MakerLee's Workspace

기존 노드가 제대로 작동하지 않던 이유는 단순했습니다. 

충전이 되지 않더군요...

원인을 찾기 힘들어서 18650 승압을 제거하고 약간 단순화시킨 회로를 새로 만들었습니다. 

그리고 작은 태양전지와 슈퍼 캐패시터를 달아 확인해 봤는데 여전히 충전이 안 됩니다. 

하나하나 점검해 보니 P-FET(AOD413A)가 문제였습니다.

어찌된건지 풋프린트가 반전되어 게이트/소스가 반전되어 연결되었더군요.

점검도 하지 않고 그냥 그대로 썼으니 되겠지 하고 넘어갔던 자신을 반성해야 할 것 같습니다. 

다른 MOSFET으로 교체하고 태양광 패널에 스탠드를 쬐어 보니 서서히 캐패시터가 충전되는 것을 확인할 수 있었습니다. 

혹시몰라 18650을 한시간 정도 물려봤는데 충전이 되네요. 

다시 조립해서 장착해야 할텐데 이제 겨울이라 또 언제 할지 모르겠습니다. 

회로 한번 잘못 만들었다가 몇달을 그냥 보내는군요

배터리 만충후 이틀이 지나 설치하게 되었습니다. 

배터리 용량은 7500mAh 정도. 설치일은 10/27 오후 3시 30분. 

설치 위치는 서초 인근이고요. 

설치 후 이동하며 테스트를 해 봤습니다. 

대략 1.5km 정도까진 건물 음영에 따라 가끔 끊기지만 통신은 원활한 느낌.

2km 에서는 가끔 운좋으면 연결이 되는군요. 

평지 도심 기준이라 거리상으로는 나쁘지 않은 것 같습니다. 

어디 건물 옥상에 올려두면 참 좋을텐데 기술에 관심많은 건물주님 보시면 연락주세요 :)

--------------------------------추가---------------------------------

하루만에 연결이 끊겨서 조만간 다시 확인하러 가야 할 것 같습니다. ㅜㅜ

3달 하고도 보름만의 meshstatic 포스팅이네요

원래는 사실 6월 말에 기기를 설치하고 테스트를 해 보려 했습니다. 

그런데.. 설치하자 마자 기기가 먹통이 되었네요?

이미 더위에 접어들어 땀을 줄줄 흘리면서 한시간 동안 고생했는데 저걸 다시 떼낼 엄두가 안 나더라고요

그래서 날이 시원해지면 다시 작업해야 겠다 하고 미뤘습니다. 

그런데 날이 시원해지기까지 3달이 넘어갈 줄은 몰랐죠

원래는 걸어서 20분 정도의 거리인데 이번에는 복구한 전동 킥보드로 쓩 하고 다녀왔습니다. 

겉의 먼지를 제외하면 내부는 깨끗하고 문제가 없었습니다. 

배터리도 별 문제 없군요.

고장 원인을 찾아보니 어이없게도 전원 스위치의 불량이었네요.

몇년씩 묵은 오래 된 스위치다 보니 내부 접점이 산화된 것 같습니다. 

스위치를 제거하고 납땜으로 연결해보니 문제없이 잘 켜집니다. 

이제 다시 조립해서 도로 설치하면 본격적으로 테스트를 할 수 있을 것 같습니다. 

여느 때처럼 타오바오 중고물품 순회를 하다가 이런 걸 발견했습니다. 

도착한 물건을 조립해 보니 괜찮아 보입니다. 

태양광 패널의 고정이 확실치 않아 바람이 세게 불면 돌아갈 것 같긴 한데요. 

볼트 너트가 포함이긴 한데 와셔를 추가하고 렌치볼트를 쓰는 등 갖고 있던 재료로 업그레이드를 했습니다. 

배터리는 무려 10Ah.

충방전도 잘 됩니다. 

문제는 리튬인산철 배터리란 거죠.

