Projekt Meshcom

Inhalt

Meshcom

Was ist MeshCom?

MeshCom ist ein offenes Kommunikationssystem, das auf der Mesh-Technologie und LoRa-Funkmodulen basiert, um eine dezentrale, stromsparende und kostengünstige Off-Grid-Kommunikation zu ermöglichen. Es richtet sich insbesondere an Funkamateure, Citizen Science-Projekte und Anwender, die in Notfallsituationen oder abgelegenen Gebieten unabhängig von bestehender Infrastruktur Nachrichten austauschen möchten.

Kernmerkmale von MeshCom

  • Austausch von Textnachrichten, Positionsdaten, Telemetriedaten, Wetterdaten und Fernsteuerungsbefehlen über große Distanzen mit geringer Sendeleistung.
  • Nutzung von LoRa-Funkmodulen, die sich selbstständig zu einem Mesh-Netzwerk verbinden können. Dadurch wird eine robuste, selbstheilende Netzwerkstruktur geschaffen, die keine zentrale Infrastruktur benötigt und sich flexibel an Ausfälle anpasst.
  • Die MeshCom-Module können sowohl direkt miteinander kommunizieren als auch über Gateways, die beispielsweise via HAMNET oder Internet angebunden sind. So können auch geografisch getrennte Funknetzwerke miteinander verbunden werden.
  • Das Protokoll orientiert sich am AX.25-Standard, der auch beim Amateurfunk-Packet-Radio und APRS verwendet wird. Dies ermöglicht die Integration mit bestehenden Funkdiensten wie APRS, DAPNET oder Telegram-Bots.
  • Die Hardware besteht meist aus günstigen, frei verfügbaren Modulen wie dem ESP32 mit LoRa-Transceiver (z. B. Semtech SX1262 oder TTGO T-Beam).
  • Die Konfiguration und Bedienung erfolgt entweder über eine USB-Schnittstelle oder über Smartphone-Apps für iOS und Android.

Typische Anwendungsfälle:

  • Notfallkommunikation bei Ausfall klassischer Infrastruktur.
  • Outdoor-Aktivitäten, bei denen keine Mobilfunkabdeckung vorhanden ist.
  • Experimentelle Funkanwendungen und Citizen Science-Projekte.
  • Übertragung von Sensordaten, Positionsmeldungen oder Wetterinformationen.

Zusammenfassung

MeshCom ist ein innovatives, offenes Funknetzwerk, das durch die Kombination von LoRa-Technologie und Mesh-Topologie eine flexible, energieeffiziente und unabhängige Kommunikationslösung für Text- und Sensordaten bietet – insbesondere für Funkamateure und Anwendungen abseits klassischer Kommunikationsnetze.

MeshCom ist ein Projekt um Textnachrichten über LORA-Funkmodule auszutauschen. In erster Linie geht es darum ein vernetztes Off-Grid-Messaging mit wenig Energie und kostengünstiger Hardware zu realisieren.

Der technische Ansatz basiert auf der Verwendung von LORA-Funkmodulen welche Nachrichten, Positionen, Messwerte, Fernwirken u.v.m. mit geringer Sendeleistung über große Entfernungen übertragen. MeshCom-Module können zu einem Mesh-Netzwerk zusammen finden, aber auch über MeshCom-Gateways, welche idealerweise via HAMNET verbunden werden, zu einem Nachrichten-Netzwerk verbunden werden. Damit wird ermöglicht dass MeshCom-Funk-Netzwerke, welche einander nicht über Funk verbunden sind, zueinander kommunizieren können.

Quelle: MeshCom 4.0 – Institute of Citizen Science

Für Meshcom können die gleichen Module (z.B. T-Beam) Verwendung finden wie für Meshtastic. Eine erste Sondierung der Nutzung ergab, dass doch recht viele Funkamateure Meshcom nutzen, sogar unmittelbar in meiner Umgebung. Hier kann man die Verteilung und Nutzung auf dem Meshcom-Server gut sehen.

