APRS e LoRa: un nuovo amore è sbocciato!

Cari amici e colleghi, da qualche mese a questa parte, nel mondo dei radioamatori, sta prendendo sempre più piede una vera e propria “moda” tecnologica: la corsa all’acquisto di dispositivi basati su tecnologia LoRa per l’utilizzo con APRS.

Ma cosa c’è dietro questo crescente interesse? Perché tanti radioamatori stanno riscoprendo e rinnovando il proprio impegno nel mondo APRS proprio attraverso LoRa? Scopriamolo insieme!

Premessa: un salto nel passato: cos’è l’APRS?

L’APRS (Automatic Packet Reporting System) è un sistema ideato da Bob Bruninga (WB4APR), introdotto ufficialmente nel 1992 durante la TAPR/ARRL Digital Communication Conference. Si tratta di un protocollo radioamatoriale che permette la trasmissione e la ricezione di informazioni in tempo reale, come:

• posizione GPS,
• messaggi di testo brevi,
• dati meteorologici,
• telemetria.

Il tutto utilizzando reti di ricetrasmettitori, digipeater e iGate, che inviano i pacchetti anche su internet tramite APRS-IS, rendendoli visibili su portali come aprs.fi.

Perché LoRa sta rivoluzionando l’APRS?

Il ritorno d’interesse per APRS si accompagna oggi all’uso della modulazione LoRa, che ha portato una vera “seconda giovinezza” al sistema. Questa tecnologia, seppur inizialmente sviluppata per applicazioni IoT (Internet of Things), si sposa perfettamente con le esigenze radioamatoriali, per almeno tre motivi principali:

1) Un mondo instabile richiede comunicazioni indipendenti

In un’epoca in cui la geopolitica si fa sempre più incerta e la resilienza delle comunicazioni diventa centrale, molti radioamatori stanno tornando alle radici: la radio come sistema indipendente dalle infrastrutture commerciali.

LoRa APRS, grazie al suo approccio minimalista e all’autonomia energetica, si presta perfettamente a scenari di emergenza o fuori rete.

2) Basso costo, alta curiosità

Dispositivi tracker, dotati di GPS e chip LoRa, possono essere acquistati con una spesa contenuta (spesso sotto i 40-50 €). Questo ha reso l’accesso alla tecnologia estremamente democratico, attirando anche i radioamatori più giovani o chi vuole sperimentare senza grossi investimenti.

3) Bassi consumi, grandi risultati

LoRa utilizza una modulazione Chirp Spread Spectrum, che consente di trasmettere a lunghe distanze (anche ben oltre 10-50 km in campo libero) con potenze molto basse (pochi milliwatt). Ciò significa:

• consumi ridottissimi,
• autonomia prolungata con batterie o pannelli solari (bastano un powerbank e un pannellino da 20watt per alimentare un IGATE LoRa)
• possibilità di realizzare stazioni portatili o fisse a impatto energetico quasi nullo.

Queste caratteristiche rendono LoRa APRS ideale per:

• uso in escursioni,
• stazioni di monitoraggio ambientale,
• scenari di emergenza e protezione civile
• esperimenti tecnici anche da parte di comunità radioamatoriali.

Lora Aprs è compatibile con l’APRS classico?

A livello radio, NO: LoRa APRS utilizza una modulazione differente da quella del classico APRS su 144.800 MHz o 432.500 in FM e per questo utilizza una frequenza diversa (tipicamente 433.775 MHz in Europa).

Tuttavia, a livello di rete APRS-IS, SI: grazie agli iGate LoRa, i pacchetti ricevuti via LoRa possono essere inoltrati su internet, diventando perfettamente visibili su aprs.fi insieme a quelli tradizionali. Alcuni iGate sono anche “bidirezionali” e permettono di scambiare messaggi da LoRa verso la rete tradizionale APRS e vicerversa.

LoRa e APRS che fortuna!

Noi radioamatori siamo fortunati, perché con l’APRS abbiamo già, da oltre 30 anni, una rete indipendente per la geolocalizzazione, lo scambio di messaggi sms, l’invio di email, la ricezione di bollettini meteo, la telemetria e in generale per lo scambio di informazioni. Ora grazie all’avvento della tecnologia LoRa, possiamo utilizzare APRS anche con questa nuova modalità radio che ovviamente ancora non è capillare come la rete RF classica ma sta crescendo, nel mondo, in maniera esponenziale.

