TR-Link
TR-Link war ursprünglich als Datenlogger für unter Tage gedacht. Klar gibt es schon ein System, welches in kHz-Bereich arbeitet, allerdings kann man es "so" nicht einfach im Laden kaufen und andererseits, funkt es sich schöner wenn es selbst gebaut ist... ;)
Vom einfachen Datenlogger wurde das Ganze dann zu einem Funkbasierendem Kommunikationssystem, welches mit Modulen erweitert werden konnte... Mein Spieltrieb führte mich dann zu den ESPs: LoRa-Modem, WLAN, reichlich Speicher und ein File-System gab es auch noch für kleines Geld... |
Im Laufe der Entwicklung wurde aus einem Datenlogger ein Kommunikationssystem, welches auf Mesh-Netztopologie aufbaut: Je mehr Geräte, desto unwahrscheinlicher, dass eine Nachricht ihr Ziel nicht erreicht.
Hier ritt mich dann mein anderes Hobby, der Amateurfunk: Ein 70cm Transceiver für die Jackentasche, mit der Möglichkeit von überall Nachrichten verschicken und empfangen zu können, also kam nicht nur ein Nachrichtensystem hinzu, sondern auch ein Chat-System wurde implementiert (inkl. Gruppen). |
Am meisten war ich allerdings von der Möglichkeit begeistert, dass man auf den ESPs einen WLAN-AP aufmachen kann und einen Webserver drauf für das UI laufen lassen kann. Somit konnte ein Web-Basierendes UI (auf Bootstrap und jQuery basierend) entwickelt werden, welches dann auch auf allen Geräten läuft, die einen Browser mit sich bringen...
Feedback von anderen Funkamateuren blieb natürlich nicht aus und das am meisten Gewünschte Feature war, die Netze auch per Internet miteinander verbinden zu können, für Strecken in denen keine Übertragung über Funk möglich ist...
Nach einiger Überlegung wurde die Firmware erweitert:
Mit der neuen Version ist es auch möglich die ESPs über WLAN, seriell oder über Internet miteinander zu verbinden, für mich ergab sich so die Möglichkeit eine Nachricht direkt aus der Grube an einen Empfänger zuhause zu versenden (vorausgesetzt, die Node im Auto ist mit dem WLAN-Hotspot verbunden und kann den ESP zuhause auch erreichen)…
Wer einen GPS-Empfänger an die Node anschließt, oder einen T-Beam benutzt, kann auch seine Position im TR-Link Netz senden und so seine und andere Nodes tracken...
Feedback von anderen Funkamateuren blieb natürlich nicht aus und das am meisten Gewünschte Feature war, die Netze auch per Internet miteinander verbinden zu können, für Strecken in denen keine Übertragung über Funk möglich ist...
Nach einiger Überlegung wurde die Firmware erweitert:
Mit der neuen Version ist es auch möglich die ESPs über WLAN, seriell oder über Internet miteinander zu verbinden, für mich ergab sich so die Möglichkeit eine Nachricht direkt aus der Grube an einen Empfänger zuhause zu versenden (vorausgesetzt, die Node im Auto ist mit dem WLAN-Hotspot verbunden und kann den ESP zuhause auch erreichen)…
Wer einen GPS-Empfänger an die Node anschließt, oder einen T-Beam benutzt, kann auch seine Position im TR-Link Netz senden und so seine und andere Nodes tracken...
Funktionsweise
Wie im Bild oben könnte ein Aufbau eines kleinen TR-Link Netzes aussehen: Node 1 ist zuhause und wartet auf Verbindungen über Funk oder Internet. Node 2 wird irgendwo mit einem Hotspot in der Nähe eines Zugangs zu einer Höhle (oder Bergwerk) aufgestellt. Auf dem Weg in die Höhle werden weitere Repeater oder Controller ausgelegt (Repeater verfügen nicht über Display oder WLAN, benötigen wesentlich weniger Strom). Welche Node ausgelegt wird spielt keine Rolle, das Netzt ist selbst aufbauend und konfigurierdend... Die Konfiguration der Betriebsparameter (Frequenz, Link, usw. kann zuhause erfolgen).
In der Höhle teilt man sich auf, jemand legt die Nodes 4, 3 und 2 aus, ein anderer legt Node 5 aus, welche sich automatisch mit Node 2, 3, 4 verbindet (umgekehrt genauso). Wenn man nun eine Nachricht empfangen oder Versenden möchte, kann man sich per WLAN mit einer Node verbinden oder eine eigne Node verwenden (Node 6). Es ist hierrüber möglich, eine Nachricht an Node 1 zu senden, oder zu jeder anderen Node - der Empfang ist ebenso möglich...
Ich empfehle aber die Nutzung von personalisierten Geräten, es sei denn man weiß, wer gerade an welcher Node ist (aber dann sind sie auch schon personalisiert ;) ).
