Empezando en APRS-LoRa

Una breve introducción a hacer mas con menos: APRS mediante LoRa

Índice

¿Que es APRS?

APRS por sus siglas en inglés "Automated Packet Reporting System" es un subtipo de Packet Radio (Radio Paquete). Mientras que Packet Radio tradicionalmente se ha utilizado para el acceso a sistemas de boletines (BBS), al Clúster de DX mediante Telnet y a la transferencia de cantidades de datos mas o menos grandes, requiriendo para ello conexiones a 9600 Bits/s (y en consecuencia equipos de VHF y UHF con salida de datos antes del ecualizador de micrófono) APRS en VHF y en el caso concreto de Europa en la frecuencia 145,800MHz) utiliza una velocidad máxima de 1200 Bits/s, lo que nos permitía codificar la señal en la banda pasante de audio de cualquier transceptor de FM de VHF, incluso los walkies "baratos" mediante un simple cable de audio.

Sin embargo, muchos equipos de los grandes fabricantes ya incorporan esta función (por ejemplo, los walkies digitales YAESU FT-4D y FT5-D) pero estos walkies tienen un coste relativamente elevado. Algún walkie "chino" también ha implementado la función APRS recientemente, pero con grandes variaciones en la calidad y la funcionalidad de esta implementación.

Por último, los walkies DMR que aceptan el firmware DMR OpenGD77 (pensado y escrito por y para radioaficionados) que dispongan de receptor GPS disponen de funcionalidad APRS tanto en analógico como en digital.

Dicho esto, primero daremos un repaso a las funciones que nos ofrece APRS, que son las mismas en general, utilicemos APRS en VHF o APRS mediante LoRa.

Este gráfico nos enseña las funciones que nos brinda APRS. Si bien el uso mas popular es el de localización (mediante GPS) encontramos muchas otras funcionalidades prácticas que exploraremos mas adelante en talleres y presentaciones específicas en URS.

APRS depende en gran medida de una infraestructura (que ya existe en la mayoría del país): Digipeaters que son estaciones desatendidas que reciben paquetes de datos de APRS de los clientes y las retransmiten vía RF y Igates que son estaciones que además de cumplir esa misma función de Digipeater disponen de una conexión a unos servidores dedicados de APRS de Internet (llamados generalmente APRS-IS) que recolectan esos datos y alimentan varios servicios de mapas que podemos consultar. En la gráfica siguiente hago una breve esbozo del funcionamiento.

Funcionamiento básico de Digipeaters, Igates y clientes APRS

También quiero mencionar que es posible unirse a la red APRS-IS únicamente con un teléfono móvil o una tablet con los programas APRSDroid (para Android) o APRS.fi (para iPad y iPhone). Esto puede ser un recurso si no queremos invertir en equipo de radio, pero claro, ya no es radio en el sentido mas estricto de la palabra, sino la simulación de un servicio de radioaficionado a través de internet. Pero ahí cada uno con su forma de ver la radioafición y sus recursos.

Aviso importante sobre privacidad de datos

Como manda la legislación en todas las comunicaciones de radioaficionados, los datos de APRS no están encriptados ni protegidos de ninguna manera y el uso de nuestro indicativo real es de obligado cumplimiento. Por eso debemos ser plenamente conscientes de que si utilizamos APRS para enviar datos de posición, cualquier persona - sea con un receptor y un PC capaz de descodificar los mensajes, o accediendo a través de servidores de mapas APRS como por ejemplo aprs.fi podrá seguir nuestra posición o ver los mensajes que enviamos.

Distintivos de llamada en APRS

Lo que expongo a continuación es relativamente importante y a tener en cuenta para cualquier uso de APRS, sea mediante VHF, APRS-IS o LoRa. En APRS nuestro distintivo se compone de dos partes: Una primera parte que será nuestro indicativo o distintivo de radioaficionado, un guión y un sufijo que se denomina SSID. La recomendación es asignar este SSID con arreglo a los siguientes criterios:

- 0: Estación primaria, generalmente fija y capaz de recibir y transmitir mensajes.
- 1: Estación adicional genérica: Normalemente Digipeater, móvil o estación meteorológica.
- 2: Estación adicional genérica: Normalemente Digipeater, móvil o estación meteorológica.
- 3: Estación adicional genérica: Normalemente Digipeater, móvil o estación meteorológica.
- 4: Estación adicional genérica: Normalemente Digipeater, móvil o estación meteorológica.
- 5: Otras redes: APRS-IS, DMR, C4FM/Fusion, D-Star...
- 6: Actividades especiales: Camping...
- 7: Walkies y otras estaciones "a pie".
- 8: Barcos, navíos o estación móvil secundaria
- 9: Estación móvil / vehicular primaria, generalmente habilitada para recibir y enviar mensajes.
- 10: Digipeaters y Igates con conexión a internet.
- 11: Aeronaves, globos, naves espaciales...
- 12: Dispositivos de rastreo y de "una sola vía" o sea, sin capacidad para recibir APRS
- 13: Estaciones meteorológicas.
- 14: Estación permanentemente móvil (camioneros, por ejemplo).
- 15: Estación adicional (uso "libre").

APRS "Tradicional" en UHF

Como ya hemos dicho, el APRS tradicional se puede utilizar con muchos walkies y emisoras de móvil - generalmente aquellas que tengan GPS incorporado. Como hay buena infraestructura a nivel nacional y europeo, no tendreís problemas en tener bastante buena cobertura. Consultad el manual de vuestro dispositivo - los de YAESU suelen tener un manual específico para las funciones APRS de cada dispositivo que lo soporte - y si tenéis un dispositivo DMR con GPS y OpenGD77, aquí tenéis un enlace al apartado del manual para la función APRS analógico y digital.

