Meshtastic^® это проект, интенсивно использующий радиотракты LoRa в для организации платформы передачи данных на больших дистанциях при отсутствии другой надежной коммуникационной инфраструктуры. Этот проект на 100% открыт и поддерживается заинтересованным независимым сообществом.

Основные функциональные возможности:

● Большие расстояния для обмена данными (331 км, достигнутые MartinR7 & alleg).
● Для организации mesh-сети не требуется телефон.
● Децентрализованная система обмена данными - не требуется выделенный маршрутизатор.
● Шифрованный обмен данными.
● Отличная оптимизация экономии батареи.
● Передача и прием текстовых сообщений между пользователями mesh-сети.
● Опциональная фича определения местоположения на основе GPS.
● И многое другое!

Meshtastic использует LoRa (Long-RAnge radio protocol, широко распространенный во многих регионах без необходимости получения дополнительных лицензий, сертификатов и разрешений, в отличие от радиолюбительской радиосвязи (HAM radio operations).

Радиостанции Meshtastic разработаны для повторной широковещательной ретрансляции (rebroadcast) сообщений, которые были ими приняты, формируя тем самым mesh-сеть. Этот принцип организации сети гарантирует, что каждый член группы, даже если он находится на самом большом расстоянии, может принимать сообщения.

Дополнительно радиостанции Meshtastic могут соединяться (paired) с одним телефоном, позволяя друзьям и семье отправлять сообщения непосредственно на ваше определенное радио. Важно отметить, что каждое устройство способно поддерживать соединение только от одного пользователя одновременно.

Если вас интересует технический обзор о том, как работает Meshtastic см. врезку ниже.

Meshtastic это открытый (open source) проект, доступный на GitHub. Наши главные волонтеры донатят свое время для написания и поддержки его кода. Если вы хотите принять в этом участие, см. GitHub [2], присоединяйтесь к Discord-серверу [3] и читайте обсуждения Meshtastic Discussions [4]. См также [5].

Если вы столкнетесь с любыми проблемами при подключении к сети Meshtastic, обращайтесь на форум или Discord, это поможет как вам, так и будущим пользователям сети. Разработчики заинтересованы в волонтерах, и помогут желающим стать экспертами Meshtastic.

[Быстрый старт Meshtastic]

Как уже упоминалось, Meshtastic создает mesh-сеть, в которой устройства обмениваются данными с помощью LoRa radio. Соедините свой телефон или компьютер к радиостанции radio Meshtastic через Bluetooth, WiFi или USB — и коммуницируйте с другими людьми на больших расстояниях без Интернета или сотовой связи.

Поддерживаемое оборудование. Перед началом работы важно определить тип используемого оборудования. Meshtastic тесно сотрудничает со своими партнерами и спонсорами, которые производят официально поддерживаемое оборудование. Эти устройства тестируются, документируются и рекомендуются для лучшего опыта с Meshtastic.

Существует также широкий спектр оборудования, поддерживаемого сообществом; однако эти устройства официально не поддерживаются Meshtastic. В этом случае обращайтесь с сообществу Discord.

Далее во врезках вы найдете примеры поддерживаемого железа, отсортированные по типу используемого микроконтроллера MCU. Как только вы опознаете свое оборудование, проверьте кабель данных, прошейте firmware, после чего подключите и сконфигурируйте свое устройство.

Примечание: если ваше устройство не относится ни к одному из перечисленных выше, то просмотрите список поддерживаемых устройств (supported devices https://meshtastic.org/docs/hardware/devices/), чтобы определить, какой MCU в вашем устройстве, или обратитесь в группу Discord [3] с любыми вопросами.

Ниже описаны основные шаги по быстрому старту.

1. Физическое подключение.

Важное предостережение: некоторые трансиверы LoRa не допускают подачу питания, если к ним не подключена согласованная антенна. Поскольку питание часто приходит на устройство через кабель USB, обратите на это особое внимание. Включение трансивера LoRa на передачу с отключенной антенной может вывести его из строя!

Подключите к компьютеру свое устройство Meshtastic кабелем USB. Некоторые кабели предназначены только для зарядки, поэтому убедитесь, что кабель USB поддерживает передачу данных и не поврежден. Для проверки кабеля можно использовать другое рабочее устройство USB, например смартфон. О работоспособности кабеля может сигнализировать появление устройства в Диспетчере Устройств при подключении (если вы используете Windows) или появление соответствующего сообщения в логе dmesg (если используете Linux).

2. Установка драйвера последовательного устройства (Serial Drivers).

Многие устройства изначально поддерживаются операционной системой компьютера, и иногда последовательный драйвер не требуется. Например, устройства на основе чипов nRF52/RP2040 обычно не требуют драйвера последовательного порта, поскольку они обнаруживаются в операционной системе как флешки. Поэтому не нужно загружать драйвер для такого устройства, если не требуется установить поддержку UF2.

Некоторые варианты установки драйверов описываются ниже во врезках.

3. Прошивка Firmware.

