ОГЛАВЛЕНИЕ:
>>> Часть 2. Радиомодемы фирменные.
Часть 3. Радиомодемы самодельные.
Часть 4. Сборка и прошивка радиомодема.
КОНСТРУКЦИЯ РАДИОМОДЕМА
Итак, вы заинтересовались темой построения собственной радиосети? Решили поискать единомышленников, а они, оказывается, есть… Но ещё не знаете где радиомодем взять или как его сделать самому. В этой части вы всё узнаете. Всё очень просто!
В начале пути освоения Meshtastic-проекта, автором был проведён схемотехнический анализ фирменных Meshtastic-модемов, благо, информация не секретная и все схемы лежат в открытом доступе. Выяснились интересные особенности – практически все схемы разных производителей типовые, плюс-минус разница в несущественных деталях или не сильно критичных узлах. Так появилась мысль о том, что можно собрать радиомодем самостоятельно. Но, обо всё по порядку...
Все Meshtastic-модемы состоят из следующих компонентов:
LoRa-модуль. Представляет собой ВЧ (160/433МГц) или СВЧ (868/915МГц) приёмно-передающий цифровой одно чиповый радио трансивер, со схемой усиления и коммутации на единой независимой печатной плате. Гениальное, по мнению автора решение, избавляющее непрофессионалов в области радиосвязи от большого количества проблем, связанных с проектированием и изготовлением ВЧ трактов. Через эти модули осуществляется радиосвязь на физическом уровне посредствам радиоволн. Программным методом задаются частоты связи, вид модуляции, выходная мощность и другие характеристики радиосигнала.
Процессорная схема. Собрана на основе современного микромощного, экономичного микроконтроллера ESP32, включающего возможность коммуникации с внешним миром по Wi-Fi и Bluetooth сетям. Через Bluetooth происходит коммуникация радиомодема с вашим смартфоном. Главная особенность процессорной схемы – гибкие настройки и очень малое энергопотребление.
Схема контроля Li-Ion батареи. В простейшем варианте схемы – это дешёвый чип контроллера-ограничителя заряда. В более продвинутом варианте – это специальный контроллер питания, управляющий потреблением электроэнергии разных компонентов схемы, следящий за напряжением на аккумуляторе, уберегающий аккумулятор от переразряда и управляющий током заряда.
Графический OLED LCD экран. Первая и главная его функция – отобразить код связи при регистрации модема в смартфоне. В зависимости от сценария использования модема на нём отображается немного сервисной информации: короткое сообщение (цифры/английские знаки), собственные координаты и координаты с направлением до ближайшего видимого абонента сети.
Антенна. То, через что радиоволны принимаются и передаются. (Теме будет посвящена отдельная большая статья)
Это минимальный состав для работы Meshtastic-модема. В расширенном варианте схемы в состав модема включён GPS-модуль, кнопка листания страниц (каждый абонент сети отображается на своей странице), светодиоды состояния процессора.
Ещё одним фактором влияния на ваше возможное решение заняться совместным творчеством, может стать открытость проекта для самостоятельного освоения на уровне исходного кода прошивки. Все исходные коды проекта Meshtastic выложены на Github. К сожалению, автор статьи совсем не программист, но университетских знаний основ программирования и помощь нескольких квалифицированных товарищей из сообщества хватило на то, чтобы разобраться как сделать настройки радиомодема на аппаратном уровне под имеющиеся под рукой компоненты и собственные задачи. Автор уверен, в сообществе найдётся множество желающих развить тему до более глобального масштаба и на новых технологических решениях. Присоединяйтесь!
ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ ГОТОВЫХ РЕШЕНИЙ
Прежде чем что-то собирать, есть смысл посмотреть на фирменные заготовки под радиомодемы на Aliexpress, оценить собственные возможности по сборке и решить: покупать радиомодем или собирать самому. Если вы занятой человек, или совсем не радиолюбитель, но тема вам интересна, то лучше купить готовую заготовку и её "прошить". Это самый простой вариант без лишних заморочек с паяльником и ненужных вам беспокойств. Купили, включили и сразу всё работает! Красота! Если вы неугомонный творческий искатель и вам интересно работать руками и головой, то в следующей части вы найдёте описание как, и из чего собрать радиомодем самому.
