Готовую Meshtastic-ноду можно просто купить. Это быстро, удобно и, в некоторых случаях, даже дешевле. Но тогда теряется самое интересное: возможность собрать устройство самому, разобраться в распиновке, поковыряться в прошивке и на практике понять, как все это работает.

Я решил пойти именно этим путем и собрал свою ноду на ESP32-S3 Super Mini. Ниже покажу, какие комплектующие использовал, как все подключал и что пришлось менять в прошивке, чтобы это заработало.

Компоненты

Для сборки самодельной Meshtastic-ноды я использовал такой набор компонентов:

• ESP32-S3 Super Mini - 373 ₽, 1 шт. ссылка

• LoRa-антенна 868 MHz, 5 dBi, SMA Male to Female - 134 ₽, 1 шт. ссылка

• GPS Neo-6M v2 - 251 ₽, 1 шт. ссылка

• LoRa E22-900M30S - 873 ₽, 1 шт. ссылка

• OLED-дисплей 0.96", 128x64, SSD1306 - 233 ₽, 1 шт. ссылка

• USB-UART преобразователь - 187 ₽, 1 шт. ссылка

• Провода-перемычки, около 20 шт.

• Беспаечная макетная плата, 2 шт.

Если не учитывать провода, макетки и USB-UART адаптер, итоговая стоимость получается 1864 ₽.
С адаптером уже 2051 ₽.

Да, это дороже, чем некоторые готовые бюджетные ноды. Но собирать такую штуку самому намного интереснее.

Также стоит добавить, что некоторые компоненты я покупал дешевле, чем они продаются на маркет плейсе сейчас. Например я получил 20% скидку на лору из-за того, что мне в начале прислали модуль не на ту частоту.

Подключение

На первый взгляд этап подключения кажется самым сложным. Но у ESP32-S3 есть важное преимущество: у нее очень гибкая матрица GPIO. На практике это означает, что интерфейсы SPI, I2C и UART можно развести по разным свободным пинам и затем указать их в конфигурации прошивки.

Ниже как раз показана схема, которая помогает понять сам принцип:

Распиновка ESP32-S3 super mini

Конечно, это не значит, что можно бездумно использовать вообще любой вывод. Некоторые пины могут быть заняты служебными функциями платы, USB или режимом загрузки. Но в целом свободы для разводки у ESP32-S3 действительно много, и для самодельной ноды это очень удобно.

Прошивка

Теперь перейдем к прошивке. Если открыть официальный сайт Meshtastic, то в списке поддерживаемых устройств самодельных плат, разумеется, не будет. И это нормально: каждая готовая сборка завязана на конкретную распиновку, набор компонентов.

Поэтому самый простой путь, это взять близкий по железу вариант и адаптировать его под свою сборку.

Сначала клонируем репозиторий с прошивкой:

git clone https://github.com/meshtastic/firmware

Для сборки понадобится PlatformIO. У меня macOS, поэтому я устанавливал его через Homebrew:

brew install platformio

Дальше переходим в каталог репозитория, открываем папку variants/, затем esp32s3/, и внутри выбираем EBYTE_ESP32-S3. Этот вариант удобно взять за основу, потому что он уже рассчитан на связку ESP32-S3 и EBYTE-модуля.

Открываем файл variant.h и меняем распиновку LoRa под свою схему подключения. В моем случае получилось так:

#define SX126X_CS 10   // EBYTE module's NSS pin // FIXME: rename to SX126X_SS
#define LORA_SCK 11     // EBYTE module's SCK pin
#define LORA_MOSI 12    // EBYTE module's MOSI pin
#define LORA_MISO 7    // EBYTE module's MISO pin
#define SX126X_RESET 6 // EBYTE module's NRST pin
#define SX126X_BUSY 5  // EBYTE module's BUSY pin
#define SX126X_DIO1 4  // EBYTE module's DIO1 pin

Ниже в этом же файле находим настройки I2C для дисплея и подставляем свои пины SCL и SDA:

// I2C
#define I2C_SCL 9
#define I2C_SDA 8

Если вы используете экран, не забудьте включить его в конфигурации:

#define HAS_SCREEN 1

Ниже расположен блок, связанный с GPS. Здесь логика та же: нужно указать тот пин, к которому подключен модуль. В моем случае на плате почти не осталось свободных GPIO, поэтому я использовал только одну линию данных от GPS.

Я сознательно не задействовал выводы TX и RX, подписанные на самой плате, чтобы не мешать прошивке и отладке через последовательный порт. Поэтому подключил только передачу данных от GPS-модуля к ESP32-S3:

#define GPS_TX_PIN 1

После этого стоит поправить скорость прошивки и монитора порта. Для этого открываем platformio.ini и добавляем в нужное окружение:

upload_speed = 115200
monitor_speed = 115200

Теперь можно собирать прошивку:

pio run -e EBYTE_ESP32-S3

Зачем нужен USB-UART адаптер

Тут может возникнуть закономерный вопрос: зачем вообще внешний USB-UART адаптер, если ESP32-S3 обычно можно прошивать напрямую через встроенный USB-C?

Если ваша плата нормально определяется и шьется через родной порт, внешний адаптер не нужен. Но у меня с дешевыми платами это работало нестабильно, поэтому я сразу взял отдельный преобразователь. С ним процесс оказался предсказуемее.

Подключение простое:

• 5V адаптера к 5V на ESP32

• GND к GND

• TX адаптера к RX платы

• RX адаптера к TX платы

После этого подключаем адаптер к компьютеру. Обычно драйверы ставятся автоматически.

Для загрузки прошивки используем:

pio run -e EBYTE_ESP32-S3 -t upload

Когда в консоли появится сообщение Connecting..., нужно перевести плату в режим загрузки. На моей ESP32-S3 Super Mini это делалось так:

1. зажать Boot

2. нажать Reset

3. отпустить Reset

4. через секунду отпустить Boot

После этого прошивка начинает загружаться на контроллер.

Что получилось у меня

Выглядит конечно неаккуратно, но это работает! Далее планирую избавиться от проводов и все распаять на плате.