Пишу о прошивке и оборудовании Meshtastic с 2020 года , но до сих пор не было возможности протестировать их лично. Ситуация изменилась, когда Elecrow предоставили для обзора узлы ThinkNode M1 и ThinkNode M2 .
Оба устройства используют радиомодули Semtech SX162x, но M1 построен на Bluetooth MCU Nordic Semi nRF52840 с 1.54-дюймовым дисплеем E-Ink и GPS, а компактный M2 – на чипе ESP32-S3 и 1.3-дюймовом OLED, но без встроенного GPS-модуля. Поскольку это первый опыт использования Meshtastic, данный “обзор” скорее послужит руководством для начинающих. После распаковки и разборки будут протестированы обмен сообщениями, передача GPS-координат и дальность связи в пригородных условиях Таиланда.
Распаковка ThinkNode M1/M2
Обе упаковки идентичны: пластиковый кейс с белой крышкой. Ключевые особенности ThinkNode M1: антенна с высоким коэффициентом усиления, совместимость с приложением Meshtastic, поддержка определения местоположения, аккумулятор 1200 мАч, энергоэффективность и подключение LoRa. M2 аналогичен, но не имеет GPS, оснащен аккумулятором 1000 мАч и 1.3-дюймовым OLED. Он позиционируется как “высокопроизводительное” решение на SoC ESP32-S3 в отличие от “энергоэффективного” nRF52840 MCU.
Комплектация схожа с небольшими отличиями. ThinkNode M1 включает USB-кабель для зарядки, антенну LoRa с резиновым креплением и руководство пользователя, тогда как антенна ThinkNode M2 интегрирована в корпус.
M1 крупнее и толще. Имеет регулятор питания/подсветки дисплея E-Ink, переключатель GPS, а также функциональные кнопки и кнопки перелистывания. Более компактный M2 оснащен только кнопками питания и функций, что объясняется отсутствием GPS, а OLED не требует регулировки яркости благодаря читаемости в темноте.
Оба устройства прибыли заряженными и готовыми к включению.
Разборка
Рассмотрим внутренности узлов Meshtastic. Начнем с M1: откручиваем четыре винта на нижней части пластикового корпуса. Видны аккумулятор 1200 мАч и GPS-антенна.
Плата легко извлекается из корпуса, открывая доступ к дисплею E-Ink, зуммеру и светодиодам питания/данных. Также присутствует 4-контактный разъем с сигналами CLK, DIO, 3.3V и GND, вероятно, для подключения внешнего GPS-модуля.
Аккумулятор и дисплей E-Ink надежно зафиксированы (приклеены), поэтому их демонтаж не проводился.
Перейдем к разборке ThinkNode M2.
После вскрытия корпуса видны аккумулятор 1000 мАч и 12-контактный разъем для расширения. Извлечь плату не удалось.
Аккумулятор снят для детального осмотра, но винты не обнаружены. Возможно, плата приклеена или винты скрыты под амортизирующей прокладкой. Дальнейшая разборка приостановлена для первичного тестирования…
Подключение и настройка ThinkNode M1/M2 в приложении Meshtastic
Установим приложение Meshtastic на два смартфона Android через Google Play. При запуске требуется подключить устройство. После включения ThinkNode M1 в разделе Bluetooth Android отобразилось устройство “Meshtastic_b525”. Сопряжение выполнено после ввода кода, статус “b525” в приложении – “Подключено”.
Аналогичные действия выполнены для ThinkNode M2 на другом смартфоне. Для дальнейших шагов изучена документация по начальной настройке на сайте Meshtastic. Важно выбрать региональный код: для Таиланда установлен диапазон 920–925 МГц, 100% рабочий цикл и ограничение мощности 16 дБм.
Параметры сильно различаются: например, в ЕС требуется 10% рабочий цикл и лимит 27 дБм. В Таиланде низкий лимит мощности, что ограничивает дальность по сравнению с Новой Зеландией (36 дБм) или Малайзией (20/27 дБм). Для справки: 16 дБм = 40 мВт, 36 дБм = 4 Вт (в 100 раз мощнее!). Хотя выбор малайзийских настроек увеличил бы дальность в диапазоне ~923 МГц, для обзора используются исключительно настройки Таиланда согласно закону.
Ожидались базовые опции для обмена сообщениями и координатами, но предположение оказалось ошибочным – конфигурация обширна. Доступ через иконку в правом верхнем углу (три точки) → Radio configuration.
В разделе User настраиваются длинное/короткое имена, в LoRa выбирается частотный план (Thailand). После настройки на обоих смартфонах тапните четвертую иконку снизу для сканирования QR-кода с одного телефона на другой.