После выполнения шагов 1 и 2 мы можете теперь прошить Meshtastic firmware в устройство. Ниже описан процесс прошивки для некоторых популярных устройств.

4. Подключение и конфигурирование устройства.

После прошивки Meshtastic firmware в устройство, вы можете перейти к начальной конфигурации [9]. В зависимости от типа соединения с устройством некоторые опции конфигурации могут не поддерживаться полностью. Определитесь, какой клиент подойдет вам лучше всего.

[Модули LoRa для Meshtastic]

Для устройств Meshtastic часто используются модули китайских компаний EBYTE и DX-SMART. Ниже представлен краткий обзор и сравнение четырёх LoRa-модулей этих компаний:

E22-400M33S [10]
E22-900M22S
DX-LR20-900M22S
E22-900M30S

Основные различия между ними заключаются в рабочем диапазоне частот, выходной мощности, дальности связи, физических размерах и используемом чипе.

Описание модулей и рекомендации по выбору

1. Выбор частоты: у модулей разные диапазоны Sub-1GHz.

● E22-400M33S [10] работает в более низком диапазоне 433/470 МГц. Главное преимущество этих частот — лучшая способность огибать препятствия и проникать сквозь стены. Это идеальный выбор для городской застройки или мест со сложным рельефом и большим количеством помех.
● Остальные три модуля (E22-900M22S, DX-LR20-900M22S, E22-900M30S) работают вблизи 868/915 МГц. Это международные промышленные, научные и медицинские (ISM) диапазоны. Они отлично подходят для использования в Европе (868 МГц), Северной Америке (915 МГц) или в приложениях, где требуется чуть более высокая скорость передачи данных.

2. Мощность и дальность: главный критерий выбора. Это самое существенное различие между модулями, которое напрямую определяет, какую территорию они смогут покрыть.

● Для большой дальности / покрытия обширных территорий (E22-400M33S и E22-900M30S):

   - Это мощные модули. E22-400M33S — самый мощный в линейке (33.5 dBm) с самой большой заявленной дальностью (до 16 км).
   - E22-900M30S несколько слабее (31 dBm), но все еще обеспечивает впечатляющие 12 км.

Эти модули подходят для использования на открытом воздухе, где нужна сверхдальняя связь: нефтяные месторождения, шахты, карьеры, крупные сельскохозяйственные угодья или опорные сети "умного города". Платой за мощность являются большие габариты и высокий ток до 650 мА, что приводит к высокому энергопотреблению.

● Для средней дальности / низкого энергопотребления (E22-900M22S и DX-LR20-900M22S):

   - Это модули со стандартной мощностью около 22 dBm и дальностью 7-8 км.
   - Их главные преимущества — миниатюрный размер (особенно E22-900M22S, всего 20x14 мм) и очень низкое энергопотребление (всего 119 мА в режиме передачи).
   - Они идеально впишутся в компактные устройства: датчики для "умного дома", системы автоматизации зданий, носимые устройства или любые беспроводные сенсорные сети, где важна экономия места и заряда батареи.

3. Чип и бренд: совместимость и стоимость.

● Серия E22 (бренд EBYTE): модули E22-900M22S и E22-900M30S построены на базе современного чипа Semtech SX1262, а E22-400M33S — на SX1262 или SX1268. Чипы серии SX126x — это новое поколение по сравнению с популярными SX127x. Они обеспечивают более низкое энергопотребление, лучшую чувствительность и более высокую скорость передачи данных. EBYTE — известный производитель, и к его модулям обычно прилагается хорошая документация и техническая поддержка.
● Серия DX-LR20 (бренд DX-SMART): этот модуль использует чип Semtech LLCC68. Его можно считать "облегченной" или более экономичной версией SX126x. LLCC68 сохраняет базовую модуляцию LoRa, но имеет немного меньший бюджет канала связи и чуть худшую чувствительность по сравнению с SX1262. Это отличный выбор для стоимость-чувствительных проектов, где не нужны предельные характеристики, например, в "умных" счетчиках воды или газа.

Какие модули предпочтительнее использовать для Meshtastic в России?

Главный критерий выбора: частота. В России для Meshtastic исторически сложились два основных диапазона частот:

1. 868 МГц — официально разрешенный диапазон, менее зашумленный.
2. 433 МГц — неофициальный, но очень популярный в сообществе из-за лучшей способности огибать препятствия в городе.

Ваш первый шаг — узнать, какая частота используется в вашем городе/регионе. Лучше всего зайти в Telegram-сообщество `meshtastic_russia` и спросить местных участников. Вот частоты для некоторых регионов:

Как видите, в Москве, например, используются оба диапазона. Если в вашем городе еще нет сети, вы можете стать первопроходцем и выбрать диапазон самостоятельно.

Какой модуль выбрать под вашу частоту? Теперь, зная частоту, можно смотреть на совместимость модулей.

1. Если в вашем регионе используется частота 433 МГц: из представленных вариантов подойдет только E22-400M33S [10]. Он специально разработан для диапазона 433/470 МГц. Это мощный модуль (33.5 dBm, до 16 км), но он довольно крупный и энергозатратный. Идеален для создания мощной стационарной базовой станции.

