Arduino mkr wan 1310, Erklärung zu allem

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Guten Tag.

Ich habe gesehen dass es ein Arduino Board gibt mit integriertem LoRa: Arduino mkr wan 1310. Ich habe auch die Beschreibung dazu gelesen, und das Tutorial um von einem solchen Arduino zu einem Zweiten zu funken, aber es bleiben so viele Fragen offen, die irgendwie nirgends richtig erklärt werden, oder nicht zu speziell diesem Arduino.
Deshalb wollte ich ein paar Fragen stellen, die vielleicht irgend jemand (oder ein paar) beantworten kann:

  1. Wie stark ist die LoRa Sendeleistung von so einem Arduino, in mA?

  2. Kann man die LoRa Sendeleistung verändern, je nachdem ob sie nötig ist oder
    nicht, also mehr oder weniger mA einstellen per Code?

  3. Wie weit sollte so ein Arduino mit der dazu gelieferten Antenne kommen? Im Tutorial stand irgend etwas von 20m weiter weg wurde der Empfang gleich viel schlechter, ich dachte der sollte 5-10km weit kommen?

  4. Wie geht dass, dass wenn so ein Arduino über 10km weit durch die Gegend funkt, dass nicht jeder andere Arduino Empfänger das empfängt, und umgekehrt ich nicht auch alles Gesendete von allen Arduinos in 10km Umkreis empfange? Im Tutorial stand nichts dazu, jedoch habe ich auf anderen Webseiten zu anderen LoRa Produkten gelesen dass es so etwas wie eine Seriennummer oder DeviceUIE zu jedem Board geben muss, damit eben nur der gewünschte Arduino etwas empfängt. Hat dieser Arduino mkr wan 1310 so eine Seriennummer? Wie finde ich die heraus? Wie benutze ich sie im Code damit nur von meinem Sende-Arduino etwas empfangen wird, und nicht von allen? Wenn dass dann so gemacht wird, könnte dann nicht trotzdem noch jeder andere Arduino mein Gesendetes empfangen das ich so über 10km durch die Gegend funke? Müsste das wenn das nicht gewollt ist noch verschlüsselt werden, damit alle anderen das nicht lesen können "sollten"?

  5. Es hiess zu LoRa, entweder ist die Übertragungsgeschwindigkeit höher aber dafür die Reichweite niedriger, oder umgekehrt. Geht das automatisch, je weiter ich entfernt bin desto länger geht einfach alles? Oder sind das auch Modus die ich auswählen muss?

  6. Es hiess, wenn der Arduino richtig im Schlafmodus programmiert ist, dann verbraucht er nur ca 0.1mA, aber wie programmiert man ihn den richtig in den Schlafmodus?

  7. So wie ich das auf anderen Webseiten gelesen habe, sollte mit der 2dB Antenne dazu ein Signal gesendet werden, dass einfach gesagt die Form einer Kugel hat (etwas weniger einfach gesagt die Form eines Donuts). Stimmt das? Kann ich davon ausgehen dass rundherum überall ein Signal empfangen werden kann?

  8. Wenn ich eine Antenne mit mehr dB benutze, kann es dann sein (wenn man an die Form des Donuts denkt), dass das Signal meinen Empfänger überfliegt, und in einem Ring hinter meinem Empfänger liegt? Oder geht das dann doch nicht, und ich muss eigentlich nur die waagrechte Position des Senders ausrichten?

  9. Wie weit dringt das Signal in Gestein hinein? Werde ich in einer Tiefgarage Empfang haben, oder ist das das Gleiche wie mit dem Handy?

Mehr Fragen fallen mir gerade nicht ein, obwohl es glaube ich einmal noch ein paar mehr waren. Wenn mir noch ein paar einfallen kann ich es ja noch ergänzen. Bis dahin wäre es nett wenn jemand etwas Licht ins Dunkle bringen könnte, und etwas dazu wüsste.

Vielen Dank

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Die Sendeleistung wird nicht in mA angegeben, sondern in Watt, oder hier besser in mW.
Im Datenblatt steht mit vorhandener Antenne die Angabe von 2dB.
Sollte eigentlich dBm heißen. Das entspricht ca. 1,5 mW.
Diese Leistung ist nicht zu ändern, jedenfalls habe ich darüber nichts im Datenblatt gefunden. Damit wirst du nicht die gewünschten 5 -10km schaffen.
Noch ein Hinweis:
In D bzw. EU ist die nutzbare Sendeleistung auf den Frequenzen reglementiert.