제가 스무개나 만들어 놓은 충방전 회로는 리튬이온 용인데 말이죠

이 문제는 일단 넘어가고

분해해 보니 방수 패킹도 잘 되어있고 공간도 나쁘지 않아 보입니다. 

LED 패널은 필요없으니 제거합니다. 

태양광 패널도 10W 라 나쁘지 않아 보이네요

안테나 케이블을 상단에 설치하려 구멍을 뚫었는데 뚜껑을 닫아보니 높이가 살짝 높아서 안 닫히는군요. 

하단으로 옮겼습니다. 

배터리를 넣고 위쪽에 회로를 넣으면 딱 맞을 것 같습니다. 

노드를 하나 외부에 설치할 계획을 세우고 나니 더욱 많은 문제가 있습니다. 

1. 기술적 문제

-노드는 태양광으로 자체적으로 돌아가야 합니다. 

태양광 패널과 충전 시스템, 배터리로 구동되며 방수 케이스에 넣어져 환경으로부터 보호되어야 하죠. 

기술적 문제들은 스스로 해결할 수 있긴 하지만, 각각에 대해 추가 비용이 들어간다는 점은 상당히 부담이 됩니다. 

2. 환경적 문제

-태양광 패널은 그림자가 지지 않는 노출된 곳에 설치되어야 합니다. 

개인이 접근할 수 있는 곳에서 이런 위치를 찾기는 쉽지 않습니다. 

-또한 전파의 특성상 가능한한 높은 곳에 설치되어야 합니다. 

3. 법적 문제

위와 같은 사항을 따르려 하면 고층 빌딩을 여러 개 갖고 있는 엄청난 건물주가 아닌 이상, 

서울의 야산 등에서 적당한 설치 위치를 찾아야 합니다. - 다른 방법이 있다면 알려주세요

공유지에 개인 물건을 설치하는 것은 당연히 법적 문제가 따릅니다. 

동네 야산의 휴게 위치 등에는 동네 주민들의 물건들도 놓여진 경우가 많아 크게 문제가 되진 않을 것 같습니다만, 

엄밀하게 따지자면 경범죄에 속할 수밖에 없는 게 사실이겠죠.

허가를 얻는 것도 방법입니다만, 사업자도 아니고 개인이 이런 물건을 설치하겠다고 하면 과연 허가가 날까요?

4. 기타 문제

설치 위치를 시뮬레이션 해 보면 손이 닿는 높이(1.5m정도) 에 설치하는 것은 시각적으로 문제가 될 수 있습니다. 

적어도 2~2.5m의 높이에 설치해야 위화감이 없을 것 같습니다. 

결론적으로 동네 야산을 사다리까지 짊어지고 올라가야 하며, 사다리 구매 비용은 별도라는 문제가 있습니다. 

제가 뭐 주변지역으로 노드를 쫙 깔거나 그런 것 까지는 생각을 안했지만요. 

테스트를 하건 뭐건 적어도 주변에 고정 노드는 하나 있어야 뭔가를 하기 쉽겠더군요.

설치 위치가 고민인데 서울 도심에서 설치하는 것도 난관이고 무엇보다 자체전원을 갖춰야 한다는 것도 문제입니다.

https://austinmesh.org/#building-a-solar-powered-repeater

검색해 보니 외국의 리피터 설치 경험담이 있는데요.

텍사스 오스틴(위도 30.2672N) 에서 소형 5W 급 태양전지 등을 사용했다가 몇달만에 자꾸 노드가 죽어 몇번씩 장비를 교체한 내용들이 있습니다. 

이것저것 고민해보니 소형 태양광 전지를 쓰더라도 장비만 그럭저럭 가동되면 테스트는 가능할 것 같습니다. 

RAK wisblock 장비가 그나마 전력 소모가 적다고 하니 그 장비를 기준으로 할까 하는데요.

