Wir bauen uns eine Meshtastic-Node

In diesem Beitrag schildern wir den Aufbau und die Inbetriebnahme einer Meshtastic-Node.

Meshtastic ist ein innovatives Open-Source-Projekt, das sich auf die Entwicklung eines robusten, kostengünstigen Kommunikationsnetzwerks ohne Internetverbindung konzentriert. Es verwendet Long-Range (LoRa) Funktechnologie, um Nachrichten über weite Entfernungen zu senden, was besonders in abgelegenen oder katastrophengefährdeten Gebieten nützlich ist. Nutzer können mittels kleiner, tragbarer Geräte Textnachrichten austauschen und ihren Standort teilen, auch wenn keine Mobilfunknetze oder WLAN verfügbar sind.

Auch in DL-Nordwest beschäftigt man sich mit Meshtastic. Während Anfangs nur vereinzelte OM’s mit LoRa und Meshtastic experimentiert haben, kommt Dank einer Initiative des OV Leer Z31, nun Bewegung ins Spiel: Auf dem Wasserturm in Leer wurde zur Reichweitenerhöhung eine Node installiert, was etliche OM’s in der Umgebung dazu veranlasst haben sich selbst eine Node zu beschaffen und mit dem Experimentieren zu beginnen. Mittlerweile sind in Ostfriesland und Umgebung schon weit über 60 Clients aktiv, Tendenz steigend. Auch die ersten Stationen in den Niederlanden haben sich schon angeschlossen.

Im Folgenden schildern wir die einzelnen Schritte zur Inbetriebnahme einer Meshtastic-Node.

Hardware

Wer an Meshtastic teilnehmen möchte benötigt zunächst eine geeignete Hardware. Eine Auflistung kompatibler Meshtastic Hardware findet ihr hier: https://meshtastic.org/docs/hardware/devices/. Sehr beliebt sind aktuell das LoRa V3 von HELTEC und das LoRa T3-S3 von LILYGO. Bitte achtet beim Kauf unbedingt darauf, dass ihr die 433 MHz Variante bestellt! Grundsätzlich reichen Varianten ohne integrierten GPS-Empfänger, da selbst bei Portabelbetrieb die Positionsdaten vom Mobiltelefon übernommen werden können.

Das HELTEC LoRa V3 im Gehäuse mit interner Antenne und aufgespielter Firmware

Wir haben uns für das Heltec LoRa V3 entschieden und haben uns auch gleich ein passendes Gehäuse sowie ein kurzes, koaxiales Adapterkabel von U.FL zu SMA Einbaubuchse mitbestellt.

Heltec LoRa V3, passendes Gehäuse und Adapterkabel

Zum Lieferumfang des Heltec LoRa V3 gehören das LoRa-Modul selbst, eine kurze Antenne, die sich direkt in das Gehäuse einbauen lässt, zwei Pin-Header zum Anlöten und Anschluss von Erweiterungen (z.B. Sensoren) und ein Anschlusskabel für eine Lithium-Batterie. Letztere passt nicht mit ins Gehäuse, ließe sich aber hinter das Gehäuse kleben.

Das Anschlusskabel der mitgelieferten Antenne kann, wie hier gezeigt, in einer Schleife in das Gehäuse gelegt werden, da es für dieses Gehäuse etwas zu lang ausfällt.

Lieferumfang Heltec LoRa V3: Modul, Antenne, Pin-Header und Akku-Anschlusskabel
Heltec LoRa V3 mit angeschlossener Antenne im Gehäuse

Wer stattdessen lieber eine externe Antenne anschließen möchte, kann eine kleine Aussparung an der Oberseite des, für die interne Antenne vorgesehenen, Gehäusefaches für das Adapterkabel vorsehen, z.B. durch Herausfeilen, Herausknipsen oder mit einem Messer. Zur mechanischen Zugentlastung des Adapterkabels sollte außerdem noch ein kleiner Kabelbinder angebracht werden.

Nachbearbeitetes Gehäuse zum Anschluss einer externen Antenne
Heltec LoRa V3 im Gehäuse mit interner Antenne (oben) und Anschluss für externe Antenne (unten)

Firmware

Als nächstes spielt ihr nun die passende Meshtastic-Firmware auf das Heltec LoRa V3 auf. Dazu schließt ihr das LoRa-Modul über ein USB-Datenkabel an euren Computer an.