TR-Link funktioniert nicht nur in der Höhle, oder in einem Bergwerk (zugegebenermaßen muss man unter Tage schon mit einem ganzen Sack voller Geräte auflaufen), in der freien Natur lassen sich mit TR-Link einige Kilometer überbrücken (mit den richtigen Antennen und Parametern). Ihr könnt damit auch ein eigenes (solarbetriebenes) einfaches Kommunikationsnetz errichten und seid so vielleicht in Gegenden erreichbar, wo es kein Mobilfunk/Internet gibt...
In der Höhle teilt man sich auf, jemand legt die Nodes 4, 3 und 2 aus, ein anderer legt Node 5 aus, welche sich automatisch mit Node 2, 3, 4 verbindet (umgekehrt genauso). Wenn man nun eine Nachricht empfangen oder Versenden möchte, kann man sich per WLAN mit einer Node verbinden oder eine eigne Node verwenden (Node 6). Es ist hierrüber möglich, eine Nachricht an Node 1 zu senden, oder zu jeder anderen Node - der Empfang ist ebenso möglich...
Ich empfehle aber die Nutzung von personalisierten Geräten, es sei denn man weiß, wer gerade an welcher Node ist (aber dann sind sie auch schon personalisiert ;) ).
TR-Link funktioniert nicht nur in der Höhle, oder in einem Bergwerk (zugegebenermaßen muss man unter Tage schon mit einem ganzen Sack voller Geräte auflaufen), in der freien Natur lassen sich mit TR-Link einige Kilometer überbrücken (mit den richtigen Antennen und Parametern). Ihr könnt damit auch ein eigenes (solarbetriebenes) einfaches Kommunikationsnetz errichten und seid so vielleicht in Gegenden erreichbar, wo es kein Mobilfunk/Internet gibt...
Testen
Die Firmware steht als binary jedem kostenlos zur Verfügung. Der Betrieb muss dabei im gesetzlichen Rahmen erfolgen (Frequenz, Sendeleistung, usw.). Bitte achtet darauf nicht mit dem TTN zu kollidieren, hierbei handelt es sich nicht um ein LoRaWAN-Protokoll!
Um die Firmware testen zu können, benötigt ihr mindestens zwei zwei ESP32 mit WLAN und LoRa-Modem (SX1278) oder TTGO T-Beams, welche ihr z. Bsp. bei Amazon bestellen könnt. Den Sketch, über den ihr initial die CPU flaschen könnt, könnt ihr hier für den ESP32 oder TBeam herunterladen: https://github.com/trlink/OTATest Ihr müsst nur die Zugangsdaten zu einem WLAN eintragen, die entsprechende Hardware auswählen (es gibt Defines für die Hardware) und den Sketch hochladen... Dieser Sketch installiert die Firmware von einem Server im Internet, ihr könnt so immer auf die aktuellste (2.30) Firmware zugreifen. Nach dem Reboot wird ein WLAN erstellt, mit dem ihr euch verbinden könnt. Verbindet euch damit und geht durch die Einstellungen (die Standardeinstellungen müssen bis auf WLAN-SSID und Node ID nicht geändert werden. Das Standard WLAN-Passwort ist: 123456789 oder keines (Open AP, je nach Version) Das UI erreicht ihr über den Link: http://192.168.5.1/ Die aktuellen Versionen öffnen initial einen offenes WLAN, wird also kein Passwort benötigt... |
Öffnet nach der Installation über das Menü den Punkt "Settings" und geht auf "Controller Settings":
Ändert den Device Name (an diesen werden die Nachrichten versendet), die WLan SSID (den Namen des WLan's, welches die CPU erstellt und die Node ID. Die Node ID muss im gesamten Netzwerk eindeutig sein! Die Modemeinstellungen passen für den Betrieb auf 433MHz. Wer sich damit auskennt, kann auch hier anfangen zu spielen, passt nur auf die Timings auf, die müssen zur Nachrichtenlänge und der damit verbundenen Übertragungszeit passen, der LoRa-Calculator hilft da ungemein... Ansonsten könnt ihr nun die zweite CPU flashen und in Betrieb nehmen. Die beiden sollten sich dann miteinander verbinden und damit könnt ihr dann über LoRa Nachrichten austauschen... Wird das Gerät ausschließlich als Modem betrieben, könnt Ihr den Punkt überspringen und nur die Modem-Einstellungen ändern und die für das Serial Interface. Solltet ihr eine 800Mhz-Version bestellt haben, müsst ihr noch die Frequenz in den Modemeinstellungen ändern... |
Nach dem Flaschen könnt ihr unter den Link-Settings ein WLan eintragen und aktivieren, wenn aktiv, verbindet sich der Controller beim Start mit dem WLan und schaut auf dem Server nach, ob die Firmware aktuell ist, wenn nicht, lädt der Controller die neue Firmware herunter... ;)
Sollte die Verlinkung über Internet (dazu später mehr) nicht benutzt werden, oder seid ihr außerhalb des Empfangsbereiches Eures WLans, müsst Ihr für den Normalbetrieb das WLan wieder ausschalten, der Controller reagiert sonst schnarchig, weil er die ganze Zeit nach dem WLan sucht...
