LoRa mitm ESP

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Sodele.
Inzwischen haben beide ne neue Firmware drauf.
Der Sender ist momentan _nur_ Sender, der Empfänger _nur_ Empfänger.
Die Kommunikation ist erstmal nur Unidirektional..das ändere ich vermutlich später, weil ich es eleganter fänd, wenn der Empfänger wenigstens ne Quittung schickt, dass er das Paket bekommen hat (nen "ok" oder so reicht da ja schon).

Die Verbindung steht inzwischen seit gestern Abend ununterbrochen- da sind jetzt mehr als 6000 Pakete ausgeliefert worden.
Momentan sende ich alle 5 Sekunden- das ist später natürlich viel zu viel, aber zum Testen...
Da am Sender schon ein BME280 hängt, der Luftdruck, Luftfeuchte und Temperatur liefert, setzt sich ein Datenpaket aus einer Sender-ID und den drei Messwerten zusammen.
Gesteuert wird das Sende-und Mess-Intervall non-blocking, also ohne delay().

Der Empfänger kann schon mehr: er dröselt den Datenstring wieder auf, und hängt in meinem Wlan. Mit ein paar weiteren Codezeilen könnte er die Daten jetzt auf meinen MQTT-Server schicken, aber vermutlich werd ich versuchen, die auf nen Webserver zu packen später.
Von da aus kann man die immernoch auf nen MQTT -Server packen, wenn nötig.
Zur Kontrolle geben beide Funkgeräte einiges auf den Displays aus.
Sender:
Name
Temperatur
Luftfeuchte
Luftdruck

Anzahl gesendeter Pakete

Empfänger:
Länge des zuletzt empfangenen Datenpakets in Byte,
Name des Senders, von dem die kommen,
Temperatur (aus dem Datenpaket),
Luftfeuchte und Luftdruck aus dem Datenpaket
RSSI-Wert.

Ausserdem blinkt eine LED beim Sender, wenn er ein Paket abgeschickt hat, kurz auf, und beim Empfänger dann, wenn er eins bekommen hat. So kann ich mit dem Empfänger in der Hand herumlaufen und nachgucken, ob was ankommt, ohne jedes Mal die winzige Schrift aufm Display entziffern zu müssen...


Dennoch: wenn ich das Spreading auf 12 rauf nehme (Maximum) hängt der Sender sich wieder auf.
Aktuell bin ich bei 10, das läuft.
Ich muss mir mal das Datenblatt von diesem LoRa-Chip angucken, mein Verdacht ist, dass der eigenmächtig blockiert, wenn man zu oft sendet (bei voller Leistung darf man nur 1% der Zeit...). Höheres spreading bedeutet zwar auch höhere Reichweite, aber eben auch ne längere Sendezeit.
Dann liesse sich das mit längeren Intervallen ja beheben.


Grade drucke ich mitm Resin-Drucker mal ein Gehäuse für eins der Daten-Walkie-Talkies, damit ich ein paar Feldtests machen kann. Geht ohne zwar auch, aber wenn man zwei solche Drucker rumstehen hat...

[jcrypter]

Welche Erfahrungen hast Du mit dem BME280 gemacht?
Ich nutze einen BMP280 und hab festgestellt, dass der Temperatursensor sich nur bedingt dazu eignet um die Umgebungstemperatur zu messen, die Temperatur steigt über die Zeit. Vermutlich heizt der Sensor sich selbst auf.
Nach meinem Verständnis wird er zur Kalibrierung der anderen Messwerte verwendet und hat nur eine begrenzte Aussagekraft über die tatsächliche Umgebungstemperatur.
Ist das beim BME280 anders?

Crypi

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Es kommt, wie bei jedem Thermometer, drauf an, wie man es verbaut. Ich kauf ja den Sensor nicht einzeln, sondern immer diese kleinen Breakout-Boards.
Die versuche ich, dann so anzuordnen, dass sie frei umströmt werden können, also z.B. die Platine hochkant und seitlich oder unter allem anderen anzuordnen, damit die erwärmte Luft nach oben weg kann.
Und natürlich Belüftungsöffnungen im Gehäuse...sensibel auf sowas ist eigentlich jeder Temperaturfühler.
Das funktioniert prima.
Ein wirkliches Problem ist, dass die Sensoren sich relativ schnell (im Freien, drinnen nicht, da hab ich welche seit Jahren wartungsfrei laufen) mit Feuchtigkeit sättigen. Zwar kann man sie wieder trocknen, aber danach geht das immer schneller.
Ich will mal versuchen, einen mit Goretex einzupacken, mal sehn, ob das hilft...