Ihr müsst nun zunächst den Com-Port in Erfahrung bringen. Dazu öffnet ihr unter Windows den Gerätemanager (Windows +x Taste drücken und Gerätemanager auswählen). In unserem Fall fehlte der passende Treiber, damit der PC mit dem Heltec-Modul kommunizieren kann.

Im Fall des Heltect LoRa V3 wird der CP210x Treiber von Silicon Labs benötigt. Diesen könnt ihr hier herunterladen.

Nach der erfolgreichen Installation des Treibers wird der dem Heltec-Modul zugeordnete Com-Port im Gerätemanager angezeigt. In unserem Fall ist es Port 5.

Dank eines Web-Flashers gestaltet sich das Aufspielen der Firmware sehr einfach. Aber Achtung, der Webflasher funktioniert nicht in jedem Browser, Chrome und Edge sind aber kompatibel.

Screenshot von flasher.meshtastic.org

Meshtastic Web-Flasher

Im Webflasher wählt ihr zunächst eure Hardware, in unserem Fall also das Heltec V3 und die gewünschte Firmware-Version (die Neuste stabile Firmware ist beim Schreiben dieses Artikels die Version 2.4) .

Nach Betätigung des Flash-Buttons bestätigt ihr zunächst das Kleingedruckte (Continue). Im nächsten Fenster aktiviert ihr unter 3 “Full Erase and Install”.

Nun werden euch in einer Liste alle zugeordneten Com-Ports angezeigt. Wählt hier den zuvor ermittelten mit CP2102 und betätigt “Connect”.

Haben ihr alles richtig gemacht, wird die Firmware nun auf das Modul übertragen.

Nach Erreichen der 100% sollte euch das Display des Heltec mit Meshtatstic begrüßen und uns dazu auffordern, zunächst die Region festzulegen.

Konfiguration

Je nachdem, welches Mobiltelefon ihr verwendet, installiert ihr jetzt die Meshtastic App aus dem Google Play Store (Android) oder dem Apple App Store (iOS). Wir geben hier keine detaillierte Anleitung für den Umgang mit der App, die Konfigurationsschritte sind aber zusammengefasst wie folgt:

  1. Node via Bluetooth mit Mobiltelefon bzw. App verbinden
Die App (iOS) erkennt verfügbare Meshtastic-Nodes
Der auf dem Display angezeigte Code muss für die Bluetooth-Paarung eingegeben werden
  1. LoRa Einstellungen vornehmen
  • LoRa Region: European Union 433mhz
  • Presets: Long Range – Moderate
  • Frequency Override: 434,100 MHz* (Frequency-Slot 6)
  • Number of hops: 7
  • Power: Maximale Leistung (30 dBm)
  1. User konfigurieren
  • Licensed Operator: Einschalten (erlaubt die maximale Sendeleistung)
  • Call Sign: Euer Rufzeichen, ggf. mit Erweiterung, z.B. DG1BGS-JO33NO-I09 (die iOS-App lässt max. 8 Zeichen zu)
  • Short Name: z.B. BGS (max. 4 Zeichen)
Eingabe des Benutzerkonfiguration (iOS)
  1. Chatgruppen anlegen

Bei dem Anlegen von Chatgruppen ist unbedingt darauf zu achten, dass die Verschlüsselung deaktiviert wird, da diese ist im Amateurfunk nicht zulässig ist! In Ostfriesland habe sich die folgenden Chatgruppen etabliert.

KanalName
0LongMod
1I09
2Z31
3Ostfrl
4Notfunk
5DL-Nordwest
Stand: August 2024

Die Reihenfolge ist dabei grundsätzlich beliebig, Kanal 0 muss aber immer LongMod sein! Um nicht alle Chatgruppen händisch eingeben zu müssen, könnt ihr auch einfach den folgenden QR-Code einscannen oder ihn anklicken.

Meshtastic-Ostfriesland Kanäle, Stand August 2024
Alle Kanäle wurden angelegt (iOS)

Nun seid ihr in Meshtatstic QRV und solltet in der Node-Liste nach nur kurzer Zeit die ersten empfangenen Nodes sehen.

Nodes Ansicht (iOS): Nun sollten nach und nach die ersten Nodes in der Liste erscheinen

Leitfaden und Neuigkeiten und Supportgruppe

Wer eine ausführlichere Hilfestellung benötigt, findet sie im Leitfaden von Harald DG6BCW, den ihr hier herunterladen könnt.

