Creazione iGate Lora32 a 433Mhz

Qualche giorno fa mi sono lasciato incuriosire da una nuova icona apparsa nella mappa di APRS.fi, dopo un breve scambio di messaggi con IU2OXE ho trovato un nuovo utilizzo al mio TTGO T-Beam preso qualche tempo fa per tracciare i palloni meteorologici, sta infatti nascendo in Italia una rete di dispositivi LoRa, degli oggetti a basso consumo energetico che consentono di trasmettere informazioni in modo del tutto simile alla rete APRS dei brevi messaggi di testo in cui si possono inserire coordinate o altre informazioni. Nel esperimento di oggi vediamo come creare un iGate ovvero una stazione ricevente che gira poi su internet i beacon ricevuti.

Materiale necessario


TTGO

Di queste schede ne esistono alcune varianti, il prezzo si aggira intorno ai 15-25 euro a seconda del modello, vi sono versioni con display OLED, altre con GPS, altre con porta batterie per Litio 18650 e così via, il mio modello è un TTGO T-Beam (che verrà però presto sostituito da un modello senza GPS che non viene utilizzato negli iGate ma solo nei tracker) ma la procedura è pressochè identica per tutte le schede.

Link per l’acquisto Amazon:

  • TTGO Lora32 433Mhz (versione consigliata per iGate senza GPS e con OLED a bordo)
  • TTGO T-Beam 433Mhz (versione usata da me, consigliato come Tracker, GPS incluso e predisposizione per batteria 18650)

Microsoft Visual Studio Code

Si tratta di un potente IDE realizzato da Microsoft con una serie di plugin che lo rendono utilizzabile in mille applicazioni diverse, nella nostra configurazione aggiungeremo Platform IO che ci consentirà di compilare sketch in modo simile ad Arduino IDE (è in realtà in grado di compilare anche per le board Arduino vere e proprie)

Link di download: https://code.visualstudio.com/

Accessori

Installazione Visual Studio Code

La procedura di installazione è piuttosto semplice, una volta scaricato dal link qui sopra basta installarlo seguendo i passaggi mostrati a schermo. Terminata l’installazione dovremo fare click nella colonna di sinistra sul icona a forma di cubetti (Extensions) oppure premiamo CTRL+SHIFT+X, nella  barra di ricerca in alto inseriamo “PlatformIO” e ci apparirà un icona con una formica, facendo click su tale icona ci apparirà una schermata con il pulsante “Installa” nella parte alta, attendiamo qualche minuto (vediamo il progresso nella barra in basso a destra) e l’installazione del plugin dovrebbe essersi completata senza problemi.

Installazione dei drivers

Andiamo alla pagina del CP210x sezione “Downloads” e scarichiamo la versione che più si adegua al nostro sistema operativo in uso, lanciamo il setup seguendo la procedura a video

Download del sorgente

Andiamo alla pagina GitHub del progetto LoRa APRS iGate e clickando sul pulsante CODE ci apparirà l’icona “Download ZIP”, scarichiamo il file e decomprimiamolo in una cartella a nostro piacimento

Torniamo ora in Visual Studio Code e dalla colonna di sinistra clickiamo sulla formica, si aprirà una schermata più grande in cui appare il pulsante “Import Arduino Project”

 

Nella parte alta della schermata digitiamo il modello del TTGO in nostro possesso mentre in basso andiamo ad aprire la cartella appena decompressa, quando vediamo il file “platformio.ini” fermiamoci qui (vedi foto) e premiamo “Import”

Dalla colonna di sinistra apriamo le varie cartelle fino ad arrivare a “DATA” e facciamo click su “is-cfg.json”, qui dovremo impostare tutti i parametri del nostro iGate tra cui il nominativo, i dati della rete WiFi, le nostre coordinate e attivare la funzione beacon o iGate (active). Ho evidenziato in rosso nella foto le righe interessate

Colleghiamo ora la board al PC, attendiamo l’eventuale notifica di installazione dei driver e poi nella parte bassa di VS Code facciamo click sul icona con la cartellina e dalla lista che appare in alto scegliamo “env:lora_board” in modo che appaia nella parte bassa del programma (vedi foto) poi facciamo click su “compila” (spunta a forma di V), attendiamo la scritta “Success” ed infine su “upload” (la freccia verso destra), attendiamo qualche istante e il TTGO dovrebbe riavviarsi.