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Kurzeinstieg: Long Range Wide Area Network – Wikipedia Auch in den Links stöbern.

Das Board hat eine Chipkombi drauf: LoRa (LoRaWAN) Modules | Murata Manufacturing Co., Ltd.

Dann dort detailed Spezifikations

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hier

ist der Teil des Forums ( in englischer Sprache) der sich mit dem 1310 beschäftigt.
Schau mal rein , vieleicht sind Deine Fragen schon gestellt und beantwortet worden.

Zu 4 LoRa ist für wenig Daten gedacht. Wenn Du 3 Zahlen sendest dann weß ein Mithörer nicht was sie bedeuten und von wem sie stammen.

Zu 8) Nein. Die Signalsendecharakteristik ist wieviel Signal in welchen Raumwinkel gesendet wird. Da kommt der Donut her. Waagerecht ist starkes Signal, in alle Windrichtungen. Nach oben gar nichts. Eine Antenne mit mehr dB bündelt die Sendeleistung auf eine kleineren Raumwinkel und somit ist die Sendeleistng pro Raumwinkel größer. Könnte sein daß man dadurch um im legalen zu bleiben die Sendeleistung drosseln muß. Für die Empfangsantenne gilt das gleiche (Raumwinkelempfindlichkeit) Da sie nichts absendet muß auch nichts gemacht ewerden.

zu 9) Nein wirst Du keien Empfang haben. Mauern und Beton vor allem mit Armierung schirmen gut ab. In meiner Garage empfange ich nichtmal Radio.

Grüße Uwe

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Danke vielmals für alle Antworten, das scheint schon ein gutes Stück erklärt zu haben (wenn ich es vergleiche mit anderem das ich im Internet gelesen habe). Ich muss mir das alles morgen mal genauer anschauen und durchlesen.

Eines irritiert aber jetzt schon, wieso steht im Tutorial zum verbinden mit the things network, Reichweite mit 5-10km, aber weiter unten im Code ist eine Fehlerausgabe: "Something went wrong; are you indoor? Move near a window and retry" ?
Es steht in diesem Tutorial: https://docs.arduino.cc/tutorials/mkr-wan-1310/the-things-network#lorawan .
Ziemlich am Anfang unter dem Titel LoRaWAN steht bei dem 3. eckigen Punkt: Long Range: Up to 5km in an urban setting, 10km in suburban and up to 80km un-disrupted.
Und viel weiter unten bei "If Connection Fails" steht das mit dem Fenster.
Aber unter dem eckigen Punkt mit der extremen Reichweite stehen noch 2 andere Punkte, die andere Eigenschaften des mkr wan Boards beschreiben. Also kann das Board nun 10km weit senden, oder kann es das nicht?

In diesem Tutorial steht sogar auch das mit der Device EUI, und wie man sie herausfindet: Man muss das example Sketch darauf laden, dann wird es über die Serielle Konsole ausgegeben. Aber wie ich das nutze um nur von einem Board zu einem anderen Board zu senden und empfangen steht nirgends, und ich möchte es eigentlich nicht mit "the things network" verbinden. Aber vielleicht ist das auch gar nicht die wichtigste Frage im Moment, wenn es sowieso nicht klar ist wie weit das Board überhaupt kommt, oder mit was für einer Leistung max gesendet werden darf (25mW habe ich auf die schnelle irgendwo gelesen?).
Ich lese mir morgen mal alles genauer durch.

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Dann lies dir mal diese Doku ab Seite 293 durch. Da sind max. 10mW bei 433 MHz erlaubt. Insgesamt ist das sehr interessant, zu lesen, was du darfst.