Alle Neuigkeiten zum Thema Meshtastic in Ostfriesland erfahrt ihr in dem Blog von Marcus unter https://dm5mn.de/?cat=2.

Screenshot von dm5mn.de

Meshtastic Ostfriesland Blog von Marcus DM5MN

Weitere Unterstützung erhaltet ihr u.a. in der Telegram-Gruppe Meshtastic Ostfriesland.

Wir haben für euch alles noch einmal zusätzlich auf unserer Übersichtsseite Meshtastic Ostfriesland zusammengefasst, die auch über das Hauptmenü erreichbar ist.

Die Inbetriebnahme einer Meshtatsic-Node gestaltet sich sehr einfach. Zudem ist die Hardware sehr erschwinglich, so dass die Teilnahme am stark wachsenden Netzwerk keine Hürde darstellen sollte. Meshtastic bietet noch weitere Möglichkeiten, u.a. die Übertragung von Telemetriedaten z.B. von Wettersensoren. Es gibt aber auch noch viele weitere Anwendungen für die LoRa-Hardware, über die wir hier auf DL-Nordwest zukünftig berichten werden.

Seid ihr auch schon in Meshtastic qrv? Was sind eure Erfahrungen? Diskutiert es gerne mit uns in den Kommentaren unter diesem Beitrag oder in unserer Telegram- und oder WhatsApp-Gruppe.

Euer Team DL-Nordwest


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CS800D Plus – Eierlegende Wollmilchsau des Digitalfunks?

Ein Dualband Mobilfunkgerät mit abnehmbarem Bedienteil, das sowohl analoges FM, DMR, C4FM, P25, NXDN und D-STAR kann? Du träumst wohl! …Oder etwa nicht?

Nicht wenn es nach Jerry Wanger KK6LFS von Connect Systems Inc. geht: Mit dem CS800D Plus soll der Traum endlich in Erfüllung gehen.

Einführung und Historie

Aber der Reihe nach: Ich selbst hörte von Connect Systems das erste mal in 2014, als mit dem CS7000 ein Gerät angekündigt wurde, dass neben D‐STAR, DMR, C4FM, NXDN, P25 und analogem FM auch andere Betriebsarten wie SSTV und APRS können sollte. Zudem sollte es Funkamateuren möglich sein, eine eigene Firmware für das Gerät zu programmieren, um es auf seine eigenen Bedürfnisse anzupassen. Leider wurde es dann wieder still um das CS7000 und ich verlor es aus den Augen.

Dann kam 2016 die Ankündigung zum DV4mobile und für mich stand sofort fest: Das muss ich haben! Ein 20 W Dualband (bzw. Tri-band in Amerika) Mobilfunkgerät, welches DMR, C4FM, D-STAR, P25 und analoges FM beherrscht in nur einem Gerät? Welches zusätzlich über GPS und eine LAN-Schnittstelle verfügt und sich die Repeaterlisten zudem über ein integriertes LTE-Modem ziehen kann und im Falle einer Funklücke eben auch diese oder die Netzwerkschnittstelle nutzen kann, um am Digitalfunk über das Internet teilzunehmen? Dazu noch in einem äußerst kompakten und äußerlich ansprechenden Formfaktor? Das klang wirklich zu schön um wahr zu sein! Auf der Ham-Radio im gleichen Jahr konnte ich dann einen ersten Prototyp am Stand des ÖVSV bestaunen. Leider ist das Gerät jedoch nie in die Serienproduktion und den Handel gegangen, so dass außer dem Traum nur zwei, mir bekannte und funktionierende, Prototypen verbleiben.

Prototyp des DV4 Mobile Multimode Transceivers

Doch warum haben die uns bekannten kommerziellen Hersteller kein Interesse ein solches Gerät auf den Markt zu bringen, welches sich wie geschnitten Brot verkaufen würde? Zunächst einmal liegt es daran, dass dieses Produkt zu Amateurfunk-spezifisch wäre. Im Kommerziellen Bereich benötigt man keine Dual- oder Tri-bander. Die Geräte werden so programmiert (Codeplug), dass sie nur auf den vorgegebenen Frequenzen arbeiten (kein VFO notwendig) und auch nur in einem vorher definierten Bereich. Zwar hat z.B. KENWOOD mit ihrer NX-5000 Serie Monoband Handfunk- und Mobilgeräte im Angebot, die sowohl FM, NXDN, DMR und P25 unterstützen, es können aber simultan immer nur zwei digitale Betriebsarten + FM betrieben werden. Zudem lässt sich KENWOOD die Aktivierung der zweiten digitalen Betriebsart extra bezahlen.