Wer noch Status-LEDs anschließen möchte (Vorwiderstand 100 Ohm), kann dieses wie folgt tun:
ESP32:
TX Led: Pin33
Netzwerk-Status: Pin32
Message-Waiting: Pin12
Buzzer: Pin13
Wer mit der Seriellen Schnittstelle spielen möchte (nur für den ESP32 verfügbar!):
TX = PIN17
RX = PIN35
Pins für den T-Beam habe ich noch nicht, muss erst ein Gehäuse designen und dann suche ich mir welche aus...
Sollte die Verlinkung über Internet (dazu später mehr) nicht benutzt werden, oder seid ihr außerhalb des Empfangsbereiches Eures WLans, müsst Ihr für den Normalbetrieb das WLan wieder ausschalten, der Controller reagiert sonst schnarchig, weil er die ganze Zeit nach dem WLan sucht...
Wer noch Status-LEDs anschließen möchte (Vorwiderstand 100 Ohm), kann dieses wie folgt tun:
ESP32:
TX Led: Pin33
Netzwerk-Status: Pin32
Message-Waiting: Pin12
Buzzer: Pin13
Wer mit der Seriellen Schnittstelle spielen möchte (nur für den ESP32 verfügbar!):
TX = PIN17
RX = PIN35
Pins für den T-Beam habe ich noch nicht, muss erst ein Gehäuse designen und dann suche ich mir welche aus...
TR-Link als Modem für Packet Radio
Mit der Firmwareversion 2.23 hat die Firmware die Möglichkeit bekommen als Packet Radio Modem über FlexNet und Paxon benutzt werden zu können. Hierfür muss als Device Mode "Data-Modem" ausgewählt werden und im Menüpunkt "Serial Interface" muss dieses auch konfiguriert werden (Baud-Rate, Parität, usw.). Wenn diese Option aktiv ist, wird TR-Link auf dem Gerät deaktiviert und die Optionen im Web-Interface sind deaktiviert. Die Modemkonfiguration erfolgt weiterhin über die Webseite.
Unter FlexNet muss dann ein Kiss-Modem hinzugefügt werden...
TR-Link als Datenmodem
Mit der Firmware-Version 2.28 sind zwei neue Betriebsmodi hinzugekommen: Data-Modem mit und ohne Hayes-Emulation. Wenn TR-Link als Data-Modem genutzt wird, können Daten direkt über das LoRa-Modem gesendet und empfangen werden. TR-Link ist dann allerdings deaktiviert. Dieses kann benutzt werden um Daten zwischen zwei Computern zu übertragen. die MTU beträgt allerdings 250 Byte, die an einem Stück übertragen werden können. Beide Implementierungen senden die Daten über das LoRa-Modem, sobald die MTU erreicht ist. Umgekehrt wird jedes empfangene Paket an die Serialle Schnittstelle übertragen.
In der Konfiguration auf der Web-Seite muss das Serielle Interface (wie bei Packet Radio) entsprechend aktiviert und konfiguriert werden.
Wird die Hayes-Emulation benutzt kann mit den AT-Befehlen gewählt werden (Parameter werden ignoriert) oder direkt mit ATO in den Übertragungsmodus geschaltet werden. Mit "+++" kann dann zurück in den Command-Mode geschaltet werden. Bei Pass-Through werden die Daten, die an die Serielle-Schnittstelle geschickt werden direkt gesendet.
Wenn TR-Link als Modem genutzt werden soll, muss die Flusskontrolle deaktiviert werden, da das USB-Interface die DTR/CTS-Leitungen nicht ansprechen kann.
In der Konfiguration auf der Web-Seite muss das Serielle Interface (wie bei Packet Radio) entsprechend aktiviert und konfiguriert werden.
Wird die Hayes-Emulation benutzt kann mit den AT-Befehlen gewählt werden (Parameter werden ignoriert) oder direkt mit ATO in den Übertragungsmodus geschaltet werden. Mit "+++" kann dann zurück in den Command-Mode geschaltet werden. Bei Pass-Through werden die Daten, die an die Serielle-Schnittstelle geschickt werden direkt gesendet.
Wenn TR-Link als Modem genutzt werden soll, muss die Flusskontrolle deaktiviert werden, da das USB-Interface die DTR/CTS-Leitungen nicht ansprechen kann.
Verlinkung über Internet / Mail-Versand nach extern
Die Geräte können über das Internet (oder WLan) verbunden werden, damit kann die Reichweite ungemein erhöht werden, bzw. darüber können auch andere Gebiete abgedeckt werden. Es gibt auch die Möglichkeit einen Server im Internet einzutragen, dieser verfügt auch über ein Mail-Gateway . d.h. ihr könnt von einem TR-Link gerät aus E-Mails nach draußen verschicken (und an euer Gerät gesendete EMails empfangen). Sollte daran Interesse bestehen, nehmt bitte Kontakt über die bekannten Kanäle auf...
Dateien:
|
Gehäuse erstellt in Blender3D als STL und BLEND |