Изначально заготовки разрабатывались под разнообразные LoRa приложения, как стартовые модули для различных разработок. Очень удачно они вписались в новый проект. В них надо только залить специальную прошивку и заготовка превращается в Meshtastic-радиомодем. Прошивки лежат на Github автора проекта Meshtastic, абсолютно бесплатны и могут дорабатываться вами при наличии знаний С++.
Ниже, приводится список готовых устройств с Aliexpress. Ссылки на них не даю, они легко гуглятся или спрашиваются в сообществе.
Заготовка №1. Самый продвинутый радиомодем от TTGO, но без экрана.
LILYGO TTGO T-Beam V1.1 SX1262 LORA 868/915MHZ ESP32 WiFi Wireless Bluetooth Module GPS NEO-M8N IPEX 18650 Battery Holder
Микроконтроллер: ESP32 - Wifi & Bluetooth
Радиочип: SX1262 - LoRa Transceiver, имеющий на сегодня лучшие параметры
Частотные диапазоны: 433 МГц / 863-870 МГц / 902-928 МГц
Продвинутый контроллер питания
Продаётся без 0.96” OLED экрана
Присутствует U.FL разъём для LoRa антенны
В комплекте полноразмерная антенна
Присутствуют кнопки: Питание / Сброс / Программирование
GPS модуль – NEO-8M (современный, высокочувствительный)
Питание от стандартного Li-Ion АКБ 18650
Файл прошивки: firmware-tbeam-1.x.x.bin
Meshtastic-модем для самостоятельной досборки. Самый современный на сегодня заготовка под Meshtastic-модем с актуальным GPS-модулем NEO-8 и самым передовым радио-чипом SX1262. Продаётся без экрана. Надо докупать I2C OLED LCD на графическом процессоре SSD1306, запаять его и закреплять. Как показывает практика, это не всем начинающим под силу, потому, подумайте хорошо, прежде чем покупать этот модем, сможете ли вы собрать его без риска повреждения. Цена в районе 2800р. Если цена не смущает - то это лучшее, что может быть для старта. Продаётся в официальном магазине LiLYGO.
Заготовка №2. Промежуточная версия заготовки, с хорошим GPS, но без экрана.
GPS NEO-M8N of LILYGO TTGO T-Beam V1.1 ESP32 LORA 433/868/915/923MHZ WiFi Wireless Bluetooth Module IPEX 18650 Battery Holder
Микроконтроллер: ESP32 - Wifi & Bluetooth
Радиочип: SX127х - LoRa Transceiver
Частотные диапазоны: 433 МГц / 863-870 МГц / 902-928 МГц
Продвинутый контроллер питания
Продаётся без 0.96” OLED экрана
Присутствует U.FL разъём для LoRa антенны
В комплекте дешёвая укороченная антенна
Присутствуют кнопки: Питание / Сброс / Программирование
GPS модуль – NEO-8M (современный, высокочувствительный)
Питание от стандартного Li-Ion АКБ 18650
Файл прошивки: firmware-tbeam-1.x.x.bin
Meshtastic-модем для самостоятельной досборки. Имеет современный GPS-модуль NEO-8, но продаётся без LCD экрана. Надо докупать I2C OLED LCD на графическом процессоре SSD1306, запаять его и закреплять. Как показывает практика, это не всем начинающим под силу, потому, подумайте хорошо, прежде чем покупать этот модем, сможете ли вы собрать его без риска повреждения. Цена в районе 2500р. Продаётся в официальном магазине LiLYGO.
Заготовка №3. Полностью готовый радиомодем с предустановленным ПО Meshtastic
LILYGO TTGO Meshtastic T-Beam V1.1 ESP32 433/868/915/923Mhz WiFi Bluetooth ESP32 GPS NEO-6M SMA 18650 Battery Holder With OLED
Микроконтроллер: ESP32 - Wifi & Bluetooth
Радиочип: SX127х - LoRa Transceiver
Частотные диапазоны: 433 МГц / 863-870 МГц / 902-928 МГц
Продвинутый контроллер питания
Присутствует 0.96” OLED экрана
Присутствует SMA разъём для LoRa антенны
В комплекте дешёвая укороченная антенна
Присутствуют кнопки: Питание / Сброс / Программирование
GPS модуль – NEO-6M (старый и дешёвый)
Питание от стандартного Li-Ion АКБ 18650
Файл прошивки: firmware-tbeam-1.x.x.bin
Полностью законченный и готовый для использования в сети Meshtastic радиомодем, практически в максимальной конфигурации… но не совсем. Продаётся, обычно, с предустановленным ПО. В этом модеме устаревший GPS модуль NEO-6. Если вы только-только вошли в тему и у вас нет возможности что-то паять самому, то это хороший вариант для старта. Цена в районе 2800р. Продаётся в официальном магазине LiLYGO.