KENWOOD NX-5000 Serie: Triple-Digital Radio

Auch wenn eine Firma wie KENWOOD bereits vorhandene Hardware für eine Amateurfunk-Version nutzen könnte, die Programmierung einer Amateurfunk-spezifischen Firmware mit dem Funktionsumfang eines DV4mobile würde schlicht zu viel Ressourcen kosten. Also finden wir uns einfach damit ab, der Traum wird nie in Erfüllung gehen.

Connect Systems CS800D Plus

Nicht so schnell und zurück zum CS800D Plus. Nun soll es endlich soweit sein. Connect Systems kündigt nun wieder ein Gerät an, was dem Traum von der Eierlegenden Wollmilchsau schon sehr nahe kommt. Das CS800D Plus ist bereits auf dem Markt, basiert auf dem CS800D, verfügt aber über einen Mikroprozessor mit 4x größerem Speicher (256 MB Flash Memory) und ermöglicht damit eine wesentlich umfangreichere Firmware. Das Gerät ist ein Dualbander (UHF/VHF) mit 45 bzw. 50 W Ausgangsleistung und beherrscht aktuell DMR und analoges FM mit allen gängigen Funktionen. Das abnehmbare Bedienteil verfügt über ein gut ablesbares monochromes LCD-Display mit großen Buchstaben. An der Rückseite des Funkgerätes gibt es einen 15-poligen HD Sub-D Verbinder für künftige Erweiterungen.

Connect Systems CS800D Plus (Quelle: www.connectsystems.com)

Mit einer neuen Firmware und externem Zusatzprozessor (z.B. einem SBC wie dem Raspberry Pi) soll das Gerät aber zukünftig auch weitere digitale Protokolle unterstützen. Zunächst einmal müssen wir verstehen, warum wir überhaupt einen externen Prozessor benötigen, wenn der interne Prozessor doch bereits über einen ausreichend großen Speicher verfügt. Das Funkgerät selbst (Hardware und Firmware) wird nicht von Connect Systems direkt entwickelt und produziert, sondern in deren Auftrag durch den chinesischen Hersteller CoValue. Da dieser befürchtet, man könne das Gerät bei Herausgabe der vollständigen Designunterlagen und dem Quellcode der Firmware einfach bei einem anderen Hersteller fertigen lassen, hält er diese jedoch unter Verschluss. CoValue ist jedoch dazu bereit, mit Connect Systems zusammen zu arbeiten und die interne Firmware des Funkgerätes so zu gestalten, dass sie die von einem externen Prozessor bereitgestellten Daten verarbeiten kann. Wegen aktueller Ressourcenengpässe auf Seite von CoValue haben diese zugestimmt, dass die dazu notwendige Firmware-Routinen durch Connect Systems programmiert werden können und nach ausführlichen Tests dann entsprechend implementiert werden.

Der Unterschied zu anderen Lösungen, wo Funkgeräte mit einer Datenbuchse durch den Anschluss einer externen Hardware z.B. zum M17-Transceiver werden, liegt nun darin, dass beim CS800D Plus weiterhin dessen Bedienpanel, Mikrofon und Lautsprecher verwendet werden. Auch die Programmierung und Einstellungen der anderen digitalen Protokolle (z.B. des bei C4FM benötigten Rufzeichens) erfolgt weiterhin in der Programmiersoftware des CS800D Plus. Der Nutzer des Funkgerätes merkt also quasi nicht, dass um Hintergrund ein weiterer Prozessor die Verarbeitung übernimmt.

C4FM, NXDN und P25 Phase 2 verwenden den gleichen Vocoder wie auch DMR (AMBE+2). Daher kann das Gerät den vorhandenen und bereits mit dem Gerät lizenzierten Vocoder für weitere digitale Protokolle mitnutzen. Für D-STAR, welches den AMBE Codec nutzt, dessen Patent aber schon lange ausgelaufen ist, muss aber auch die Umsetzung des Vocoders extern erfolgen.