Links

Videoeinführung

Projektbeschreibung

Kernstück des Versuchsaufbaus ist ein Lilygo T-Beam 433 MHz in der Version 1.2., der selbst im Batteriehalter einen 18650 (3500 mAh, Flat Top) Li-ion Akku beherbergt. Am SMA Antennenausgang findet sich eine bidirektionale PA mit ca. 31,5dBm (1,4w) bei 3,7 Volt und daran eine kleine Groundplane 433 MHz Antenne auf einem 2,5 m Alumast, der auf dem Balkon steht, die auf 433 MHz ein VSWR von 1,3:1 erreicht.

Die am Lilygo verbaute GPS Antenne wurde zur Empfangsverbesserung in Räumen durch ein Modell von Cirosomm ersetzt. Über den I²C Bus ist ein BME680 Sensor, ein Hailege 2,42" SSD1309 128x64 OLED Display Modul, ein APKLVSR Real Time Clock RTC Modul sowie ein SEENGREAT MCP23017 I/O Expansion Board mit I²C Interface angeschlossen.

Die Spannungsversorgung erfolgt über ein 5V-24V Solar Power Management Module mit MPPT Regelung, Type-C Power Adapter, 5V/3.1A geregeltem Ausgang an USB C, für Solarladung mit 3 x 18650 (3500 mAh, Flat Top) Zellen im Batteriepack. Gespeist und zusätzlich gepuffert wird der MPPT Laderegler von einer FEELLE Solar Powerbank 25000 mAh, Solar Ladegerät mit Dual 3A USB-Ausgang & 4 faltbaren Solarpanelen.

Quellen als Orientierung

Noch sind nicht sehr viele Stationen hier im und um den nördlichen Schwalm-Eder-Kreis zu sehen, es werden aber bald mehr, die T-Beams sind schon ausgeliefert und das Mesh wächst dann um mindestens 4-5 Stationen im nördlichen Schwalm-Eder-Kreis bzw. im südlichen Teil des Landkreises Kassel und der Stadt Kassel.

Die roten Pins markieren Meshcom Nodes mit Gatewayfunktion, die blauen ohne Gatewayfunktion (nur HF).

Signale

Im 433 MHz Band ist richtig was los, auf 433,175 MHz finden wir die Signale von Meshcom, auf 433,775 die Signale von LoRa APRS und um 433,920 sind all die ISM Geräte (Fernbedienungen, Reifendrucksensoren, Funkthermometer, usw) deutlich zu sehen.

Meshcom GRC Gruppen (ohne Gewähr)

Die Meshcom GRC Gruppen orientieren sich an den DMR Talk-Groups (TG). Der besseren Übersicht wegen, habe ich hier nur wenige Verweise auf TG in Hessen veröffentlicht. Die gesamte Liste kann hier bei Brandmeister direkt abgerufen werden.

9 LOC Aussendung nur über HF

10 WW Deutsch
20 DACH Deutschland, Österreich, Schweiz

262 DL Deutschland
263 DL MultiMode

2620 - 2629 Bundesländer Deutschland

2620 Sachsen-Anhalt / Mecklenburg-Vorpommern
2621 Berlin/Brandenburg
2622 Hamburg / Schleswig-Holstein
2623 Niedersachsen / Bremen
2624 Nordrhein-Westfalen
2625 Rheinland-Pfalz / Saarland
2626 Hessen
2627 Baden-Württemberg
2628 Bayern
2629 Sachsen / Thüringen

26200-26299 regionale Gruppen

26260 Mittelhessen
26261 Nordhessen
26262 Rhein-Main-Neckar
26263 Bergstrasse
26264 Odenwald
26265 Taunus
26266 TAC 4
26267 TETRA Nordhessen
26268
26269 Multimode Hessen

Node einrichten

Hardware per USB Kabel an den PC anschließen, neue serielle Schnittstelle im Gerätemanager ermitteln!

