Besuch bei der LoRa Convention in Biel
Die meisten Mitglieder des DARC Ortsvereins A47 Markgräflerland haben mittlerweile LoRa APRS Tracker und die dazugehörigen iGates im Einsatz. Der eine oder andere hat in seiner Wohnung auch kommerzielle Anwendungen wie Verbrauchszähler für Wasser und Wärme im Einsatz. Doch die Anwendungsmöglichkeiten gehen weit darüber hinaus. Was ist LoRa, wie funktioniert es und welche Anwendungsmöglichkeiten es gibt, war Thema der ersten USKA LoRa Konvention am 25. Juni im schweizerischen Biel. Aus unserem Ortsverband A47 haben Karlheinz (DG6GT) und Alex (DL2ANL) als einzige Teilnehmer aus dem „grossen Kanton“ teilgenommen, insgesamt waren es 33 Teilnehmer.
Organisiert wurde die Veranstaltung von Andreas Spiess (HB9BLA), vielen von Youtube als „the guy with the swiss accent“ bekannt. Beeindruckend war auch der Veranstaltungsort im „Swiss Communication Competence Center“, wo uns am Ende Stefan Junker, CEO der Firma Yotavis, einen spannenden Einblick in die hochmodernen Labors gewährte.
Wie funktioniert die LoRa-Modulation?
Im ersten der neun jeweils 15 Minuten dauernden Vorträge gab Mathias Weyland einen Einblick in die LoRa-Modulation. LoRa steht für Low Power und LongRange. Möglich wird dies durch so genannte Chirps, Signale mit zeitlicher Frequenzänderung. Bei einem positiven Chirp nimmt die Frequenz zu und beim negativen Chirp ab. Mit einer Menge verschiedener Chirps lassen sich wie beim Frequency Shift Keying (FSK) mehrere Bits übertragen.
Was ist LoRa WAN?
Andreas Spiess ging im folgenden Vortrag auf das Thema LoRa WAN ein. Also Netzwerke die auf der LoRa-Modulation basieren. Um Daten von Sensoren ins Internet zu bekommen und auszuwerten gibt es verschiedene Netzwerk Provider, wie das offene „The Things Network“ oder die kommerziellen Anbieter wie „The Things Industries“ sowie Telekommunikationsunternehmen (National Carriers“ wie Swisscom. Alternativ lasst sich das ganze selbst hosten, beispielsweise mit der Software Chirpstack. Er ging zudem auf die Performance von LoRa-Netzwerken ein, die durch den Spreading Factor (7 bis 12) bestimmt werden. SF 7 ist der schnellste Faktor, SF 12 entspricht dem Tempo von Morse Code. „The Limit is the Sky“, sagte Spiess zur Reichweite. Im wesentlichen bestimmt die Sichtlinie die Reichweite. Damit sich die vielen Sender nicht gegenseitig stören lautet eine Regel, dass nur ein Prozent Zeit verwendet werden soll. Er stellte verschieden Arten von Sensoren und Modulen und Gateways vor und beschrieb verschiedene – auch kommerzielle – Anwendungsfälle wie Smart Cities (Straßenbeleuchtung, die Überwachung von Mülltonnen oder Parkplatz-Sensoren), Landwirtschaft, Industrie, Umwelt-Monitoring (Luftqualität) oder Smart Home-Anwendungen.
Anwendung: Bodenfeuchte Sensoren im Wald
Um die praktische Anwendung ging es beim Vortrag von Nikita Aigner. Er baut mit Kollegen von der Fachhochschule Bern das „Internet of Soils“ ein Netzwerk von Feuchtigkeitssensoren um die Bodenfeuchtigkeit von Schutzwäldern zu erfassen. Damit lässt sich unter anderem Unterseuchen wie Bäume unter Trockenheit leiden, aber auch in trockenen Sommern das Waldbrandrisiko besser einschätzen.
Meshtastic und Meshcom
Meshtastic und Mechcom war das Thema des zweiten Vortrags von Andreas Spiess. Mit Meshtastic wird ein LoRa Netzwerk (Mesh) auf 868 MHz aufgebaut. Textnachrichten können per Smartphone und Bluetooth aber auch von PC’s aus an LoRa-Boards geschickt werden, die diese dann weiterverteilen. Ursprünglich für die Kommunikation in geschlossenen Gruppen gedacht, ist es nun ein offenes Netzwerk. Neben dem offenenen Kanal können weitere Kanäle eingerichtet werden und mittlerweile sogar Direktnachrichten an einzelne Nutzer geschickt werden. Es gibt fertige Geräte auf Basisdes ESP32 oder NRF 5240 zu kaufen. Zum starten einfach zwei Geräte kaufen und loslegen. Anwendungsfälle sind Hobby und Notfall-Kommunikation.
Meshcom ist ein österreiches Amateurfunkprojekt, das auf dem AX.25 (APRS) Standard basiert. Eine Mischung aus Meshtastic und enhanced APRS. Allerdings wird hier das 433 MHz Frequenzband genutzt.
LoRa APRS
Philipp Roos (HB9TQJ) erläuterte den Anwendungsfall APRS (Automatic Packet Reporting System). APRS nutzt auf dem 2-Meter-Band (145,800 MHz) AX.25-Pakete und auf dem 70-Zentimert-Band (433,775 MHz) die Lora-Bodulation. Vorteil ist die erschwingliche Hardware. Ein Tracker mit 100 mW Sendeleistung ist ausreichend.Benöritg wird ein ESP32-Board, mit einem ein OLED-Display, einem SMA-Antennenanschluss, Micro-USB, WLAN-Netzwerk 2,4 GHz und dem LoRa-Chip SX 1278.
2,4 GHz Lora
Peter Zankl beschäftigte sich mit dem Semtech 1280 LoRa Transceiver. Mit diesem lassen sich, wie Zankl, herausgefunden hat auch Entfernungen messen. Die Genauigkeit ist jedoch abhängig von der Bandweite und dem Spreading Factor. Anwendungsfälle sind beispielsweise Themen wie Animal Tracking oder das Auffinden gestohlener Fahrräder.
Outdoor Game for Scouts
Ein Spielanwendung für draußen hat Frédéric Noyer (HB9HWF) vorgestellt. Eine detaillierte Beschreibung ist unter www.radiogrid.run zu finden.
Tracking von Wetterballons
Jean-Francois Laett (HB9ONO) stellte die zweimal täglich in Payerne startenden Wetterballons (11 und 23 Uhr UTC) und das Tracken der Ballons mittels eines Raspberry Pi und RDL SDR USB Stick vor.
Radio Signal Analysis using Artificial Intelligence and Machine Learning
Um die Nutzung künstlicher Intelligenz beim Erkennen von Kommunikationssignalen ging es im Vortag von Stefan Junkger (CEO von Yotasys). Dabei geht es um das Erkennen und Unterscheiden von Funksignalen, beispielsweise den Videostream einer Drohne und den (kurzen) Steuersignalen des Drohnenpiloten. Die sermöglicht es, nicht nur die Drohne zu orten, sondern auch den Standort des Piloten. Spannend dies dann später auch bei der Besichtigung des Labors live zu sehen.
Fazit: Wir kommen nächstes Jahr gerne wieder!
Nach dem abschließenden Apéro ging es mit den XYL‘ s noch auf einen Café am Ufer des Bieler Sees.