¿Y que es eso del LoRa?

LoRa es una tecnología de radio novedosa. Generalmentese dice que el significado es el siguiente: Low Energy (bajo consumo) para la parte Lo sola y Long Range (largo alcance) para la palabra completa.

La tecnología LoRa fue inventada principalmente para la comunicación de máquina a máquina (M2M por sus siglas en inglés), sensores y telemetría en bandas de uso común (en la EU 868MHz y la banda ISM de 433Mhz que se encuentra en la banda de radioaficionados de 70cm). La que nos interesa aquí es la banda de 433MHZ, ya que se encuentra en una banda que tenemos atribuída para su uso primario - aúnque sea para uso ISM - y si quisieramos podríamos utilizar la misma potencia que podemos utilizar en el resto de la banda. Pero esto no nos interesa necesariamente, ya que la transmisión LoRa es extremadamente robusta y de largo alcance. Además la mayoría de usos libres utilizan la banda de 868MHz, con lo que podemos esperar poca competencia e interferencia en la banda de 433MHz.

El ingenio de los radioaficionados no se hizo esperar para adaptar esta nueva tecnología a sus necesidades. Las principales ventajas que ofrece son:
- Gran cobertura con poca potencia de transmisión.
- Equipos rastreadores económicos y asequibles.
- Gran duración de las baterías aportando una gran autonomía.
- Implementación sencilla mediante firmware sencillo de manejar y adaptado al uso por radioaficionados.

Para que os podáis hacer una idea del alcance de esta tecnología, la siguiente imagen muestra un mapa de la cobertura aproximada del Igate instalado en la sede de URS - EA7URS-10:

Demasiadas cosas para leer - ¡Quiero empezar YA!

Bueno, pues si queréis empezar a trastear con APRS LoRa ahora mismo, os doy una breve introducción a la materia, junto con la lista de hardware necesario para un tracker, o sea el dispositivo que reportará vuestra posición a un digipeater o igate APRS-LoRa dentro de vuestra cobertura:

Componentes obligatorios:

El tracker APRS. Hay varias marcas y variedades, pero por su buena reputación y por que conozco bien el dispositivo y habra mas posibilidades de que os pueda echar una mano en caso de problemas os recomiendo el LILYGO LoRa T-Beam. Es MUY IMPORTANTE que compremos la versión para 433MHz, ya que no podemos modificar la frecuencia del dispositivo de 868 a 433 ni viceversa.
Os dejo un enlace de compra en Amazon (para los que tengan prisa) y uno en Aliexpress (para los mas pacientes). Ambos enlaces son de vendedores que he comprobado personalmente y que sirven de forma fiable y buena calidad

Una batería de Li-Ion recargable de tipo 18650. Las marcas con mejor reputación son Samsung, INR, Sony y Panasonic. Las hay de capacidades de entre 1500mAh y 2600mAh. Si encontráis un modelo que indica una capacidad muy superior es probable que sea falsa. Como este tipo de baterías no se suelen enviar desde China por limitaciones de transporte aéreo, os dejo un enlace de compra de Amazon. Si no la queréis comprar en Amazon, las tiendas de vapes que encontramos en cualquier centro comercial las suelen tener, pedid una VTC6 de Sony, por ejemplo.

Componentes opcionales pero recomendados:

Antena GPS con mejor recepción. Si bien el T-Beam incorpora una antena de GPS, esta es de un tamaño bastante reducido y tiene bastante mala recepción, lo que puede demorar bastante la adquisición de una posición GPS en circunstancias no óptimas. Esta antena es muy económica y tiene un excelente desempeño.

Antena externa si queremos utilizar el tracker en el coche. Yo utilizo esta que tiene conector SMA que se puede conectar directamente al T-Beam. Vienen dos, o sea que si queréis compartir una con un compañero, adelante!

Componente opcional pero funcional:

Evidentemente, llevar el tracker "a pecho descubierto" queda funcional y se vé la circuitería, pero en una cajita impresa en 3D queda muy bien. Podéis encontrar muchas en la web de Thingiverse, pero yo utilizo esta con la antena de GPS grande. Para los que no dispongáis de una impresora 3D y seáis de URS, os la imprimo yo a cambio de un donativo (cerveza, refrescos, agua) para la nevera de la sede.

¿Y como echo a andar esto?

Pues nada mas fácil. Necesitaremos un cable USB para conectar el tracker a nuestro PC. Recomiendo utilizar el navegador Chrome para acceder a la página que nos permite instalar el software APRS-LoRa en nuestro dispositivo.

Seleccionaremos el dispositivo que tengamos - como he dicho, recomiendo el T-Beam pero hay otras opciones, todas ellas mostradas en el primer desplegable. Conectamos nuestro tracker al ordenador mediante USB y pulsamos el botón "flash firmware" para después seleccionar el puerto serie de nuestro dispositivo.

Al cabo de un par de minutos, nuestro dispositivo se reseteará y tras unos segundos creará una red WiFi con el nombre LoRaTracker-AP. Nos conectamos a ella con la contraseña "1234567890" y accedemos a la página 192.168.4.1 con nuestro navegador web una vez conectados a esta red WiFi , y accederemos a la página web de configuración.

Las opciones de configuración las podéis ver en esta página web. Para saber mas cosas sobre este tracker APRS-LoRa os recomiendo leeros la documentación, bastante completa y parcialmente en español.

En futuros artículos explicaré mas funciones de APRS y del tracker. Este solo quiere ser un pequeño "aperitivo" para empezar a conocer el sistema. También mostraré como montar y configurar vuestro propio Igate si queréis ampliar la cobertura del sistema.

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