1. https://esptool.oevsv.at im Browser aufrufen
2. Richtige Hardware auswählen (Board)
3. Category = Release
4. FW-Version = v4.35c (Stand 08.2025)
5. Connect drücken
6. ermittelte Schnittstelle auswählen
7. Verbinden anklicken
8. Aus dem Auswahlmenü "Install T-Beam" anklicken
9. Nur bei einer vollständigen Neuinstallation immer "Erase device" anhaken und "Next" anklicken.
10. Do you want to install T-Beam v4.35c? = "Install" anklicken
11. Fertigstellung der Installation abwarten, Node resetten
12. Punkte 1 - 7 wiederholen
13. Aus dem Auswahlmenü "Logs & Console" anklicken
14. "--info" eingeben
15. Der Node muss sich dann in der Console melden
16. --setcall EIGENES RUFZEICHEN (mit SSID z.B. DL1ABC-1)
17. --setname VORNAME
18. --setssid WLAN SSID
19. --setpwd WLAN Passwort
20. --gateway on
21. --webserver on
22. --mesh on
23. --setgrc 9;2626;26261;26268;26269

Mit --help kann man sich alle Nodebefehle anzeigen lassen

Hardware

ACHTUNG!

  • Modul ausschließlich mit installierter Antenne einschalten!
  • Antenne im eingeschalteten Zustand nicht wechseln, dazu das Modul immer erst ausschalten!
  • Unbedingt auf die richtige Polarität beim Einsetzen des Akkus (18650) achten! Vorsicht bei Li-Ion Akkus ohne Schutzschaltung!
  • Hinweise für den sicheren Umgang mit Lithium-Akkus

Lithium-Akkus sollten nicht überhitzt oder überladen werden. Aber auch eine Tiefenentladung auf null Prozent kann den Akku beschädigen, genauso wie mechanische Einwirkungen, also Stöße, Quetschungen oder Beschädigungen der Batteriehülle. Wir haben die wichtigsten Tipps für Sie zusammengefasst:

  • Öffnen Sie keine Lithium-Batterien; die enthaltenen Elektrolyte und Leitsalze sind giftig. Es besteht elektrische Gefährdung sowie Brandgefahr.
  • Verwenden Sie nur passende Ladegeräte. Ladegerät nach erfolgter Ladung entfernen. Eine Überladung kann zu einer gefährlichen Reaktion der Lithium-Batterie führen.
  • Verhindern Sie Schläge, Stöße oder sonstige Beschädigungen der Batterie, denn sie können einen Brand auslösen oder gar zur Explosion führen.
  • Setzen Sie die Lithium-Batterie nicht der Hitze aus, z.B. vergessen Sie Ihr Handy nicht im Auto und stellen Sie E-Scooter / E-Bikes möglichst in den Schatten.
  • Ist die Batterie zu heiß zum Anfassen, obwohl gerade nicht geladen wird, oder treten Gase aus, dann ist sie gefährlich.
  • Wenn möglich, lagern Sie Lithium-Batterien nicht in der Nähe von Zündquellen.
  • Durch verformte, schon ausgasende und rauchende kleine Lithium-Batterien droht akute Brandgefahr. Legen Sie sie am besten in einen Behälter mit sehr viel Wasser, um sie abzukühlen. Aber Vorsicht: Die austretenden Gase sind giftig! Bei großen Lithium-Batterien (wie von E-Bikes), die ausgasen, rufen Sie ggf. die Feuerwehr.
  • Wenn es sicher möglich ist, lassen Sie bei einem brennenden Gerät die Batterie ganz ausbrennen, um ein erneutes Entzünden zu einem späteren Zeitpunkt zu vermeiden.
  • Lassen Sie Ihren Akku nur von einem autorisierten Händler reparieren: Werden andere Zellen eingebaut, ist der neu zusammengesetzte Akku nicht mehr sicherheitsgeprüft. Ein Transport ist rechtlich nicht mehr zulässig.
  • Entsorgen Sie Ihre Lithium-Batterien nie über den Hausmüll, sondern nur über dafür vorgesehene Rücknahmestellen im Handel oder Wertstoffhof.
  • Lithiumbatterien sind Gefahrgut. Daher gelten immer gesetzliche Vorschriften und Kennzeichnungspflichten beim Versenden.

Quelle: BAM - Aktuelles - Sicherer Umgang mit Lithium-Batterien

Unterschiede zwischen V 1.1 und V 1.2

Evaluation Board

Ich setze den Lilygo T-Beam V1.2 ein, der wie folgt ausgestattet ist.