검색해 보니 이것도 태양광이 적어 전압이 불안정하면 애매하게 죽어서 복구가 안 되는 경우가 있는 듯 하더군요. 

그렇다면 애초에 저전압 컷 기능이 있는 태양광 충전기는 없나? 하고 또 알아보게 되었습니다.

그리고 우리의 멋진 GreatScott 형님의 과거 동영상을 보게 되었죠.
https://www.youtube.com/watch?v=kEttqWJrdww

내용을 몇번씩 검토해 봤는데 원하는 기능을 완벽하게 구현해 놓아 그대로 써도 될 것 같습니다.

과충전 / 과방전 / 과전류 보호에 5V 출력 부스트, MPPT까지 모두 돌아가는 충전 및 보호회로입니다.

다행히 회로도를 제공해 주셔서 그대로 쓰면 될 것 같지만

좀 깔끔하게 정리를 했고요. 

BOM 을 뽑아서 LCSC에 넘겨보니 재고가 없는 부품들이 있어서 대체 부품으로 다시 넣었습니다. 

재고없는 제품, 재고 모자란 제품 등등이 섞여서 BOM 정리하고 주문하는 게 PCB 제작보다 오래 걸렸네요

부품이 도착하고 납땜을 했습니다. 

일단 배터리 입력에 18650을 하나 연결하고 출력단 전압을 체크해보니 승압이 잘 되고 있습니다. 

이후 배터리 대신 파워 서플라이를 연결하고 전압을 오르락 내리락 해보니 2.5V에서 전압이 컷오프 되는 것을 볼 수 있었습니다. 

다만 다시 전압을 올리면 출력이 되지 않고 스위치를 off/on 해야 다시 출력이 나오더군요. 

만약 배터리가 위험전압까지 떨어진다면 수동으로 스위치를 껐다 켜야만 할 것 같습니다. 

아직 R8, R9은 납땜하지 않았는데 이는 태양전지 MPPT 전압에 맞춰야 하기 때문입니다. 
위의 GreatScott 영상에서는 9:20초쯤부터 나옵니다. 

전압분배를 이용해서 MPPT 핀에 1.205V 가 입력되도록 하면 된다는군요

태양전지의 MPPT는 잘 알지 못하므로 GPT에게 물어봤습니다. 

회로 자체는 검증된 것이라 작동에는 문제가 없을 듯 하고요.

적당한 태양전지 판을 구해서 테스트를 해 봐야 할 것 같습니다.

LoRa 통신에 알아보던 중 Meshtastic 이란 프로젝트에 대해 알게 되었습니다. 

LoRa 장비를 이용해서 메쉬 네트워크를 구성하여 소량의 데이터를 송수신할 수 있는 오픈소스 프로젝트입니다. 

농장 같은 곳에서 센서 네트워크용으로 쓰이기 괜찮아 보이네? 하고 생각했는데요.

알고보니 통신이 미흡한 격오지에서 비상 네트워크 용으로 쓰이며, 실제로 우크라이나 전장에서도 일부 사용된다더군요.

흥미가 가서 장비를 구매하려고 했는데요.

알고 보니 국내에서는 전파법상 전파인증 면제는 개인당 1개씩만 가능한 문제가 있었습니다. 

물론 아두이노 같은 장비들은 수십개씩 구매하기도 하지만 이 기기는 전파를 송수신하는 문제로 약간 예민하더군요.

메쉬 네크워크를 구성하려면 혼자서는 불가능한거죠.

그래서 살짝 고민을 했는데요

그렇다면 다른 기기를 여러대 사면 되잖아?

개인 구매시 전파인증 면제는 1기기에 대해서만 가능한데, 이 1기기는 동일제품에 대해 해당됩니다. 

즉 다른 모델이나 다른 제품에는 해당하지 않죠.

이렇게 Meshtastic 을 사용할 수 있는 LoRa 기기 4종류를 1대씩 구매하면 모두 합법적으로 사용이 가능하단 얘기죠.