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Oh man... Ich glaube es hat mich schon genug erleuchtet... Mir wird klar, das wird (wieder einmal) eine monatelange Bastelei, mit unklarem Ausgang... Hier gibt es keine richtige Informationen vom Anfang bis zum Schluss, schon gar nicht zu diesem Arduino Board. Mache ich das Datenblatt vom LoRa Radio Modul auf steht darin es werden die Frequenzen 868 und 915 Mhz unterstützt, sehe ich bei der Beschreibung des Boards selbst nach steht 433, 868, und 915Mhz, ja super... Lese ich weiter im Datenblatt finde ich sogar die dBm zum Sender und Empfänger, scheinbar hat der Sender mehr Leistung als erlaubt ist, wenn man es zu mW über einen online Rechner umrechnet. Auch gibt es lauter andere Lora Shields mit 100mW oder so ähnlich, die wären dann ja auch gar nicht erlaubt. Wie man beim Board den SF (spreading factor) einstellt, um eine grössere Reichweite zu haben und mehr dbi oder weniger steht auch nirgends beschrieben, es sieht sogar eher danach aus als ob das gar nicht gewollt ist. Vielleicht zu einer anderen Library als die im offiziellen Tutorial beschrieben, aber was dann, dann habe ich irgend einen anderen Code und kann zu dieser Library wieder ein anderes nicht offizielles Tutorial suchen... Wie kann denn das irgendwie anders herauskommen als dass ich in einem Monat noch da sitze und auf irgend welchen Webseiten nach wiedersprüchlichen Sachen google... Also ich ziehe hier die Notbremse und höre wieder auf... Das macht wirklich keinen Spass so, je mehr ich mich versuche darüber zu informieren, desto wiedersprüchlicher wird alles, und es scheint immer noch länger und noch länger zu dauern bis man mal irgendwo hin kommt. Ich fände es phantastisch wenn der Hersteller des Arduino Boards auch eine offizielle Anleitung von ganz von Anfang an bis zum Schluss machen würde, die jede Funktion und alles was es dazu zu wissen gibt erklären würde. Dann müsste man nicht auf 50 verschiedenen Webseiten irgenden eine kleinen Teil zum ganzen lesen, der sich sicher schon zur nächsten Webseite wieder wiederspricht.
Ich schreibe dem Hersteller mal eine Empfehlung...

Also dann danke ich allen für die Hilfe bis jetzt, es hat zwar nicht wie gedacht Licht ins Dunkle gebracht, jedoch hat es mich auf eine andere Art erleuchtet, und ich lasse das lieber wieder sein...

Eine gute Zeit wünsche ich allen.

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Wer spricht denn von 443Mhz?
Dem MKR gehört der Eintrag 251001

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Dann solltest du den Hersteller darauf mal anschreiben.

Keiner, aber im Datenblatt steht 433 MHz.

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Wenn Du "auch" dazu fügst, dann gehe ich mit. Dann wäre aber die Negation der 25mW unnötig. https://docs.arduino.cc/hardware/mkr-wan-1310
Andereseits sagt das Datenblatt zum Chip was anderes. Und das ist mir als erstes aufgefallen. Darum bin ich der 433Frage nicht mal nachgegangen.

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Ok, für dich dann auch.
Keine Ahnung wie viele Datenblätter es gibt. Das was ich gelesen habe zeigt 2dB Ausgangsleistung. Dann suche ich erst mal nicht weiter. Ist nicht mein Projekt.
Für mich ist wichtig, was erlaubt ist und das habe ich auch verlinkt.

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Es sieht eben wirklich danach aus als ob mit dB (oder manchmal auch dBi) nur die Antenne angegeben wird, und mit dBm die Leistung des Senders und Empfängers. Im Datenblatt zum Lora Radio Modul dieses Arduinos stehen verschiedene Leistungen bei 7.2, beim Receiver und Transmitter:

Die Antenne scheint nur einen zusätzlichen Gewinn zu geben, und es klingt für mich wie wenn man eine Glühbirne in Richtung Laser/Taschenlampe bündelt/reflektiert. Aber ich kann mich auch irren, es sieht nur so aus wenn ich überall im Web etwas herumlese, aber zB auf dieser Seite:

kann man die Reichweite berechnen lassen, wenn man alle Angaben eingibt, und da steht auch bei der Antenne dB und beim Sender und Empfänger dBm. Ob die Seite jetzt recht hat oder nicht weiss ich natürlich nicht.

Und ja in diesem Datenblatt zum Lora Modul steht eben auch nichts mehr von 433 Mhz Unterstützung, nur bei der Beschreibung zum ganzen Arduino steht das.
Aber egal ob 433 oder 868 MhZ mit scheinbar max 25mW, es gibt lauter Lora Shields die scheinbar viel mehr Leistung haben, auch bei diesem Arduino steht im Datenblatt von Lora Modul bei 7.2, beim Transmitter, bei irgend einem Boost Pin 20 dBm. Wieder irgendwo im Internet habe ich dBm in mW umgerechnet, und 14dBm sollten etwas mehr als 25mW sein laut dieser Seite, Also theoretisch wäre mehr Leistung möglich als erlaubt, fragt sich nur was mit diesem Pin ist und ob der benutzt wird.