2. Если в вашем регионе используется частота 868 МГц: подойдут все три модуля из этого обзора: E22-900M22S, DX-LR20-900M22S и E22-900M30S. Выбор между ними будет зависеть от того, какое устройство вы собираете:

   - Для портативной/компактной микросоты: лучше всего подойдут E22-900M22S или DX-LR20-900M22S. Они очень маленькие, потребляют мало энергии и идеально впишутся в самодельное устройство на базе, например, ESP32.
   - Для стационарного узла mesh-сети с максимальной дальностью: выбирайте E22-900M30S. Он мощнее (31 dBm) и обеспечит связь на большие расстояния (до 12 км).

Важные нюансы при выборе устройства. Выбор радиомодуля — это только полдела. Для Meshtastic вам понадобится плата с микроконтроллером (ESP32, nRF52), к которой этот модуль подключается. Вот что нужно иметь в виду:

● Энергопотребление: если вы планируете питать устройство от аккумулятора и хотите, чтобы оно работало долго (например, в походе), обратите внимание на платы с чипом nRF52 (например, Heltec T114, LilyGo T-Echo, RAK4631). Платы на ESP32 (как Heltec V3) потребляют заметно больше энергии.

● Готовые решения: сейчас сообщество рекомендует смотреть в сторону актуальных моделей:

   Heltec V3, V4 (ESP32 + SX1262) и Heltec T114 (nRF52 + SX1262).
   LilyGo T3S3 (ESP32-S3 + SX1262) и LilyGo T-Echo (nRF52 + SX1262).
   Модули RAK WisBlock, например, RAK4631 (nRF52 + SX1262), которые очень гибко настраиваются.

● Антенна: это, пожалуй, самый важный элемент. "Штатный пенек" на Heltec V3 в городе даст не больше 300 метров. Качественная антенна может улучшить сигнал в сотни раз. Поиск хорошей антенны — отдельный квест, в котором вам помогут местные сообщества.

Итог: прежде всего определитесь с частотой в вашем регионе. Если это 433 МГц — берите E22-400M33S. Если 868 МГц — выбирайте между компактностью (E22-900M22S) и мощностью (E22-900M30S). И помните, что в конечном итоге вы собираете законченное устройство, поэтому смотрите не только на модуль, но и на платформу в целом, и конечно на антенну.

[Отличие модулей E22-900M30S и E220-900M30S]

Главное и по сути единственное отличие модулей E22-900M30S и E220-900M30S кроется в используемом чипе, что влечет за собой небольшие различия в характеристиках и позиционировании. Визуально и по габаритам они практически идентичны.

1. Главное отличие — чип и производительность:

● E22-900M30S построен на более старом, но мощном и проверенном чипе SX1262. Это флагманское решение Semtech, обеспечивающее превосходную чувствительность (-151 дБм) и, как следствие, большую дальность связи (12 км). Он потребляет чуть меньше тока в режиме передачи (650 мА).
● E220-900M30S использует более новый чип LLCC68. Его можно назвать "облегченной" или более энергоэффективной версией SX1262. Он немного уступает в чувствительности (-129 дБм) и дальности (10 км), но при этом является более современным и, возможно, более оптимизированным решением для большинства стандартных задач.

2. Особенности питания:

● Модуль на SX1262 (E22) имеет более широкий диапазон питающих напряжений (начиная с 2.5V), что может быть критично для некоторых схем с нестабильным питанием.
● Модуль на LLCC68 (E220) требует напряжение от 3.0V, что является стандартом для большинства 3.3-вольтовой логики.

Что это значит для Meshtastic в России? Если вы собираете устройство для Meshtastic, оба модуля формально совместимы, так как работают в нужном диапазоне 868 МГц. Однако нюансы есть:

● E22-900M30S (SX1262) может дать вам больше уверенности в качестве связи на предельных расстояниях или в условиях сильных помех благодаря своей легендарной чувствительности. Это проверенный "боец".
● E220-900M30S (LLCC68) — это более новое и, возможно, более доступное решение. Потеря в 2 км дальности (в идеальных условиях) и чуть худшая чувствительность на практике могут быть незаметны, особенно в городских условиях, где дальность все равно ограничивается застройкой.

Итог: если для вас важна максимальная теоретическая дальность и надежность — выбирайте E22-900M30S (SX1262). Если вы хотите использовать более современный чип и, возможно, сэкономить без существенной потери качества для обычных городских задач — подойдет E220-900M30S (LLCC68). Прошивка Meshtastic должна работать с обоими, так как поддерживает и SX1262, и LLCC68.

[Ссылки]

1. Документация Meshtastic.
2. Meshtastic GitHub.
3. Discord server.
4. Meshtastic Discussions.
5. Contributing to Meshtastic.
6. Web Flasher.
7. ESP32 Flashing with the CLI.
8. Web Client Overview.
9. Meshtastic: настройка и конфигурирование устройства.
10. E22-400M33S: руководство пользователя.