Изменения применяются кнопкой Send внизу страницы конфигурации, после чего узел Meshtastic перезагружается.
Теперь доступны два узла: CNX Software/CNX и LPT Maker/LPT. Сообщения на канал LongFast передаются при нахождении смартфона в зоне Bluetooth любого узла. Текст отображается на дисплеях ThinkNode M1/M2 (только на английском), тайский язык в приложении работает, но на дисплеях не отображается. На карте (третья иконка снизу) видны приблизительные GPS-координаты узла CNX (M1 со встроенным GPS) с низкой точностью. Изначально причина виделась в помещении, но позже выяснилось иное.
Первые полевые испытания Meshtastic – пробежка в лесу
Тест GPS и дальности проведен в лесопарке с кольцевым маршрутом ~4.5-5 км и прямой дистанцией ~1.5 км.
Обмен сообщениями работал при близком расположении устройств, но GPS-координаты отображали окружность диаметром ~5 км на карте, что бесполезно…
Третья иконка справа вверху карты показывает GPS-позицию смартфона и местоположение ThinkNode M1 (CNX 2 min). Расхождение превышает два километра, что разочаровывает. В настройках Position не найдено опции “точное местоположение”. ThinkNode M2 не имеет GPS-аппаратуры, но будучи подключен к смартфону, теоретически может передавать координаты. Исследование точности GPS и передачи координат с M2 отложено до возвращения.
Дальность проверена при максимальном удалении M1 и M2. Попытка обмена сообщениями через Meshtastic не удалась. Недоставленное сообщение отмечено перечеркнутым облаком, отправляемое – простым облаком, успешно отправленное – облаком с галочкой (как ранее).
Перечеркнутое облако позволяет тапнуть Resend для повторной отправки. При приближении к M2 (находившемуся в автомобиле, что неидеально), сообщения периодически переотправлялись. На средней дистанции доставка не происходила даже после извлечения M2 из авто. Сообщение прошло только на дистанции чуть более 100 метров. Заявленная дальность LoRa – до 10 км в прямой видимости или 2-3 км в городе, поэтому результат разочаровал, хотя ограничение мощности в Таиланде прогнозировало сокращение дистанции.
Тест автономности: ThinkNode M1 на nRF52840 с дисплеем E-Ink работал более 24 часов, ThinkNode M2 на ESP32-S3 в режиме LONG_FAST – лишь 7-8 часов.
Обновление прошивки, точность GPS и передача координат со смартфона
Перед устранением проблем обнаружено, что установлена прошивка 2.6.5, тогда как доступна новая стабильная версия 2.6.11.
Для M2 выполнено обновление. Прошивка не обновляется через Android-приложение, требуется flasher.meshtastic.org в браузере с поддержкой USB Serial (Chrome или аналоги, Firefox не поддерживается).
ThinkNode M2 подключен к ноутбуку Ubuntu через USB-C кабель. Устройство автоматически обнаружено. Выбрана прошивка 2.6.11 Beta из списка “Stable”, нажата кнопка Flash.
Если включена опция «Полное удаление и установка», все данные будут потеряны, поэтому этот параметр не изменялся; нажмите «Обновить» для продолжения.
Процесс займет несколько минут, после чего можно вернуться в приложение Meshtastic, чтобы убедиться в обновлении прошивки до версии 2.6.11.
Теперь попробуем решить проблему точности GPS. Настройки можно изменить в параметрах канала. Выберите LongFast — здесь видно, что определение положения активировано с точностью 2.9 км… Но это корректируется включением опции «Точное местоположение».
Функция работает, однако LongFast является каналом по умолчанию и общедоступен, поэтому любой владелец узла Meshtastic может получить доступ к данным GPS. Рекомендуется создать отдельный канал для передачи этих данных. Был создан канал ChiangMai с активированным «Точным местоположением» и назначен основным, поскольку через него осуществляется периодическая передача координат (и телеметрии при подключенных сенсорах).
Теперь возможен обмен сообщениями в каналах ChiangMai и LongFast. Метка «CNX 1 Min» отображается без широкого круга погрешности и близка к местоположению, определенному GPS телефона (синий круг). Также на карте видна метка «LPT now», подтверждающая получение данных о местоположении через ThinkNode M2.
Как это было реализовано? Сначала время было потрачено на поиск опции «Передавать местоположение телефона в сеть» в настройках, как указано в инструкциях, но безуспешно… Опция доступна только в разделе «Подключение к радио» (пятая иконка снизу) после соединения телефона с узлом по Bluetooth.
После активации местоположение ThinkNode M2 (точнее, подключенного к нему телефона) передавалось через приложение Meshtastic.