Und wenn man dann auf der Seite wo man die Reichweite berechnen kann diese Daten vom Arduino eingibt (Sender 14dBm, Empfänger 135,5dBm, Antennen 2dB, Höhe 2m), dann kommt man auf über 2km, mit Höhe 5m schon auf über 5km, also man nähert sich den Angaben von 5-10km (mal abgesehen davon dass man nicht so einfach beide Geräte in 5m Höhe installieren kann, wenn man nicht gerade in einem 5m Hohen Gebäude Wohnt, und auch abgesehen davon dass ich wieder irgendwo anders gelesen habe eine fixe Einstellung auf SF12 (bei dem der Empfänger am meisten dBm hat) ist von der Lora Allianz oder so nicht gewollt/erlaubt). Jedoch wenn dann diese Arduinos wirklich ein paar km weit kommen sollten, wieso dann diese Hinweise mit versuch mal näher ans Fenster zu gehen wenn die Verbindung nicht klappt?
Das ist eben das, jeder liest sich seine Infos auf irgend welchen Webseiten zusammen, beim Arduino gibt es auch Wiedersprüchliches, am Schluss kommt nur noch wirrwarr heraus, und jeder redet halbwegs von etwas anderem.
Und ich habe dem Hersteller ein Feedback geschrieben mit der Empfehlung, er hat sogar schon zurückgeschrieben, dass solche Feedbacks gut sind und in Zuckunft helfen werden die Arduinos noch besser zu machen, und auch noch anderes. Ich muss am Abend dann noch zurück schreiben...
Vielleicht gibt es ja in Zukunft irgendwann mal die Perfekte Anleitung zu den Arduinos...

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Das ist fast nicht möglich, da immer unbekannte Faktoren mit reinspielen.

Warum testes du nicht einfach selbst eine mögliche Reichweite ?
Bedenke bitte, eine Reichweite ist sehr stark von der genutzten Frequenz abhängig. Was heißt, mit 868 MHz kommst du nicht so weit, wie es mit 433 MHz geht. Da nützt auch die geringfügig höhere Sendeleistung nichts.

Und genau davon würde ich persönlich abraten, letztendlich liegt das in deiner Verantwortung.

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kann man die Reichweite berechnen lassen,

Das ist fast nicht möglich, da immer unbekannte Faktoren mit reinspielen.

Ja das stimmt schon, man kaun auch ein Störfaktor eingeben, den ich aber einfach mal so belassen habe. Aber damit man ein wenig ein Gefühl bekommt ob es jetzt ein paar m oder km sind, hoffe ich mal dass das schon brauchbar ist.

Warum testes du nicht einfach selbst eine mögliche Reichweite ?

Weil ich dann 2 dieser Arduinos zuerst kaufen müsste, und ja nicht einmal weiss wie alles funktioniert, mit was für einer Leistung ich dann durch die Gegend funke, und überhaupt alles.

Also theoretisch wäre mehr Leistung möglich als erlaubt,

Und genau davon würde ich persönlich abraten, letztendlich liegt das in deiner Verantwortung.

Ja, das war auch nicht meine Absicht, aber eben, wie funkt es den standardmässig? Mit was für einer Leistung? Wie stelle ich das um, wenn es überhaupt geht? Und der SF (spreading factor)? Auch alles unbekannt...
Da würde ich garantiert noch in einem Monat da sitzen und nicht schlau daraus werden...

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Ok, hast du denn den Tipp in Post #4 befolgt ?
Da ich den von dir gewünschten "Exoten" selbst nicht nutze, bin ich jetzt erstmal hier raus.

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Das legst Du fest, wenn das Ding initialisiert wird.
Schau Dir die Beispiele an, bzw. schau in die .cpp.
Ein Einstieg: arduino-LoRa/src/LoRa.cpp at 55d49c577ac678ed46bcebdba0365ad3b3cdf643 · sandeepmistry/arduino-LoRa · GitHub

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Ok, hast du denn den Tipp in Post #4 befolgt ?

Nein noch nicht, ich bin zuerst irgend einer anderen Spur gefolgt, glaube den dbm angaben und dem SF. Und ich habe jetzt sicher schon insgesammt 30h gegoogelt, und ich habe keine Lust noch weitere 200h damit zu verbringen bis ich nur schon sehe ob ich es eigentlich so nutzen kann wie ich will, oder doch nicht. Das was im Tutorial stand, sah eigentlich ganz einfach aus, ich dachte vielleicht ist es ja gar nicht so schwer, vielleicht fehlen mir nur noch 1, 2 Code Zeilen um die Leistung einzustellen und das mit der DeviceEUI.
Aber so wie es scheint wird es überhaupt nicht einfach, und überhaupt nicht kurz, somit bin ich selber auch raus...