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So.
Zu weiteren Testläufen im Stollen bin ich noch nicht gekommen, weil mich ne Seuche erwischt hatte, aber ich hab die Software der beiden Geräte noch etwas verfeinert.
Inzwischen quittiert der Empfänger auch- er sendet momentan ein 'ok' zurück.

Der Sender erwartet nach seiner Ansage, die er momentan alle 10s macht, diese Quittung- wenn sie nicht kommt, versucht er alle 2 Sekunden, erneut zu senden. So wie die Quittung dann doch kommt, schaltet er wieder auf die 10-Sekunden-Intervalle um.
Das Ganze läuft nun seit zwei Tagen hier im Probebetrieb störungsfrei und man könnte es noch verfeinern, indem bei gutem Empfang das Spreading zurückgenommen wird.
Da das weitere Massnahmen erfordert (beide Geräte müssen sich dann absprechen) hab ich das erstmal nicht implementiert.

Ausserdem hab ich mal drei weitere dieser Dinger bestellt, damit ich, wenn die im Stollen laufen, noch was zum spielen hab.
Bei rund 10mA Stromaufnahme im Tiefschlaf (zumindest theoretisch können die Dinger durch ein Funksignal aufgeweckt werden, das muss ich noch genauer rauskriegen, wie) könnte es klappen, dass ich mir nen Repeater auf einem unserer Berge aufstelle, der mit Solarzellen und Akku läuft.
Damit, und mit nem Zugangspunkt hier im Haus (die Reichweite sollte möglich sein, Luftlinie ist das kaum mehr als 1km zum Geisingberg) könnte ich nen TTN-Zugangspunkt bauen, der richtig viel abdeckt.
Mal gucken...Packet Radio war früher schon spannend, hehe.

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Inzwischen hab ich ein wenig weiter mit den Dingern gespielt..., es gab kleinere Fortschritte, aber auch kleinere Rückschläge.
Im Stollen waren die Dinger allerdings noch nicht wieder, da hatte ich keine Zeit für.
Im Heltec-Forum kann man wesentlich mehr Infos zu den Teilen finden, als in der Doku stehen, beispielsweise scheint es so zu sein, dass der Tiefschlaf-Modus nur dann wirklich gut funktioniert, wenn man die Dinger über nen Akku (der an der vorhandenen Akku-Buchse angesteckt ist) betreibt.
Das Teil ist für 1s-Akkus (LiPo oder LiIo) ausgelegt.
Da ich noch keinen passenden Stecker hab (sind nen paar bestellt) kann ich _das_ noch nicht austesten, aber in den nächsten Tagen mache ich das mal.
Im Tiefschlaf wird dann von einem Stromverbrauch von 5µA gesprochen- hochinteressant!
Damit müsste es eigentlich möglich sein, schon mit ner kleineren Solarzelle, und nem Akku, ein völlig autonomes Gerätchen zu basteln.
Man könnte sich dann nen Repeater (hier im Gebirge braucht man sowas halt schon oft) bauen, der völlig autonom läuft.
Wenn man den USB-Port zur Stromversorgung benutzt, bringt der Tiefschlaf allerdings wenig: Das Teil lief dann, versorgt mit ner kleinen Powerbank (2500mAh, sowas) etwas länger als nen Tag, wobei ich aber zu Testzwecken alle 10 Sekunden sende.
Auch hier könnte man noch einiges sparen, indem man z.B. das Display gar nicht erst aktiviert, oder die LED ausbaut oder so, aber ich warte mal ab, was mit der Akku--Vesorgung rauskommt.
Die V2, die ich hier habe, hat nämlich angeblich ein komplettes Akku-Management integriert: man kann den dann über USB aufladen, und auch die Spannung wird überwacht (Tiefentlade-Schutz).
Es scheint sogar ne Möglichkeit zu geben, die Spannung des Akkus auszulesen...