위 사진대로 구매하진 않았고, 일단 제일 저렴한 Heltec의 LoRa32-v3 기기와

https://heltec.org/project/wifi-lora-32-v3/

이 기기의 위키

https://docs.heltec.org/en/node/esp32/wifi_lora_32/index.html

두번째로 Lilygo의 LoRa32 V2.1_1.6 버전을 구매했습니다. 

https://www.lilygo.cc/products/lora3

이런 기기 구매시 버전만 달라도 다른 기기로 취급되기 때문에 모양이 같아 보여도 다른 버전이면 사용 가능합니다. 

물론 국내 LoRa 통신주파수인 920~923Mhz 를 쓰는 기기를 구매해야 합니다. 

다른 주파수를 구매하면 쓸 수는 있는데 불법이에요.

일부 제품은 915Mhz로 표시하고 있는데 통신칩을 살펴봐야 하지만 보통 주파수가 860 이상인 경우는 호환되는 것 같더군요. 제가 정확히 확인해 보진 않아서 보장할 순 없습니다. 

그러면 이제 펌웨어를 업로드 해야 하는데요

웹페이지에서 바로 플래쉬 가능한 웹 플래셔가 있더군요.

https://flasher.meshtastic.org/

기기를 USB에 꽂고

이 사이트에서 기기를 선택한 후 

설치를 선택하고 USB포트 선택.

그리고 flash를 누르면 바로 해당 기기에 맞는 펌웨어가 업로드 됩니다. 

매우 편리하네요

https://www.youtube.com/watch?v=x99R78fkSg0%EF%BB%BF

위 동영상의 내용을 정리한 것입니다. 

Meshstatic 안드로이드 앱의 장치 설정(Radio Configuration) 메뉴

User

Node ID는 변경 불가능. 참조용임.
긴 이름은 39자까지 설정 가능 짧은 이름은 4자 이하
짧은 이름은 노드 목록에서 버블로 표시된다

그 아래 하드웨어 모델 표시되고
다음으로 아마추어 무선용으로 사용시 토글하는 스위치가 있다. 
아마추어 무선 사용시 암호화는 FCC 규정에 위배되므로 무선 구성 페이지에서 암호화가 비활성됨.



Channels

채널과 주파수를 혼동하지 말 것.  
채널은 채팅방이라고 생각하면 편함. 
채널 구성 페이지는 채팅방을 만들고 암호화를 활성화하거나 MQTT를 이용해 인터넷과 연결할 수 있다. 
번호는 0-7까지 최대 8개 생성 가능

LongFast 기본채널
다른 동영상으로 추가설명. 

채널이 가질 수 있는 세 가지 상태.
Primary
Primary 채널은 1개만 가능. GPS 위치 포함 원격 모니터링은 이 채널을 통해 전송됨. 
공개 채널에서 위치 숨기는 법은 추가동영상 볼 것. 

Secondary 
추가 채널은 보조 채널이며 자체 암호화 키도 가질 수 있음

Disabled
채널 닫힘. 사용할 수 없음. 

채널을 생성하면 사전공유키가  자동 생성됨. 새로고침 눌러 변경 가능
업링크 /다운링크는 mqtt(인터넷 접속)용.
다운링크:  mqtt에서 메시로 메시지가 전달됨 
업링크: 메시에서 mqtt로 메시지가 전달됨


Device

Role
Client- 기본세팅. 다른 클라이언트와 통신함
Client_Mute  - 클라이언트지만 메쉬에 재방송하거나 기여하지 않음. 
사용예)실외에 있는 클라이언트에게 블루투스로 연결하기 힘들 경우 일차적 연결이 필요할때
센서 노드가 많이 있는데 메쉬에 연결할 필요는 없고 전파 환경을 깨끗하게 유지하고 싶을 때
Router - 높은 고도, 핵심 위치에 놓은 장치에 설정. 광범위 도달. 
패킷은 라우터 통과를 선호함. 배터리 소모 증가.