Alla successiva riaccensione sul display dovrebbe apparire un errore che ci dice che non abbiamo caricato i parametri del iGate, andiamo allora nella colonna di sinistra sul icona a forma di formica e nella sezione “Platform” facciamo click su “Upload Filesystem Image”, attendiamo ancora un paio di secondi, il TTGO si riavvierà ed eccoci!

Descrizione dei parametri

  • Callsign: nominativo ed SSID della stazione, esempio “IU2FRL-10”
  • DHCP: assegnazione automatica del indirizzo di rete, salvo necessità particolari lasciate su “true”
  • SSID: nome della rete WiFi
  • Password: chiave di rete del WiFi
  • Message: messaggio personalizzabile che verrà allegato ai beacon
  • Latitude e Longitude: coordinate del nostro digipeater in gradi digitali
  • Timeout: intervallo in minuti di trasmissione del beacon
  • aprs_is active: invio dei pacchetti sulla rete APRS
  • digi acrive: abilitazione della funzione digipeater (riceve i pacchetti via radio e li manda in rete)
  • digi beacon: trasmissione temporizzata della propria posizione (modo tracker). Le due funzioni possono essere attivate in contemporanea.
  • frequency_rx e tx: frequenze di ricezione e trasmissione dei paccheti LoRa
  • powe: potenza in dBm di trasmissione della radio
  • spreading factor: impostazioni legate alla trasmissione LoRa
  • signal bandwidth: impostazioni legate alla trasmissione LoRa (larghezza del segnale trasmesso)
  • coding rage4: impostazioni legate alla trasmissione LoRa
  • display always_on: mantiene sempre attivo il display (true) o lo spegne dopo X secondi
  • timeout: dopo quanti secondi spegnere il display
  • turn180: ruota di 180 gradi il display (antenna in alto se true)
  • ntp server: server usato per sincronizzare i dati del orario

{
“callsign”: “CALL-10”,
“network”: {
“DHCP”: true,
“staticIP”: “192.0.2.100”,
“subnet”: “255.255.255.0”,
“gateway”: “192.0.2.1”,
“dns1”: “192.0.2.1”,
“dns2”: “192.0.2.2”
},
“wifi”: {
“AP”: [
{
“SSID”: “SSID”,
“password”: “PASS”
}
]
},
“beacon”: {
“message”: “LoRa iGATE & Digi, Info: https://www.iu2frl.it/creazione-igate-lora32-a-433mhz/”,
“position”: {
“latitude”: 45.1721,
“longitude”: 10.7855
},
“timeout”: 51
},
“aprs_is”: {
“active”: true,
“passcode”: “PASSCODE”,
“server”: “rotate.aprs2.net”,
“port”: 14580
},
“digi”: {
“active”: true,
“beacon”: true
},
“lora”: {
“frequency_rx”: 433775000,
“frequency_tx”: 433775000,
“power”: 20,
“spreading_factor”: 12,
“signal_bandwidth”: 125000,
“coding_rate4”: 5
},
“display”: {
“always_on”: false,
“timeout”: 10,
“overwrite_pin”: 0,
“turn180”: true
},
“ftp”: {
“active”: false,
“user”: [
{
“name”: “ftp”,
“password”: “ftp”
}
]
},
“ntp_server”: “pool.ntp.org”
}

Test on the air

Una volta collegata un antenna esterna (la sua originale fa a dir poco ca…) possiamo accendere il TTGO e la nostra posizione apparirà istantaneamente sulla mappa di APRS.fi

Qualche prova con il collega IU2OXE ha dimostrato che anche con un gommino da radio portatile si riesce a coprire svariati Km a dimostrazione del efficienza del metodo di trasmissione

Stazione IU2FRL-10

La stazione si compone di un TTGO T-Beam collegato ad una Diamond X510 a circa 20m da terra, il beacon è impostato ogni 51 minuti alla frequenza di 433.775MHz, tutto il traffico ricevuto viene reindirizzato al server rotate.aprs2.net.

  • Frequenza: 433.775Mhz
  • Potenza: 20dBm
  • Spreading Factor: 12
  • Bandwidth: 125000Hz
  • Coding Rate4: 5

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