Doomtenna: Reichweite und Abstürze

Im vorherigen Beitrag haben wir darüber berichtet, wie wir unseren LoRa-Knoten auf dem Dach – liebevoll „The Doomsday Device“ oder „Doomtenna“ genannt – von Meshtastic auf MeshCore umgestellt haben.

Nach diesem Software-Update setzen wir unsere Reihe von Doomtenna-Updates mit den Hardware-Aspekten fort: Reichweite, Systemabstürze, Solarstrom, Akkus und das nach wie vor etwas rätselhafte Verhalten auf dem Dach unseres Büros in Hilversum.

Zwei Dinge haben uns ständig vor Herausforderungen gestellt: Die Reichweite ist weitaus ungewöhnlicher, als wir erwartet hatten, und bis vor kurzem stürzte der Knoten immer wieder ab.

Die Reichweite gibt uns nach wie vor Rätsel auf

Vom Dach aus scheint die Antenne eine schöne, ungehinderte 360-Grad-Aussicht zu haben. Die tatsächliche Reichweite variiert jedoch je nach Richtung stark. In Richtung Hollandse Rading beispielsweise verlieren wir bereits nach wenigen hundert Metern das Signal, obwohl dazwischen nur etwas Heide liegt.

Andererseits stehen wir in direkter Verbindung mit Knotenpunkten in Bussum (7 km) und Almere (18 km).

Dieser Kontrast ist das Rätsel. Der Knotenpunkt hat offensichtlich eine große Reichweite, jedoch nicht in alle Richtungen gleichermaßen gut. Wir vermuten, dass die schwächeren Richtungen möglicherweise durch die Lüftungsanlage verursacht werden, auf der unsere Anlage montiert ist. Wir haben die Antenne kürzlich etwa einen Meter höher angebracht, doch dies schien nicht den erhofften Effekt zu haben.

Weitere Ideen, die wir zur Verbesserung der Reichweite haben, sind der Austausch unserer 3-dBi-Antenne durch eine Antenne mit höherer Verstärkung oder die Hinzufügung eines zweiten Knotens mit einer Richtantenne und die Verbindung der beiden Knoten miteinander.

Monatelang im Aufwärtstrend, nach Börsenschluss im Abwärtstrend

Das Problem mit den Abstürzen haben wir erst kürzlich gelöst. Manchmal war der Knoten monatelang in Betrieb, manchmal stürzte er bereits nach wenigen Stunden ab.

Wir gingen davon aus, dass dies dadurch verursacht wurde, dass die Spannung des Solarmoduls nach einem Abfall langsam wieder anstieg. Es ist bekannt, dass sich das Gerät dadurch in einen Zustand versetzt, in dem es nicht ordnungsgemäß hochfährt. Die einzige Möglichkeit zur Behebung besteht darin, sich physisch zum Gerät zu begeben, sowohl die Batterie als auch das Solarmodul zu trennen und sie anschließend wieder anzuschließen. Das Drücken der Reset-Taste am Gerät löst das Problem nicht.

Wir haben zunächst ausgeschlossen, dass der Akku die Ursache des Problems sein könnte, da der Ladezustand des Akkus allen Messwerten zufolge nie unter 70 % gesunken ist.

Der Versuch, das Solarpanel zu stabilisieren

Unser erster Versuch, dieses Problem zu lösen, bestand darin, einen TPS55165-Q1 zwischen das Solarmodul und das Gerät zu schalten, um sicherzustellen, dass das Solarmodul eine stabile Spannung von 5 V liefert.

Dies löste das Problem jedoch nicht.

Wir haben sogar darüber nachgedacht, eine automatische „Kick“-Maschine zu bauen, um den Knoten nach einem Absturz wieder in Betrieb zu nehmen. Bevor wir jedoch etwas so Aufwendiges bauten, beschlossen wir, es zunächst einmal mit einem Batteriewechsel zu versuchen. Vielleicht haben wir die Batterie als Ursache für die Abstürze zu voreilig ausgeschlossen.

Die Lösung für das Problem mit der Bohrmaschine

Wir haben den 1250-mAh-Akku einfach durch drei parallel geschaltete 3000-mAh-Akkus ersetzt – eine regelrechte Überdimensionierung.

Seitdem ist das Gerät nicht mehr abgestürzt.

Das ist zwar nicht gerade die spannendste Ursachenanalyse, aber ein sehr nützliches Ergebnis. Die Messwerte deuteten darauf hin, dass der Ladezustand des Akkus in Ordnung war, doch das tatsächliche Verhalten des Geräts sprach eine andere Sprache. Letztendlich löste der Einbau eines neuen Akkus das Problem, während eine verbesserte Stromversorgung dies nicht vermochte.

Fortsetzung folgt

Seit dem ersten Entwurf dieses Beitrags läuft die Doomtenna ohne einen einzigen Ausfall weiter. Das bedeutet weniger Wege aufs Dach, um das Gerät aus- und wieder einzuschalten, und einen zuverlässigeren Beitrag zum Netzwerk.

Nachdem die Stabilität nun gesichert ist, können wir uns wieder der Verbesserung der Reichweite zuwenden. Als Nächstes: der Test einer Antenne mit höherer Verstärkung. Die automatische Trittmaschine wird offiziell gestrichen.