen Bedingungen kaum möglich sein dürfte.
In meinem Meshtastic eBook befasst sich ein Abschnitt mit Batterietypen und ein anderer mit der Optimierung der Solar-Spannungsversorgung. Für einen autonom zu betreibenden Meshtastic-Knoten sind das durchaus komplexe Themen.
Ein MPPT-Laderegler sollte eine deutliche Verbesserung des Ladevorgangs bringen. Auch die eingesetzte Batterietechnologie spielt eine Rolle für das Gesamtverhalten.
Inwieweit ein MPPT-Laderegler mit dem gleichen Solarpanel und einem Li-Po Akku hier bessere Resultate zulässt, werde ich untersuchen. Eine Vergrößerung des Solarpanels bleibt dann immer noch als Option.
Einen Waveshare Solar Power Manager (B), der einen Li-Po-Akku mit 10’000 mAh und Solarpanels mit 6 V ~ 24 V unterstützt, habe ich bestellt.
MeshSense ist eine einfache Open-Source-Anwendung, die alle wichtigen Daten des Meshtastic-Netzes in Ihrem Umfeld überwacht, kartiert und grafisch darstellt. Es liefert alle angeschlossenen Knoten, Signalberichte, Routenverfolgung u.a.m.
MeshSense stellt über Bluetooth oder WiFi eine direkte Verbindung zu Ihrem Meshtastic-Knoten her und liefert kontinuierlich alle Informationen, die Sie zur Beurteilung des Zustands Ihres Netzwerks benötigen.
Ab der Version 1.0.16beta werden auch Sensordaten in der Nodes List angezeigt.
Im Bild ist ein mit einem Temperatursensor ausgestatteter SenseCap T1000-E und ein mit Temperatur- und Feuchtigkeitssensor ausgestattetes RAKwireless WisBlock Modul zu sehen. Beim SenseCap T1000-E wird deshalb nur die Temperatur angezeigt, während das RAKwireless WisBlock Modul noch zusätzlich die Luftfeuchtigkeit anzeigt.
Ein Manual wird nicht angeboten, doch nach wenigen Klick finden Sie sich in der MeshSense Anwendung zurecht. Ein Update auf die jeweils aktuelle Version kann aus der Anwendung selbst erfolgen.
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.
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.
Hier ist neben Informationen zum ADC, Stromverbrauch, Batterielaufzeit und Antennen eine Übersicht aktuell verfügbarer Meshtastic Knoten mit Preisen und Links zum Anbieter gelistet.
Schon geraume Zeit experimentiere ich mit unterschiedlichen Meshtastic Knoten. Bei meiner Ferienreise nach Norddeutschland wollte ich zwei dieser Knoten testen.
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.
ReiserouteMeshtastic 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.
With a mesh network, the range between nodes in a network can be significantly extended.
Due to the limited bandwidth of LoRa, Meshtastic does not track the forwarding of a message to its destination. The traceroute module can provide information on this.
Only nodes that know the encryption of the channel used can be tracked. A message can arrive via several routes due to re-broadcasting. The traceroute module only tracks the hops of the first packet that contains the traceroute request and arrives at the destination.
As the picture shows, my RAK4631-02 node in Altendorf SZ receives messages from the Haflinger73 base in Remigen AG, 59 km away..
Mit einem Mesh-Netzwerk kann die Reichweite zwischen Knoten eines Netzwerks deutlich erweitert werden.
Aufgrund der begrenzten Bandbreite von LoRa verfolgt Meshtastic nicht die Weiterleitung einer Nachricht bis zum Ziel. Das Traceroute-Modul kann eine Information hierzu liefern.
Es können nur Knoten verfolgt werden, die die Verschlüsselung des verwendeten Kanals kennen. Eine Nachricht kann wegen des Re-Broadcasting über mehrere Routen ankommen. Das Traceroute-Modul verfolgt nur die Hops des ersten Pakets, das die Traceroute-Anfrage enthält und am Ziel ankommt.
Wie das folgende Bild zeigt, empfängt mein RAK4631-02 Knoten in Altendorf SZ u.a. Nachrichten vom 59 km entfernten Haflinger73 Base in Remigen AG.
The node is located on the balcony on the mezzanine floor. The hops are set to 5.
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Mein Knoten besteht aus einem RAKwireless Meshtastic Starter Kit mit einer RAKARJ11 2 dBi 860-868 MHz Black Plastic Antenna und weist keine Besonderheiten auf.
Der Knoten liegt auf dem Balkon im Hochparterre. Die Hops sind auf 5 eingestellt.
The total area covered is considerable and can be seen in the screenshot.
The primary channel LongFast with default encryption is used.
Der insgesamt abgedeckte Bereich ist doch erheblich und im Screenshot zu sehen.
Verwendet wird der Primary Channel LongFast mit Default-Encryption.
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