Ik heb een Meshcore repeater geplaatst in mijn mast. Meshcore is erg populair aan het worden en ik vond het wel leuk om een gat in het meshnetwerk op te vullen in Leusden-Noord (waar ik zit). Als zendamateur heb ik wat voorzieningen die daar goed bij kunnen helpen. Mijn zendmast is ideaal, omdat ik dan boven de huizen uit kan komen met de kleine Lora antenne.
Wat is Meshcore
Lees hier wat Meshcore is op Meshcore.nl. Of ga naar de officiele Meshcore.io website.
Ik zal ook een kleine toelichting hier geven:
Er is veel te doen over MeshCore en Meshtastic. Beide systemen zijn LoRa mesh netwerken voor tekstberichten die werken zonder de bestaande telefonie of WiFi infrastructuur. Dit kan nuttig zijn in geval van een noodlottige situatie, waarbij (delen van) de infrastructuur kunnen uitvallen. Ook qua stroomvoorziening wordt rekening gehouden met uitval, dus de meeste MeshCore en Meshtastic apparatuur zijn voorzien van accu’s en zonnecellen. Het doel is, dat het hele systeem off-grid kan blijven werken.
Het gaat om kleine en energiezuinige apparatuur. Alles werkt op een ISM band of banden met lage zendvermogens. In Nederland is dat de 868MHz band. Specifiek wordt de frequentie 869.618MHz gebruikt, waarbij 500mW erp zendvermogen is toegestaan (dus inclusief antenneversterking).
De LoRa standaard biedt zelfs met weinig zendvermogen nog een ruim link-budget dankzij de grote toleratie ten opzichte van de signaal-ruisverhouding (SNR). Dit kan tot ver onder de ruisdrempel blijven werken. Binnen de standaard die nu afgesproken is voor EU is dit vaak tot meer dan 10dB onder de ruisvloer nog bruikbaar.
Bij MeshCore zijn twee rollen van apparaten (“nodes”) te onderscheiden:
- De companion – dit apparaatje is de Lora zendontvanger die de berichten ontvangt en doorzet naar een apparaat waarop je deze berichten kunt lezen. Dit is vaak je smartphone of PC via een Bluetooth of USB verbinding. Er zijn ook volledig standalone companions met een eigen beeldscherm en toetsenbordje (LilyGo T-deck bijvoorbeeld).
- Repeater – als onderdeel van een spinneweb (“de mesh”) zenden repeaters de berichten door naar elkaar, zodat je bereik wordt vergroot. Je hoeft dus niet bij elkaar in de buurt te staan. Je berichten kunnen op deze manier via hops steeds verder het netwerk in verzonden worden.
Companions onthouden welke paden met hops het beste werkten en zullen niet altijd het hele netwerk belasten als dat niet meer nodig is. Maar als een bericht toch niet goed overkomt en de ontvangstbevestiging niet terugkomt, dan gaat hij wel weer het hele netwerk proberen (via flood heet dat dan).
MeshCore is voor veel situaties een verbeterde variant op Meshtastic. Ze zijn niet compatible, dus beide netwerken staan los van elkaar. Bij Meshtastic zijn bovenstaande twee rollen niet onderscheiden en zendt iedere node de berichten door. Dit zorgt sneller voor congestie en slimme routering ontbreekt. Voor grotere netwerken werkt dat minder goed. Meshtastic kan voor kleinere netwerken juist wel weer prima werken.
In Nederland zijn de meeste gebruikers overgestapt op MeshCore. Heel Nederland en een beetje over de grenzen is inmiddels een redelijk dekkend netwerk geworden.
De ideale en niet ideale repeateropstelling
Repeaters zet je idealiter niet alleen voor jezelf neer. Alles zit op één frequentie, dus alle repeaters en companions moeten wachten op elkaar als er wordt gezonden. Ik ben dus niet zo’n fan van vensterbank repeaters die binnenshuis opgesteld staan. Als je namelijk met minder repeaters een wat groter gebied kunt dekken, heb je minder snel kans op collisions en congestie.
De lengte van iedere uitzending is gelukkig heel kort, maar het kan snel vollopen als er veel flood berichten het netwerk over gaan. Vensterbank repeaters worden alleen lokaal gehoord en kunnen een soort ruismuur vormen voor repeaters die wat verderop staan. Je krijgt dan a-symmetrie in het link budget. Een hogergeplaatste repeater in zo’n drukke wijk wordt dan wél ver gehoord, maar hij hoort minder snel andere nodes terug op dezelfde afstand.