Legende

1 = ESP32 Chip
2 = AXP192 (Single Cell Li-Battery and Power System Management IC)
3 = LORA Chip (TRX)
4 = NEO-6M-GPS
5 = WiFi Antenne
6 = SMA Antennenanschluss (SMA female)
7 = Backup Batterie
8 = linker Taster
9 = mittlerer Taster
10 = rechter Taster
11 = USB Anschluss (USB 2 Micro B)
12 = Anschluss GPS Antenne
13 = GPS Antenne
14 = Akkuhalter (für Typ 18650 Flat Top)
15 = aufgelötetes Display
16 = 433 MHz Antenne. Diese Antenne ist eine absolute Katastrophe, wenn möglich, austauschen!

I²C Bus

Der I²C-Bus wird über Headerleisten herausgeführt. Ist das OLED-Display bereits eingelötet, dann sind die Anschlüsse leider nicht mehr direkt zugänglich. Grundsätzlich steht der I²C-Bus für Erweiterungen aber zur Verfügung.  

SMA Anschluss

USB Standards

GPS Chip

  • NEO-6M GPS-Modul : Unterstützt das GPS-Protokoll

RTC

  • Onboard-RTC-Modul : Unterstützt Interrupt/Wakeup

LoRa Chip

  • Low-Power-LoRa-Transceiver mit großer Reichweite
  • Hohe Empfindlichkeit : -i48 dBm
  • Transceive-Rate : 300 kbps
  • Version : SX1278 (433 MHz)
  • Firmware : Meshcom

Display

  • OLED: 0,96"
  • Treiber : SSD1306

Pinout

Versionen


Verstärker

Demnächst werden wir kleine und bidirektionale Verstärkermodule mit ~ 2,5 W einsetzen, um die Reichweiten der Nodes deutlich zu verbessern. Mit 100 mW ist das hier im bergigen Nordhessen so eine Sache. Bei der Bestellung darauf achten, dass man nicht nur das Modul (blaue Platine) kauft, sondern die komplette PA mit der Tragerplatine (grün und SMA Buchsen).

Der Verstärker der AB-IOT-Serie XQ-433.

Die Frequenzbänder von „AB-IOT-433“ und „AB-IOT-433-SMA“ sind: 420–480 MHz. Das Produkt arbeitet im bidirektionalen TDD-Betrieb (d. h. Sendeleistung und Empfangsempfindlichkeit werden gleichmäßig verstärkt). Die Betriebsspannung beträgt 3,6–6 V.

Empfangsverstärkung: 11dB ± 2dB

  • Empfangsrauschzahl: weniger als 2,0 dB
  • Übertragungsverstärkung: 5dB - 11dB (±2dB) einstellbar
  • Erkennungsschwelle für Empfangs- und Sendeumschaltung: -2dBm
  • Eingangsleistungsbereich: 1dBm-25dBm

Maximale Sendeleistung:

  • 31,5 dBm (1,4 W) bei 3,7 V Versorgungsspannung
  • 33,5 dBm(2,3 W) bei 5,0 V Versorgungsspannung
  • 34,5 dBm (2,8 W) bei 6,0 V Versorgungsspannung

GPS Antenne

Die direkt am Gerät befestigte kleine GPS Antenne (Nr. 13) verrichtet unter normalen Umständen klaglos ihren Dienst, sofern man sich im Freien befindet. Inhouse sieht das schon ganz anders aus, da reicht die Empfangsleistung, auch direkt am Fenster, meistens nicht mehr aus.

Nach dem Austausch, der sich als wirklich sehr einfach darstellt (... kleinen Stecker senkrecht abziehen, neuen Stecker senkrecht aufstecken ...), gelang auch ein guter GPS inhouse Empfang in der Nähe des Fensters.

Zur Anwendung kommt eine Cirocomm GPS-Antenne, die mit 25 x 25 mm zwar deutlich größer als die Originalantenne ist, aber auch eine deutlich bessere Empfangsleistung hat.

Unbedingt auf den richtigen Anschluss achten! Den Originalstecker mit den verschiedenen Typen vergleichen.