Den Tiefschlaf hab ich trotzdem schon ein stückweit ausprobiert: selbst das Display und das LoRa-Modul werden abgeschalten- prima.

Da ich inzwischen von den Dingern fünf Stück hier habe (zwei bis drei sind für den Stollen reserviert, ich will da aber versuchen, mit zweien auszukommen), hab ich mir auch mal zwei Gehäuse gedruckt, eins sieht hübsch wie ein Walkie-Talkie aus (dort kann man auch noch nen Akku mit einbauen), das andere sieht denen, die Heltec auch anbietet, recht ähnlich.
Da passt sogar ein BME280 mit rein, allerdings sind die Daten _hier_ nicht wirklich zu gebrauchen, durch die Nähe zum Board heizt sich das Thermometer tatsächlich deutlich auf.
Aber zum Testen reicht das trotzdem, man kann "echte" Daten senden..

Nachher werd ich mal wieder ein bisschen draussen herumspazieren, und Reichweite testen. Das Empfänger-Walkie-Talkie gibt mir auch den RSSI-Wert aufs Display.

[oberallgeier]

.. Im Tiefschlaf wird dann von einem Stromverbrauch von 5µA gesprochen- hochinteressant ..

Das glaube ich gern. Ich hatte an meinen ESP8266-Platinen (D1 Mini) 45 µA gemessen . . und die haben ja nen Spannungswandler dran . . . Was die richtig kleinen ESPdinger benötigen weiß ich aber (noch) nicht.

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So.
Laut Google Maps hab ich heute 1.7km überbrückt.
Nicht ganz direkte Sichtverbindung (einige, wenige Bäume waren dazwischen, ausserdem war der Sender _im_ Haus), aber fast.
RSSI hatte ich da -120, das geht noch.
Da kommt _jedes_ Paket an.
Auf dem Weg dahin war der schlechteste Wert -132, und neulich beim Testen hatte ich teilweise um die -145, ehe die Verbindung weg war.

Ich bin mir sicher: für die oft zitierten 10km braucht man bessere Antennen.
Die mitgelieferten sind simple Drahtspiralen, hübsch in nem Plastikgehäuse versteckt- Wunder kann man da nicht erwarten.
Trotzdem: nicht schlecht für 25mW Sendeleistung.

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Inzwischen hab ich passende Stecker bekommen, und mal nen Akku eingelötet.
Da ich ihn da hatte (und er so schön mit ins Gehäuse passt) ist es ein 1s1p mit 600mAh geworden.
Das ist nicht brachial viel (ein 1000er würde sicher auch passen, hab ich aber grade nichts rumliegen), wird aber für Tests erstmal reichen.

Damit ist mein kleines Datenfunkgerät (das vom Bild oben, da hängt es noch an ner Powerbank) jetzt schonmal autonom (zumindest für eine gewisse Zeit) unterwegs.
Und: man kann tatsächlich mit Bordmitteln die Akku-Spannung auslesen, ein Beispiel gibts in der Arduino-IDE.
Allerdings stimmt in dem Beispiel ein Multiplikator nicht, den musste ich anpassen.
Ich hatte nur 3.3V anstatt den tatsächlichen 3.95V, die der Akku gerade hat.
Und: er lässt sich per USB -auch im laufenden Betrieb- laden!
Die kleinen Dinger werden mir immer sympatischer...

Nebenbei: die Board-LED (im Tiefschlaf wohl einer der grössten Stromfresser überhaupt, da die immer leuchtet, wenn an USB Spannung anliegt) ist im Akkubetrieb aus.
Schön wäre es ja wenn die als Ladeanzeige fungieren würde (ähnlich den kleinen Ladeplatinchen, die es für einzellige LiPo's an jeder Ecke gibt), aber das glaub ich wiederum nicht...vielleicht kann man da aber über die zweite LED was selber basteln, die lässt sich ja per Software steuern.

Nachtrag: die LED _fungiert als Ladeanzeige_. Die geht aus, wenn der Akku voll geladen ist.
Es wird immer besser...

