SCMB/01

Název: Solárně napájený Meshtastic Node pro rozšíření pokrytí sítě v případě apokalypsy nebo politických represí EU
image

Abstrakt

Tento článek se zabývá návrhem a konstrukcí solárně napájeného Meshtastic nodu pro rozšíření pokrytí sítě Meshtastic v případě apokalypsy nebo snah Evropské Unie o fízlování soukromých zpráv pod pláštěm ochraný dětí proti sexuálnímu zneužívání (Chat Control). Meshtastic je open-source platforma pro bezdrátovou síť s dlouhým dosahem, která umožňuje uživatelům komunikovat a sdílet data na velké vzdálenosti i bez přístupu k tradičním komunikačním infrastrukturám. Solárně napájený node bude schopen fungovat bez nutnosti externího napájení, což ho činí ideálním pro použití v nestabilních podmínkách.

Článek popisuje

Přehled Meshtastic platformy a jejích funkcí v kontextu apokalypsy a politických represí.Návrh solárně napájeného Meshtastic nodu s ohledem na odolnost a spolehlivost. Konstrukci solárně napájeného Meshtastic nodu s dostupnými komponenty. Testování a vyhodnocení solárně napájeného Meshtastic nodu v simulovaných krizových scénářích. Závěr a shrnutí s ohledem na potenciální využití v případě apokalypsy nebo politických represí. Výsledky ukazují, že solárně napájený Meshtastic node může sloužit jako robustní a nezávislá komunikační infrastruktura v případě narušení tradičních komunikačních sítí. Může tak hrát důležitou roli v koordinaci záchranných prací, sdílení informací a zachování svobody projevu v náročných situacích.

Klíčová slova: Meshtastic, solární energie, bezdrátová síť, rozšíření pokrytí, komunikace, apokalypsa, politické represe, Evropská unie

Rozdíl mezi Repeatrem a Routrem v síti Meshtastic
V síti Meshtastic plní repeatery a routery důležité, ale odlišné funkce. Pochopení jejich rozdílů vám pomůže lépe konfigurovat a spravovat vaši síť.

Repeater

Definice: Repeater (opakovač) jednoduše opakuje přijaté LoRa pakety, čímž rozšiřuje dosah sítě.
Funkce: Repeatery nemají routingovou inteligenci. Nepřemýšlí o tom, kam pakety posílat, a jednoduše je opakují ve všech směrech. To je užitečné pro pokrytí oblastí s nízkým signálem, ale může vést k nadměrnému provozu a rušení v hustých sítích.

Výhody

  • Snadné nastavení a konfigurace
  • Rozšiřuje dosah sítě
  • Nízká cena

Nevýhody

  • Může vést k nadměrnému provozu a rušení
  • Neposkytuje routingovou inteligenci
  • Vhodný spíše pro malé a jednoduché sítě

Router

Definice: Router (směrovač) přijímá LoRa pakety, analyzuje jejich cílové adresy a inteligentně je předává nejvhodnějším směrem k cíli.
Funkce: Routery používají routingové protokoly k nalezení nejefektivnější cesty pro pakety. To snižuje rušení a optimalizuje využití sítě. Routery také podporují pokročilejší funkce, jako je filtrování paketů a správa QoS (kvality služeb).

Výhody

  • Optimalizuje provoz a snižuje rušení
  • Poskytuje routingovou inteligenci
  • Vhodný pro rozsáhlé a komplexní sítě
  • Podporuje pokročilé funkce

Nevýhody

  • Složitější nastavení a konfigurace
  • Který typ zařízení je pro vás vhodný?

Volba mezi repeaterem a routerem závisí na vašich specifických potřebách a požadavcích sítě. Pokud potřebujete jednoduše rozšířit dosah sítě v malé oblasti, repeater může být dostačující. Pro rozsáhlejší a komplexnější sítě s pokročilými funkcemi je router nezbytný.

Shrnutí, které vám pomůže s výběrem:

Repeater: Malé a jednoduché sítě, nízký rozpočet, rozšíření dosahu.
Router: Rozsáhlé a komplexní sítě, optimalizace provozu, pokročilé funkce.

Cíl: Vyvinout bezúdržbové a snadno sestavitelné zařízení pro rozšíření dosahu sítě Meshtastic. Zařízení by mělo být konstruováno z běžně dostupných komponent, zahrnujících:

  • Baterie 18650, 3,7 V
  • MPPT regulátor pro nabíjení baterií
  • Řídící deska ESP32 s modulem LoRa 868 MHz
  • Solární panel

Klíčové vlastnosti

Bezúdržbové:

Zařízení by mělo fungovat autonomně bez nutnosti manuálního zásahu.Snadno sestavitelné: Konstrukce by měla být intuitivní a srozumitelná i pro uživatele s minimálními technickými znalostmi. Dostupné komponenty: Všechny komponenty by měly být běžně dostupné a cenově dostupné.

Funkce:

Zařízení bude sloužit jako repeater pro rozšíření dosahu sítě Meshtastic.
Solární panel bude napájet baterii, která zajistí autonomní provoz zařízení. MPPT regulátor zajistí optimální nabíjení baterie z fotovoltaického panelu. Řídící deska ESP32 s modulem LoRa 868 MHz bude zodpovědná za komunikaci v síti Meshtastic.