자동으로 블루투스/와이파이/스크린은 절전모드가 됨

Router_Client- 라우터와 같지만 블루투스/와이파이/스크린이 살아있으며 여전히 클라이언트로 사용 가능

Repeater- 라우터와 유사하게 패킷은 리피터 통과를 선호하게 됨 
라우터와 다른 점은 노드 정보와 디바이스 telemetry 등의 정보를 방송하지 않음. 
그러므로 리피터는 노드 정보가 뜨지 않으며 배터리 레벨이나 센서 정보가 표시되지 않게 됨
리피터에는 몇가지 추가 구성 메뉴가 있는데 
Rebroadcat mode에서
all  - 당신의 메쉬 뿐 아니라 다른 메쉬의 패킷도 재전송함.다른 암호화 메세지까지 모두.
all skip decoding - all과 비슷하지만 디코딩을 수행하지 않음
local only - 당신의 공개키를 갖고있는 트래픽만 재전송함. 
known_only - local only와 비슷하지만 공개키뿐 아니라 노드 데이터베이스에 있는 노드의 트래픽만 재전송함. 

Tracker
GPS 추적장치에 유용함. GPS 장치가 위치 업데이트될때까지 절전 모드로 전환되고 위치 업데이트후 다시 절전되어 배터리를 절약함

Sensor
센서 데이터 전송에 유용함
패킷에 우선순위가 있으며 5분마다 전송됨
자동으로 슬립 모드로 전환되었다가 센서 데이터 전송할 때마다 깨어남


TAK
meshtastic atak 플러그인과 함께 사용되는 장치
안드로이드 팀 인식 키트를 의미함
미군에 의해 공공 안전 및 민간 사용을 위해 공개됨

Client_Hidden
RF 추적을 회피하기 위해 루틴 전송을 끄고 신호 노출을 줄임
메세지 전송시에만 사용됨
배터리 전원 절약 가능하고 SOS 비컨 등 추적장치로 사용하는 것도 가능
(신호 전송시에만 비퍼를 울린다거나)

나머지 옵션
시리얼 출력 
디버그 로그
핀 버튼 재정의 
핀 버저 재정의
GPIO pin 설정

nodeinfo broadcast interval
말그대로 노드 정보 발신 간격

double tap as buttom press
가속도계가 있는 장치 사용시 더블 탭으로 버튼 누르는 기능. 

managed mode
클라이언트 응용 프로그램을 통해 무선 구성을 변경하는게 불가능해지고 관리 채널을 통한 원격 관리만 가능해짐

disable triple click
T빔과 같은 장치는 삼중 클릭 버튼을 사용하여 GPS를 빠르게 끌 수 있는데 이런 기능을 비활성화하는 것. 



Position
포지션과 다른 기본 구성은 primary 채널을 통해 전송됨
secondary 채널을 구성하더라도 위치정보 등은 primary채널을 통해 계속 전송됨

smarty posiotion 활성시 위치 변경시 자동으로 위치정보를 전송함. 

고정포지션 활성시에는 위경도 정보등 수동입력

fix attempt duration
GPS 정보를 얻는 시간


position flag
altitude - 해수면 
altitude msl - Mean Sea Level 평균 해수면 레벨
geoidal seperation - 타원체 높이와 직교 높이 사이의 차이 값.. 어려우니 패스
dop - dilution of precision 정밀도 희석?
HVDOP - 수직 dop와 스평 dop 값을 분리해서 전송한다
seq_no 해당 시간에 장치가 수신하는 위성 수를 전송
타임스탬프


Power
장치 역할(client 등)을 설정하면 파워 세팅도 자동으로 변경되므로 일반적으로는 손댈 필요 없음


Network
wifi를 켜면 블루투스는 꺼짐. 
ntp server - 시간정보 
rsyslog server 로그 저장



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