Workshop: Umweltdatenerfassung mit Meshtastic
Was ist Meshtastic?
Von der Meshtastic Webseite: An open source, off-grid, decentralized mesh network built to run on affordable, low-power devices. No cell towers. No internet. Just pure peer-to-peer connectivity.
Meshtastic ist ein dezentrales Funknetzwerk, welches primär zur Kommunikation gedacht ist, aber auch für Datentelemetrie verwendet werden kann. Es basiert, je nach Region, auf dem 400 MHz - 900 MHz LoRaWAN Funkbereich.
Vorteil: Auch in der Stadt oder im Wald Reichweiten von ~1 km möglich
Nachteil: Sehr langsam und nur für Text nutzbar
Anwendungen
- Kommunikation und Positionstracking für z.B. Wanderer oder Leute die sich auf den nächsten Weltkrieg vorbereiten
- Datenaustausch für Smart City bzw. Citizen Science Anwendungen
Teileliste
- Xiao ESP32-S3 + Wio-SX1262 Kit für Meshtastic und LoRa/LoRaWAN - Seeedstudio 102010611: z.B. Xiao ESP32-S3 + Wio-SX1262 Kit für Meshtastic und LoRa/LoRaWAN - Seeedstudio 102010611 Botland - Robotikgeschäft
- BME680 Sensorboard: z.B.BME688 - 4-in-1-Umweltsensor - AI-Modul - I2C / SPI - Waveshare 24244 Botland - Robotikgeschäft; Die Preise dort sind seit unserer Bestellung stark gestiegen. Jede andere Version z.B. von Reichelt geht auch.
- SEN50 Partikelsensor: z.B. SENSIRION Partikelsensor/Staubsensor, 0,3µm,Laser, 5V | Umweltsensoren günstig kaufen | reichelt elektronik; Nehmt am besten das Verbindungskabel mit auch wenn es teuer ist. Der Anschluss am SEN50 ist nicht nicht mit 2,54mm Jumperkabeln kompatibel!
Antenne (Optional)
- Adapter von U.FL auf SMA: z.B. SMA-Buchse - U.FL - 10-cm-Adapter Botland - Robotikgeschäft
- Antenne für 868MHz: z.B. DELOCK Antenne LTE SMA Stecker | WLAN-Antennen/Kabel günstig kaufen | reichelt elektronik
Aufbau
Alle Telemetriesensoren müssen bei Meshtastic über I2C mit dem Controller verbunden werden.
Pinout ESP32 Modul
Das XIAO ESP32 Modul hat nur einen Pin für Ground, SDA und SCL. Wir müssen daher die Kabel zusammenlöten.
Vorsicht: Der SEN50 benötigt eine 5V Eingangsspannung, arbeitet intern aber mit 3V3. Wir können daher die Pull-Up Widerstände auf dem BME680 Board zu 3V3 benutzen.
Pinout Waveshare BME680
Das Board unterstützt sowohl SPI als auch I2C Kommunikation. Da wir I2C benutzen können wir CS und ADDR/MISO ignorieren.
SCL, SDA und GND kommen an das entsprechende Gegenstück am ESP.
Vcc kommt an 3V3.
Pinout SEN5x
SCL, SDA und GND kommen an das entsprechende Gegenstück am ESP.
SEL wird mit an das GND Kabel gelötet.
Vdd kommt an 5V.
Adapterkabel löten
Jeweils beide SCL und SDA können verlötet werden. Zu den beiden Ground Verbindungen kommt noch der SEL Anschluss vom SEN5x.
Achtet bei der Versorgungsspannung darauf, dass der BME680 an 3V3 kommt und der SEN5x an 5V.
Die Farben von den Kabeln können sich ändern. Nehmt es als Orientierung, aber prüft es nach.
Einbau ins Gehäuse. Einfache, pragmatische Lösung. Links ist genug Platz, um eine externe Antenne zu ergänzen. Der Spalt zwischen Deckel und Gehäuse wird mit Gewebeband abgedichtet, was gleichzeitig auch den USB Anschluss gegen Spritzwasser schützt.
FreeCAD Datei für das Gehäuse:
Sensorknoten_Gehäuse.FCStd (2,1 MB)
Präsentation zum Nachholen:
Fablab_Cottbus_Meshtastic_Umweltdaten_Workshop.odp (6,7 MB)