Soweit also die Theorie.

Ausblick und Fazit

Connect Systems hat bereits einige Firmware-Routinen programmiert, die derzeit von CoValue getestet werden. Dazu gehören u.a. die Erweiterung von Einstellungen, Monitoring, Scan-Funktionen, GPS-Standortbestimmung und Roaming, VFO-Modus und Erweiterung der möglichen Zonen. Als nächstes kümmert sich Connect Systems um die Programmierung der seriellen Kommunikation mit dem externen Prozessor, dem Aux-Modul, einer Spektrumanzeige, einer Hotspot-Funktion und vielem mehr. Besonders wichtig ist dabei das Aux-Modul, welches die verschiedenen digitalen Protokolle erst ermöglicht. Ein erstes Firmware-Release mit erweitertem Funktionsumfang wird für Ende März diesen Jahres erwartet.

Wir haben das CS800D Plus für euch bestellt und werden über unsere Erfahrungen in einem gesonderten Beitrag berichten. An dieser Stelle sei euch auch unsere Telegram-Gruppe DL-Nordwest noch einmal ans Herz gelegt: Hier erfahrt ihr alle Neuigkeiten zuerst und erhaltet exklusive Einblicke. Fragen beantworten wir auch gerne direkt dort.

Bleibt für uns zu hoffen, dass der Traum dieses mal auch wirklich in Erfüllung geht und die Seifenblase nicht wieder zerplatzt. Eines ist jedenfalls klar: Auch wenn das CS800D Plus die Eierlegende Wolchmilchsau des Digitalfunks wird, aktuell reden wir nur von ungelegten Eiern!


Fragen und Anwtorten (FAQ)

  • Ist das CS800D Plus auch in Europa verfügbar?

Das CS800D Plus verfügt aktuell nicht über die erforderliche CE-Zertifizierung. Als Funkamateure dürfen wir jedoch Geräte auch ohne CE-Zertifizierung importieren. Eine weitere Einschränkung besteht zur Zeit darin, das sich Funktionen wie GPS-Roaming aktuell nicht außerhalb der USA nutzen lassen.

  • Sollte ich mir das CS800D Plus jetzt schon zulegen oder lieber noch etwas warten?

In ferner Zukunft könnte das CS800D Plus durch ein Modell ersetzt werden, welches über einen Prozessor mit noch größerem Speicher verfügt sowie einem Farbdisplay. Für den, der nicht warten möchte, bleibt immer noch das Risiko, dass die von Connect Systems gesteckten und ambitionierten Ziele nicht erreicht werden können. Das Funkgerät ließe sich dann trotzdem weiterhin als Dualband-Mobilgerät für analoges FM und DMR nutzen, ist verglichen mit einem Anytone AT-D578UV II Plus dann aber auch etwas zu teuer für die Funktionen, die es bietet.

  • Wird das Funkgerät künftig auch M17 unterstützen?

Es finden bereits Gespräche mit dem Entwicklerteam von M17 statt. Die Hardware des CS800D Plus ist ähnlich der des MD380. Es gibt noch keine finale Aussage, aber das CS800D Plus könnte das erste Funkgerät auf dem Markt sein, dass M17 out-of-the-box unterstützt.


Über Connect Systems Inc.

Die Firma Connect Systems Inc. wurde 1982 in Kalifornien USA gegründet und entwickelte und vertrieb einen Telefon-Patch für Amateurfunkanwendungen (in den USA erlaubt). 1988 startete die Firma damit mikroprozessorgesteuerte Produkte auf den Markt zu bringen. Sie war auch die erste Firma, die alle CTCSS und DCS Codes zeitgleich auswerten konnte. Während die Firma im Laufe der Zeit diverse Kommunikationsprodukte aber auch z.B. Invertierer für Wohnmobile und Boote auf den Markt gebracht hat, fokussierte man sich seit 2010 auf das Anbieten von günstigen Logic Trunked Radio (LTR) Funkgeräten, seit Ende 2013 auch DMR Funkgeräten, die zu MotoTurbo™ und Hytera kompatibel sind.


Umfrage

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Habt ihr weitere Wünsche, Anregungen oder Fragen zum CS800D Plus? Falls ja, dann schreibt es uns gerne in die Kommentare zu diesem Beitrag.

Team DL-Nordwest, Stephan 9V1LH/(9M2/)DG1BGS