Přínosy:

Toto zařízení usnadní a zlevní rozšiřování sítí Meshtastic, čímž se tato technologie stane dostupnější pro širší spektrum uživatelů.
Bezúdržbový provoz minimalizuje nutnost manuální údržby a snižuje provozní náklady. Snadná sestava umožňuje uživatelům sestrojit si vlastní zařízení bez nutnosti externí pomoci.

Další úvahy:

Zařízení by mělo být kompaktní a lehké pro snadnou instalaci a přenosnost. Konstrukce by měla být odolná vůči povětrnostním vlivům a prachu. Software pro zařízení by měl být open-source a snadno modifikovatelný pro specifické potřeby uživatelů.

Závěr:

Vyvinutí bezúdržbového a snadno sestavitelného zařízení pro rozšíření dosahu sítě Meshtastic má velký potenciál pro usnadnění a zlevnění této technologie. Zařízení by bylo ideální pro širokou škálu aplikací, od nouzové komunikace až po IoT sítě v odlehlých oblastech. Nezapomeňte, že v síti Meshtastic lze kombinovat repeatery a routery pro dosažení optimálního výkonu.

Konstrukce

Hardware

  • Heltec WiFi LoRa 32 V3.1 868Mhz 0.96" WiFi Modul
  • MPPT controler
  • Fotovoltaický panel
  • Baterie 18650, 3,7 V
  • 868 MHz anténa
  • Voděodolný box (GEWISS) s UV ochranou. Nebo odpadní trubka novodur, zátky.
  • Kabeláž, vodiče, koaxial

Heltec WiFi LoRa 32 V3.1

Heltec WiFi LoRa 32 V3.1 868Mhz 0.96" WiFi Modul
WiFi LoRa 32 je moderní IoT vývojová deska vytvořená a vyráběná společností Heltec Automation. Třetí verze této desky si zachovává stejné pinové rozložení jako její předchůdce a nabízí pokročilé funkce jako Wi-Fi, BLE, LoRa a OLED displej. Deska je ideální pro projekty založené na technologii LoRa/LoRaWAN a je plně kompatibilní s platformou Meshtastic! Heltec poskytuje také podporu a knihovny pro platformy Arduino, Micro Python, Platform.io, ESP-IDF a Lua-RTOS.
Heltec lora v3.a (pajenicko.cz)
Heltec lora v3.1 (Aliexpress)

image

Specifikace:

  • Verze: 3.1
  • Hlavní čip: ESP32-S3FN8 (Xtensa® 32-bit lx7 dvoujádrový procesor)
  • LoRa čip: SX1262
  • USB na sériový převodník: CP2102
  • Frekvence: 863-928 MHz
  • Maximální vysílací výkon: 21 ± 1 dBm
  • Maximální citlivost příjmu: -136 dBm @ SF12 BW = 125 KHz
  • Wi-Fi: 802.11 b/g/n, až 150 Mbps
  • Bluetooth: Bluetooth 5 (LE)
  • Hardwarové zdroje: 7x ADC1, 2x ADC2, 7x Touch, 3x UART, 2x I2C, 2x SPI
  • Paměť: 384 KB ROM, 512 KB SRAM, 16 KB RTC SRAM, 8 MB SiP Flash
  • Rozhraní: Type-C USB, 2x 1.25 mm konektor pro lithium baterii, LoRa ANT - (IPEX1.0), 2x 18-pin 2.54 mm header
  • Napájení: 3.7V lithium baterie a možnost nabíjení
  • Provozní teplota: -20 až 70 °C
  • Rozměry: 50.2 x 25.5 x 10.2 mm

image

image

MPPT Controler

Regulátor MPPT CN3791 pro solární panel 6V
Solární regulátor MPPT pro jednočlánkové baterie Li-Pol
a solární panely s pracovním napětím 6V.
MPPT (HADEX.cz)
MPPT (Aliexpress)

image

Specifikace:

  • Vstupní napětí: 5–8V (určeno pro FV panel se systémovým napětím 6V)
  • Výstupní napětí: 4,2V pro nabíjení Li-Pol nebo Li-Ion článku 3,7V
  • Nabíjecí proud: max. 2A
  • Možno připojit 1–2 FV panely
  • 4× konektor JST, včetně kabelů
  • Spínací frekvence: 300 kHz
  • Indikace stavu nabíjení a ukončení nabíjení
  • Pracovní teplota: –40°C až +85°C
  • Velikost: 45X20X9,5mm

image

image

Fotovoltaický panel

SW010P polykrystalický solární panel
Polykrystalický solární panel 6V/1.67A, s ochranným rámem
Rozměr: 235x340x17mm
Přípojný box s IP65 - bez vyvedeného přípojného kabelu
Fotovoltaický panel (GME.cz)

image

Specifikace:

  • Napětí při plném výkonu 7,26 V
  • Proud při plném výkonu 1,67 A
  • Šířka 340 mm
  • Hloubka 17 mm
  • Hmotnost 800 g
  • Jmenovité napětí 6 V
  • Výkon 10 W
  • Výška 235 mm