Trotzdem danke für die Hilfe, es hat ja auch geholfen, es wurde mir dadurch klar dass es nicht einfach ist...

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Schau Dir die Beispiele an, bzw. schau in die .cpp.

Ah da steht das, aber zu dieser Datei ist man nicht über das Tutorial gekommen, ich habe nichts von dieser Datei gewusst, und auch überhaupt nicht wo in dieser 750 Zeilen langen Datei das steht.
Aber es würde trotzdem nicht schnell gehen daraus jetzt alle Infos zu suchen, wenn überhaupt alle darin stehen (SF, DeviceEIU). Und mir tut schon längst der Rücken weh, vom dauernd am Pc sitzen. Meine Zeit vor dem Computer ist jetzt aufgebraucht, es hat nicht gereicht um irgendwo hin zu kommen, deshalb höre ich jetzt trotzdem wieder auf. Denn auch wenn es wieder so aussieht als ob die Antwort zum greiffen nahe wäre, das geht sicher nicht schnell, es geht für mich sicher noch monate lang bis ich da mal irgend etwas zum laufen bringen würde.
Vielleicht kommt ja irgend wann mal jemand anderes hier hin, und will hier weiter machen...

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Naja, wer google nimmt muss damit rechnen, das er nicht die Infos bekommt, die er braucht.

Nochmal, schau in die example.
Da steht zumindest das wie es mit dem SF geht schon mal drin.

  LoRa.setSpreadingFactor(8);           // ranges from 6-12,default 7 see API docs

Komplett: arduino-LoRa/examples/LoRaSetSpread/LoRaSetSpread.ino at 55d49c577ac678ed46bcebdba0365ad3b3cdf643 · sandeepmistry/arduino-LoRa · GitHub

Und die gesamte Beschreibung der API arduino-LoRa/API.md at 55d49c577ac678ed46bcebdba0365ad3b3cdf643 · sandeepmistry/arduino-LoRa · GitHub

Und wie Du an den rest kommst steht im doc: https://docs.arduino.cc/learn/communication/lorawan-101

Na dann.

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nicht schnell gehen daraus jetzt alle Infos zu suchen

Naja, wer google nimmt muss damit rechnen, das er nicht die Infos bekommt, die er braucht.

Ich meinte jetzt es würde lange gehen alle Codes aus der 750 Zeilen langen Datei zu suchen (wenn sie überhaupt darin stehen), und etwas funktionierendes daraus zu machen. Ich kann die Sprache des Arduinos nicht so gut.

-Da steht zumindest das wie es mit dem SF geht schon mal drin.
-Komplett:
-Und die gesamte Beschreibung der API:
-Und wie Du an den rest kommst steht im doc:

Ah da steht das alles, aber das war nicht zum mkr wan 1310 verlinkt.
Und examples, wo gibt es den examples, auch nicht über den mkr wan 1310, dort kommen nur built in examples, aber nichts von LoRa. Vielleicht hat es welche zur sandeepmistry Library. Ich schaue es mir mal in ein paar Tagen an. Vielleicht finde ich ja grad alles was ich brauche. Aber wirklich "besser" sieht es auch nicht aus, viel Text hauptsächlich zum LoRaWAN, ich möchte aber nur von einem zum anderen Arduino, da nützt es nicht so viel wenn es heisst LoRaWAN hat eine automatische Regelung vom Spreading Factor, ob das die Library von sandeepmistry auch automatisch macht wenn ich nichts speziell angebe lässt sich ja noch nicht daraus ableiten.

Und im verlinkten doc steht auch etwas von 14km mit SF12 und 290bps, aber nicht bei welcher Leistung das so weit kommt. 14km Sind schon wieder ziemlich viel, vorallem für die Fehlermeldung "versuch mal näher ans Fenster zu gehen". Da erscheint diese Seite irgendwie noch realistischer:

Und das deckt sich sogar ziemlich gut mit der Seite wo man die Distanz ausrechnen kann, erst mit extremer Höhe wird der Empfang immer besser, und auch da scheint es irgendwie nicht wirklich zuverlässig und robust zu sein.
Es müsste schon min 10km weit in ein Funkloch funktionieren, sonst nützt es mir sowieso nichts. Aber nicht so das man noch auf gutes Wetter hoffen muss, den genau so ist es sowieso schon.
Vielleicht funktioniert es sowieso nicht, vielleicht hätte es sowieso genau da im Funkloch wieder keinen Empfang, auch wenn es sonst sogar funktionieren würde...

Aber ich lese mir mal in Ruhe in ein paar Tagen die verlinkten Sachen durch, danke.