Een te grote dekking kan ook weer nadelig werken. Als een “te” hoog geplaatste repeater berichten naar een hop sturen richting bijvoorbeeld een noordelijk geplaatste repeater, dan moeten de zuidelijk geplaatste repeaters ook wachten op deze uitzendingen.
Een gemiddelde ideale repeater dekt één of twee woonwijken. Enkele landelijk hoog geplaatste repeaters (op hoge zendtorens) kunnen het netwerk wel weer wat efficienter maken voor grotere afstanden (minder hops). Twee of meer repeaters op één lokatie slokt ook teveel airtime op in een druk netwerk. Het lijkt sympathiek om bijvoorbeeld op een flat aan de balkon- en gallerijzijde een afzonderlijke repeater te zetten. Maar deze repeaters horen alles van elkaar en gaan ook alles doorzenden. Als de één zendt, kan de andere ook niks anders ontvangen. Daarom is het voor companions soms zo moeilijk om er nog tussen te komen.
Een metalen profiel is gebruikt om de antenne op te monteren aan de zijkant van mijn topbuis. Hier is een foto van de gestreken mast, vlak na de montage:
Componenten
- Waterdichte behuizing
Onderin zit een drukcompensatieventiel. De gaten voor de antenneaansluiting en voedingskabel heb ik dichtgemaakt met een speciaal afdichtingsmiddel. Voor de componenten had ik een drager gemaakt, die met de 3D printer geprint is met ASA kunststof. De componenten zijn zwevend in deze drager opgehangen, zodat er geen contact is met de wanden. Dat heb ik gedaan ivm kans op condens of grote temperatuursverschillen.
- Heltec V4.2 board met repeater firmware
Dit is een klein Lora board met als voordeel dat er een LNA en een PA op zitten. RF uitgangsvermogen is iets meer dan 28dBm. Dit geeft wat compensatieruimte voor de insertion-loss van het Cavity filter (ca. 1dB)
- Cavity filter (het grote zwarte blok op eerder getoonde foto) voor het filteren van sterke signalen uit de nabijgelegen frequentiebanden. Vooral met een hooggeplaatste buitenantenne kunnen deze signalen zorgen dat de LNA of ontvanger minder goed presteert. In de praktijk merk je simpelweg dat je minder signalen kan ontvangen. Soms, maar niet altijd, is dit ook terug te zien aan de ruisvloer.
- 3000mAh LiPo accu.
Deze accu houdt bij stroomuitval de repeater voor iets meer dan een dag in de lucht. Als dat nog te kort is, kan ik via een voedingskabel een externe accu aansluiten.
- Voedingsfilter en beveiliging (groene printplaatje aan de linkerzijde op de foto).
Vanuit de shack naar de repeater loopt een voedingskabel. Deze kabel is niet afgeschermd. Een groot deel is ook rotorkabel, waar ik enkele niet gebruikte aders van heb benut. Hier kan veel storing op geinjecteerd worden, wat het Heltec board kan verstoren. Dit kan bijvoorbeeld RFI zijn vanuit de mast, storing van apparatuur van de buren of mijzelf, of onweer. Een fors uitgevoerd LC filter filtert dit weg. Een 5,6V zener dient als beveiliging voor overspanning. Als de voeding per ongeluk te hoog gekozen wordt, dan zal de zener gaan geleiden en kortsluiten. De zekering zal dit dan afvangen. Een zener zou ook lichte spikes afvangen die kunnen ontstaan door elektrostatische ontladingen (onweer in de buurt).
- 5V voeding
Deze hangt in de shack en houdt de accu op lading via een lange voedingskabel. Grotendeels zijn dit ongebruikte aders van mijn rotorkabel. Ik heb deze op de Solar input van de Heltec aangesloten. Een chip op het Helltec boardje zorgt voor de laadmanagement. Bij stroomuitval kan ik een accu bijschakelen in de shack. - 5dBi antenne
Als antenne heb ik een 5dBi exemplaar gebruikt. De lengte is 55cm. Dit is lekker klein en verstoort het patroon van mijn V2000 (VHF/UHF) minimaal, wat belangrijk is omdat ze naast elkaar hangen. Teveel antenneversterking is ook weer niet handig, omdat je anders snel boven de norm van 500mW e.r.p. max uitkomt.