Тестирование дальности ThinkNode M1/M2 в пригородных условиях
Некоторым удалось достичь дальности свыше 300 км с Meshtastic , но с использованием стационарных станций на мачтах и крупных антенн. Здесь тестировалась дальность связи между узлами M1 и M2 в режиме LONG_FAST: M2 зафиксирован на открытом воздухе (например, на коленях), а M1 перемещался в кармане. При неудачной отправке сообщения M2 поднимался в руке для увеличения дальности. Тест проводился в пригородной зоне с малоэтажными зданиями (до 2-3 этажей) и деревьями.
Изначально на M2 был активирован режим тестирования дальности, но не удалось корректно изучить документацию , где указано: «Модуль должен быть включен как у отправителя, так и у получателя». Дополнительно проводилось ручное тестирование отправкой текста и получением ответа в различных точках. Поднятие узла M2 в руке увеличило дальность на 20–30 метров. В тесте была зафиксирована дальность приема-передачи сообщений 286 метров.
Расстояние между устройствами отображается на дисплее, но для проверки использовался Google Maps (результаты схожи: 286 м против 265 м).
Повторный тест в другом направлении показал аналогичный результат — 262 метра.
Дальность оказалась недостаточной, поэтому для поиска способа её увеличения без повышения мощности передачи (в рамках норм Таиланда) была проведена консультация с Grok. Рекомендовано переключиться в режим LONG_SLOW, что может удвоить дальность ценой повышенного энергопотребления. На следующий день настройки LoRa на узлах M1 и M2 были изменены: Preset модели установлен на LONG_SLOW.
При повторном тесте удалось достичь большей дистанции с сохранением связи. На дисплее M1 отображалось 565 м (проверка в Google Maps показала 550 метров). Небольшое расхождение вызвано различиями в определении местоположения встроенным GPS и GPS телефона.
Такой результат удовлетворителен для поддержания связи в группе при движении в одном направлении. Поскольку это mesh-сеть, дальность можно увеличить добавлением узлов; в разных странах показатели варьируются из-за локальных нормативов. Стационарный узел на возвышении с крупной антенной также расширит зону покрытия.
Дисплей и кнопки
В заключение кратко рассмотрим меню на дисплее и функции кнопок. Начнем с ThinkNode M1.
Переключение между страницами осуществляется кнопкой «листания». Первая страница отображает последнее сообщение с источником и временем, вторая — уровень сигнала, расстояние и угол до других узлов, третья — список узлов и каналов, четвертая — данные о батарее, времени (требуется настройка часового пояса), загрузке канала, высоте и координатах GPS. Примечание: первая страница скрывается после отправки сообщения и появляется при получении.
Функциональная кнопка обеспечивает четыре действия:
- Однократное нажатие — отправка ping в сеть для передачи местоположения устройства (вместо периодических обновлений)
- Двойное нажатие — включение/выключение подсветки LED. Если подсветка не регулируется поворотом регулятора питания — вероятно, было выполнено двойное нажатие.
- Тройное нажатие — активация сигнала SOS. Зуммер непрерывно звучит, а LED мигает; с расстояния ~1 метр это заметно, но с 3 метров в уличных условиях сигналы неразличимы.
- Длительное нажатие — переход в энергосберегающий режим ожидания
Теперь рассмотрим ThinkNode M2. Доступны четыре страницы, но после отправки сообщения отображались три.
Функционал аналогичен M1, но без координат GPS из-за отсутствия встроенного модуля GNSS.
Одна функциональная кнопка обеспечивает три действия:
- Однократное нажатие — переключение между страницами
- Двойное нажатие — отправка ping для передачи местоположения. Примечание: работает даже без модуля GPS. На дисплее отображается «Send ad-hoc nodeinfo», а в приложении Meshtastic на карте появляется метка «LPT Now».
- Тройное нажатие — активация сигнала SOS. Аналогично M1…
Заключение
Это был интересный опыт; благодарим Elecrow за предоставленные ThinkNode M1 и M2 для обзора. Предпочтительнее M1 со встроенным GPS, дисплеем E-Ink и увеличенным сроком работы от батареи, но M2 компактнее, дешевле и поддерживает WiFi (не тестировалось). ThinkNode M1 продается примерно за $70 на AliExpress , тогда как ThinkNode M2 стоит менее $60 без учета налогов. Оба доступны в магазине Elecrow: M1 за $53.90 и M2 за $43.90 плюс доставка и налоги. Можно сэкономить $14 и $22 соответственно без корпуса.
Выражаем свою благодарность источнику, с которого взята и переведена статья, сайту cnx-software.com.
Оригинал статьи вы можете прочитать здесь.