Заготовка №4. Минимальный нормальный модем.
TTGO LORA32 V2.0 433/868/915Mhz ESP32 LoRa OLED 0.96 Inch SD Card Display Bluetooth WIFI ESP32 Module With Antenna
Микроконтроллер: ESP32 Pico D4 - Wifi & Bluetooth
Радиочип: SX127х - LoRa Transceiver
Частотные диапазоны: 433 МГц / 863-870 МГц / 902-928 МГц
Контроллер питания отсутствует, только цепь заряда.
Встроен 0.96” OLED экрана
Присутствует U.FL или SMA разъём для LoRa антенны (зависит от версии)
В комплекте дешёвая укороченная антенна
Присутствуют кнопки: Сброс и механический выключатель питания.
Кнопка листания экрана отсутствует, её паять надо будет самому.
GPS модуль отсутствует, но есть возможность подключить сторонний модуль.
Возможно подключение Li-Po аккумулятора
Файл прошивки: firmware-tlora-v2-1-1.6-1.x.x.bin
Минимальный нормальный на сегодня Meshtastic-модем для создания сети. Построен на экономичном процессоре последнего поколения ESP-32 Pico-D4. В нём нет GPS-модуля, но это не страшно – координаты могут подтягиваться с GPS-модуля телефона. Можно модифицировать GPS-модулем самостоятельно. Имеет в прошлом 3 различных модификации V1, V1.3 и V2 со своими прошивками. Цена в районе 1500р. Продаётся в официальном магазине LiLYGO.
Автор статьи начинал с этого модуля, он зарекомендовал себя отлично!
Заготовка №5. Самый дешёвый радиомодем. (Не рекомендуется)
Heltec WIFI Lora Kit 32 V2 433MHZ ESP32 LoRa SX1278 esp32 0.96 Inch OLED Display Bluetooth Development Board for Arduino
Микроконтроллер: ESP3212 - Wifi & Bluetooth (Старый чип)
Радиочип: SX127х - LoRa Transceiver
Частотные диапазоны: 433 МГц / 863-870 МГц / 902-928 МГц
Контроллер питания отсутствует, только цепь заряда.
Встроен 0.96” OLED экрана
Присутствует U.FL разъём для LoRa антенны
В комплекте дешёвая укороченная антенна
Присутствуют кнопки: Сброс и программирование.
Кнопка листания экрана отсутствует, её паять надо будет самому.
Возможно подключение Li-Po аккумулятора (Есть проблемы с переразрядом)
Файл прошивки: firmware-heltec-1.x.x.bin
Самый дешёвый Meshtastic-модем. Собран на старом и слабом процессоре. Больше всех распиарен. Самый маленький по размерам, есть проекты интересных корпусов, но много негативных отзывов по эксплуатации. Имеют тенденцию сами по себе внезапно умирать на ровном месте. Цена в р-не 1500р. Продаётся в официальном магазине HELTEC. К покупке не рекомендуется, если, только, ради красивого миниатюрного корпуса. Если у вас несколько модемов и этот помрёт, то не жалко.
Данным списком заготовки под радиомодемы не ограничиваются. Существуют ещё законченные изделия на «RAK-модулях» серии RAK46xx с контроллером солнечной панели. Но они довольно редкие и цены для Российского рынка совсем заоблачные, потому в описание автор их не включает. При необходимости, вы без труда найдете их сами.
Этим небольшим набором выбор готовых изделий Meshtastic-модемов исчерпан. На официальном сайте проекта вы можете найти большую таблицу сравнения оригинальных Meshtastic-модемов, их разных модификаций выпуска и немногочисленных Noname-клонов. В основном — это копии фирменных изделий LILYGO и HELTEC.
На этом знакомство с фирменными заготовками для Meshtastic-сети автор заканчивает. В следующей части будет подробно описано из чего и как радиомодем собрать своими силами.
Часть 1. <<<<<<<<<< Часть 2. >>>>>>>>>> Часть 3 Радиомодемы самодельные.