Jetzt werd ich mal die Spannungsanzeige in das Empfangs-Programm einpflegen, und dann mal rausfinden, ob man die Dinger tatsächlich über LoRa aufwecken kann (angeblich funktioniert das, aber da bin ich skeptisch, da im Tiefschlaf der LoRa-Chip ja abgeschalten sein müsste).

Nebenbei steht nun an, das Gehäuse für das Ding noch mal leicht zu überarbeiten (der Displayrahmen muss um 2mm versetzt werden, und so paar andere Kleinigkeiten, wie üblich bei heruntergeladenem Zeugs), und bei der Gelegenheit auch nen Aus-Schalter zu integrieren.

[Rabenauge]

Neue Erkenntnis: es gibt offenbar keine wirkliche Akku-Überwachung bei den Heltec-Boards: vorhin ist mir das Ding in nen Brownout gelaufen...kurz danach hat es sich dann doch noch selber abgeschalten.
Das war bei ungefähr 2.6V- für eine LiPo-Zelle zu wenig!

Da ich das aber nun weiss, ist es nicht schwer, das Ding beim Unterschreiten einer Mindest-Spannung wenigstens in den Tiefschlaf zu schicken.
Aus dem werd ich ihn dann jede Minute mal aufwachen lassen, die Spannung überprüfen, und falls die wieder ausreichend hoch ist, kann er weiter arbeiten. Ne andere Methode, ihn z.B. beim Nachladen wieder wach zu kriegen, fällt mir gerade nich ein..

[Rabenauge]

Macht echt Spass, mit den Dingern zu spielen, wirklich...
In den letzten Tagen (ausnahmsweise hatte ich mal frei) hab ich an meinem Walkie-Talkie weiter herumprogrammiert.
Inzwischen versucht es, bekannte, offene Wlans zu finden (oder benutzt zu Hause meines, für das weiss es das PW auch), später will ich das so weit aufbohren, dass es selbständig offene Wlan entdecken und nutzen kann (momentan wird da einfach ne hinterlegte Liste abgearbeitet). Dazu fehlen mir noch ein paar Erkenntnisse, aber grundsätzlich geht das mit den ESP.
Wenn es ne Wlan-Verbindung hat, wird von nem Zeitserver die Uhrzeit geholt (das ist nur ne Spielerei im Moment, um auszugeben, dass wir Internet haben, kann man aber auch gut für Daten-Logging z.B. gebrauchen), wenn nicht, wird die Uhrzeit intern berechnet aus der Laufzeit seit dem Start.
Das, welches Wlan gerade genutzt wird (falls eines...), die Spannung des eingebauten Akkus und die Anzahl, seit Start empfangener Lora-Pakete werden auf ner eigenen Bildschirmseite angezeigt.
Trifft ein LoRa-Paket ein, wird die Anzeige umgeschalten, und ausgegeben, was eben empfangen wurde.

Damit das alles vernünftig funkioniert (es gibt keine ernsthaften delay() mehr im Code) läuft im Hintergrund ein Timer, der die interne Uhrzeit berechnet, und von Zeit zu Zeit weitere Aufgaben auslöst.
Beispielsweise wird alle 15 s auf den Info-Bildschirm umgeschalten, oder jede Minute der Akku überprüft.

Demnächst gibt es zwei neue, hoffentlich deutlich bessere Antennen (samt Kabel, da sind wieder mal Weibchen an den Anschlüssen verbaut, zum heulen ist das), dann kann ich mal wieder in den Stollen mit einem der Dinger.

Das Handgerät hat inzwischen noch mal ein neues, etwas ordentlicher gedrucktes Gehäuse bekommen, und nun auch nen Ausschalter.
Das Teil werd ich nämlich so behalten, wie es ist, und nur bei Bedarf einfach andere Software aufspielen. Als Testpilot ist das Ding super, da es in jede Hosentasche passt und dank dem eingebauten Akku kein weiteres Zubehör braucht.
Vielleicht bau ich da noch nen kleinen Buzzer ein, dann kann man auch, während das Ding in der Tasche steckt, mitbekommen, wenn Daten eintreffen oder so...