Lilygo T-Beam ohne eingelötetes Display

Die verwendeten Boards haben zwar ein Display dabei, das ist aber noch nicht eingelötet und das aus gutem Grund.

Mit eingelötetem Display verbaut man sich den gesamten I²C Bus, den man später vielleicht noch für andere Anwendungen oder Sensoren braucht. Also, besser das Display nicht wie im nachfolgenden Video zu sehen einlöten sondern stattdessen, die mitgelieferten Stiftleisten einlöten, die später sowohl für das Display als auch für weitere Sensoren verwendet werden können.

Eingelötete Stiftleisten für flexiblere Nutzung des I²C Bus. Hier kann auch später das mitgelieferte oder ein größeres Display angeschlossen werden.

Deshalb, Display nicht direkt auf das Board löten!

Größeres Display

Das kleine 0,96" Display ist für die direkte Montage auf dem Board gedacht, wenn dieses z.B. Outdoor zum Einsatz kommen soll. Um etwas zu lesen braucht es schon eine Lupe. Ich habe mich für ein 2,4" Display entschieden, welches über den I²C Bus abgesetzt betrieben wird.

Autarke Stromversorgung

Die autarke Stromversorgung soll über ein kleines Solarpanel (20V, 1A) sichergestellt werden. Dazu verwende ich ein Seengreat Solar Power Management Modul (5V-24V Solar Power Management Module with MPPT, Type-C Power Adapter, 5V, 3.1A Regulated Output, USB C).

Am Modul kann ein Akkupack angeschlossen (7) werden, der insgesamt 3 x 18650 Akkus beherbergen kann.

Über den USB Anschluss (4) wird der T-Beam mit Spannung versorgt.

Beschreibung der Anschlüsse

  1. DC-044 Solar Charging Jack: Connects solar panels via power jack.
  2. 3.5mm Solar Charging Terminal: Connects solar panels via terminal.
  3. USB A Output: Provides up to 5V/3.1A power output.
  4. USB C Charging/Discharging Connector: Enables battery charging/discharging via Type-C cable; supports multiple fast-charge protocols.
  5. 3.5mm Terminal Output: Outputs up to 5V/3.1A power.
  6. 3.5mm Battery Input Terminal: Connects to 3.7V rechargeable lithium battery.
  7. PH2.0-4P Battery Input Terminal: Connects to 3.7V rechargeable lithium battery.
  8. Output Activation Button: Activates output after low-voltage lock state.
  9. Battery Charge/Discharge Status and Voltage Pins (header not soldered).
  10. Battery voltage indicator.
  11. LED Indicators: Fast charge (FLED), IP5356M chip status (STATE), Battery reverse polarity (BAT Alarm).
  12. MPPT Voltage Setting Switch: Adjusts MPPT voltage based on solar panel input to optimize charging efficiency.The MPPT setting voltage should be less than or equal to the input voltage
  13. Solar Charging Indicators: Reverse polarity (Solar Alarm), charging (CHRG), and full charge (DONE)

Konfiguration

Die fertige Konfiguration sieht dann so aus.

Stromversorgung

Außerdem hat das Board einen Halter für einen Li-Ion-Akku (Typ 18650 Flat Top) und einer Li-Ion-Ladeschaltung auf Basis eines AXP192 Chips sowie ein GPS-Modul. Der Batteriehalter ist für einen kurzen Li-Ion-Akku 18650 vorgesehen und sollte auch nur mit diesem Typ bestückt werden. Der Akku sitzt nach dem Einsetzen bombenfest und lässt sich nur sehr schwer wieder entfernen.

Unbedingt die Herstellerangaben des T-Beams dazu beachten! Ich habe einen Akku vom Typ TerraE INR 18650 32P verbaut.

Vorsicht bei der Benutzung von Li-Ion Akkus ohne Schutzschaltung!



Die Ladeschaltung mit AXP192 Chip bietet bereits Schutzmechanismen, wie;

  • Überspannungsschutz (OVP),
  • Unterspannungsschutz (UVP),
  • Überstromschutz (OCP) und
  • Übertemperaturschutz (OTP).