Meshtastic - Как собрать свое устройство при помощи FakeTec PCB и NRF52840

HT-RA62 LoRa Модуль

LoRa-модуль HT-RA62 — это компактная версия популярного LoRa-радиоприемника с поверхностным монтажом (SMC), предназначенная для интеграции в заказные печатные платы. В отличие от DIP-версии RA-02, которая имеет сквозные отверстия и подходит для макетных плат и прототипирования, HT-RA62 требует более продвинутых методов пайки и точной ручной пайки. Однако этот компромисс позволяет получить более тонкий и компактный дизайн.

Модуль поддерживает частотные диапазоны 433 МГц и 868/915 МГц, в зависимости от конкретной модели, обеспечивая гибкость при развертывании в различных регионах в соответствии с правилами ISM-диапазона. Построенный на базе более нового чипсета Semtech SX1262 (обычно SX1276 или SX1278), он обеспечивает высокую чувствительность и дальность связи.

Сборка

Поскольку мы работаем с компонентами поверхностного монтажа, сборка будет более сложной, чем при использовании компонентов со сквозными отверстиями. Если вы новичок в пайке SMC, не торопитесь и потренируйтесь перед началом работы.

💡Мы рассмотрим только необходимый минимум для запуска устройства. Если вы хотите использовать все возможности печатной платы, вам нужно будет следовать предложениям на GitHub, чтобы добавить дополнительные MOSFET и резисторы.

Шаг 1: Подготовьте Pro Micro и печатную плату

1.  Совместите плату Pro Micro с отверстиями на печатной плате
2. Убедитесь, что порт USB обращен наружу, а печатная плата — вверх
3. Вы должны видеть Pro Micro сверху, печатную плату под ней, а над Pro Micro — два столбца из 8 площадок, предназначенных для модуля LoRa.

Шаг 2: Установите и припаяйте Pro Micro

1.  Вставьте штырьки заголовка, поставляемые с Pro Micro, в нижнюю часть печатной платы
2. Проденьте штырьки через печатную плату, а затем через Pro Micro
3. Положите всю сборку на стол так, чтобы штырьки были направлены вверх
4. При необходимости используйте скотч, чтобы закрепить ее на месте
5. Начните пайку штырьков
6. Когда все штырьки будут припаяны сверху, переверните плату и сломайте черный пластик, удерживающий штырьки вместе, используя небольшой резак (как те, что поставляются с 3D-принтерами). Ломайте его кусками через каждые 4 штырька. Это значительно облегчит последующее удаление.
7. Осторожно отделите пластик кончиком кусачек
8. Когда все контакты припаяны сверху и пластик удален, припаивайте с нижней стороны для лучшей проводимости
9. Используя кусачки, обрежьте лишние контакты, которые торчат
10. Сначала остудите Pro Micro, а затем подключите его к источнику питания, чтобы проверить, работает ли он по-прежнему.

⚠️ Пользуйтесь защитой для глаз! Срезанные штифты могут разлететься во все стороны.

Шаг 3: Припаяйте модуль LoRa

1. Ориентируйте LoRa-модуль так, чтобы разъем IPEX располагался в левом верхнем углу
2. Аккуратно совместите его с площадками на печатной плате
3. Поскольку на модуле нет штырьков для фиксации, временно закрепите его с помощью электрической ленты. Совет: растягивание изоленты сделает ее более узкой, что поможет надежно закрепить модуль на плате
4. Начните с пайки одной угловой площадки (рекомендуется GND или ANT)
5. Как только первое соединение будет завершено, модуль должен быть достаточно устойчивым, чтобы продолжить пайку остальных площадок
6. Делайте перерывы по мере необходимости и работайте аккуратно — спешить некуда!

💡 При пайке SMC сначала нанесите небольшое количество припоя на площадку, а затем удерживайте компонент пинцетом, пока припой разогревается. Такой подход к пайке «липким припоем» значительно облегчает выравнивание

⚠️ После завершения проводки важно не забыть подключить антенну!!! Так как модуль может легко сгореть без антенны!!!

Прошивка программного обеспечения

Прежде чем использовать узел Meshtastic, необходимо прошить его соответствующей прошивкой.

Шаг 1: Обновление загрузчика

Большинство плат NRF52840 Pro Micro поставляются с устаревшей версией загрузчика, который необходимо обновить

1. Подключите плату к компьютеру с помощью USB-C кабеля
2. Переведите плату в режим DFU (Device Firmware Update), замкнув контакты GND и Reset один или два раза
3. На вашем компьютере должен появиться новый диск (как будто подключили флешку)
4. Проверьте файл INFO_UF2.TXT, чтобы определить текущую версию загрузчика, откройте блокнотом например.
5. Посетите страницу Adafruit на GitHub для поиска релизов nRF52 Bootloader
6. Найдите следующий релиз после вашей текущей версии (вы должны обновляться постепенно)
7. Скачайте файлы nice_nano_bootloader-X. X.X.HEX и nice_nano_bootloader-X.X.X.UF2 для вашей платы
8.  Перетащите на диск сначала файл .HEX, а затем файл .UF2
9. Устройство отключится и перезапустится
10. Проверьте версию загрузчика еще раз и при необходимости повторите, пока не достигнете последней версии.

Шаг 2: Установка прошивки Meshtastic

1.  Посетите веб-прошивальщик Meshtastic
2.  Выберите «NRF52 Pro-micro DIY variant» из списка
3.  Скачайте файл UF2
4.  Снова переведите ваш узел в режим DFU
5.  Перетащите скачанный файл UF2 на диск
6.  Дождитесь перезагрузки устройства (это может занять минуту или две)

Сопряжение устройств

Собрав оборудование и прошив прошивку, вы теперь готовы сопрячь узел FakeTec Meshtastic с вашим телефоном:

1.  Загрузите приложение Meshtastic на свой телефон (доступно для iOS и Android)
2.  Перейдите на страницу Bluetooth и дождитесь появления вашего устройства
3.  Выберите устройство Meshtastic из списка
4.  Когда появится запрос на PIN-код сопряжения, введите «123456»
5.  Выберите свой регион на основе частоты LoRa (например, «EU433» для модулей 433 МГц)
6.  Узел перезапустится, и вы будете готовы к работе!

Заключение

Создание собственного узла Meshtastic с помощью дизайна печатной платы от FakeTec предлагает отличный баланс между экономичностью и функциональностью. При цене менее 11 долларов за основные компоненты, этот подход «сделай сам» делает ваши сети доступными для любителей и энтузиастов.

Процесс сборки, хотя и требует некоторых навыков пайки, прост, если следовать пошаговым инструкциям. Встроенные в NRF52840 Pro Micro функции управления батареей и Bluetooth в сочетании с компактным LoRa-модулем HT-RA62 создают энергоэффективный узел, идеально подходящий для связи в автономном режиме и работающий от солнечной батареи круглый год.