Per utilizzare l’APRS su LoRa, dobbiamo – ovviamente – dotarci di hardware compatibile e di software (firmware) dedicato. Io personalmente ho scelto come hardware:

Per il mio IGATE-DIGIPEATER il LILYGO ® TTGO LoRa32 V2.1_1.6 Versione 433 dal costo di circa 20 euro.

Per il mio TRACKER APRS il LILYGO ® TTGO T-Beam V1.2 ESP32 LoRa 433 che a differenza del primo, ha anche un’antenna GPS e un portabatteria integrato, dal costo di circa 45 euro.

Come firmware: ho scelto di utilizzare i software di Ricardo Guzman per IGATE e TRACKER

Esistono ovviamente altre decine di soluzioni valide sia hardware (come Heltec ESP32 LoRa) che software (come il firmware di IW1CGW) ma sinceramente mi trovo bene con quelle da me segnalate.

Come iniziare?

Come dicevo, ci sono tantissimi hardware da poter utilizzare per i nostri scopi, l’importante è che vi ricordiate di acquistare apparati che trasmettino e ricevino esclusivamente sui 433 Mhz, questo perché esistono dispositivi LoRa che trasmettono su svariate frequenze, i più diffusi sono quelli sui 433, 868 e 915 Mhz. In Italia, per convenzione, i 433 Mhz, sono utilizzati dai radioamatori mentre gli 868 Mhz dagli appassionati senza licenza.
Da segnalare, sugli 868 Mhz, diversi progetti interessanti come MeshTastic con la rete italiana LoraItalia oppure progetti stranieri su frequenze varie come MESHCOM 4.0. Questi progetti mirano a creare reti di comunicazioni (prettamente messaggistica) indipendenti da internet e da fornitori commerciali.

Come installareil firmware di Ricardo Guzman sui Lilygo?

Ricardo Guzman, ha realizzato un’interfaccia web molto intuitiva, per l’installazione del suo firmware. Basta collegare il proprio dispositivo via USB al proprio PC, aprire nel Browser la pagina dedicata e seguire le istruzioni:

Clicca qui per installare il firmware sul tuo IGATE (da mettere in postazione fissa per ricevere, ripetere e inoltrare i segnali ricevuti anche su internet)

Clicca qui per installare il firmware sul tuo TRACKER (per essere geolocalizzato, inviare e ricevere i messaggi grazie agli IGATE sparsi sul territorio)

Per entrambe i casi, una volta collegato al pc tramite cavo usb il terminale LoRa e scelto il tipo di dispositivo dal menù a tendina, è possibile installare il firmware premendo su FLASHFIRMWARE e scegliendo la porta COM interessata. Il processo di installazione dura circa 2 minuti.

Come configurare il proprio IGATE?

Clicca qui per le istruzioni di configurazione

Ricorda, importante, la scelta del simbolo da utilizzare sulla mappa:

Diamante Nero + L: Rx iGate

Diamante Rosso + L: Rx+Tx iGate

Stella verde + L: Modalità Digirepeater

Cerchio blu + L: iGate/Digirepeater con Wx Tx

Come configurare il proprio TRACKER?

Clicca qui per le istruzioni di configurazione

Ricorda importante la scelta del simbolo da associare al proprio SSID:

0 per camminata/corsa

1 per la velocità della bicicletta

2 per le stazioni che si muovono più velocemente: auto, moto, ecc.

N.B.
Sia l’IGATE che il TRACKER, al primo accesso, sono raggiungibili via WIFI il nome di solito è per il primo NOCALL-10 AP e per il secondo LoRaTracker-AP. La Password è 1234567890 e l’indirizzo IP è 192.168.1.4 e una volta inserito nel browser, apparirà la pagina di configurazione, dove esiste anche una sezione dedicata all’aggiornamento chiamata UPDATE OTA.

Per effettuare l’aggiornamento OTA dall’interfaccia WEB, bisognerà scaricare il firmware aggiornato dai github e seguire la procedura, sostanzialmente caricando il file nell’apposito form.

Per l’IGATE trovate il firmware aggiornato qui:

Per il TRACKER il firmware aggiornato qui:

Come posso inviare e ricevere messaggi APRS, comodamente, utilizzando un dispositivo LoRa?

Io personalmente utilizzo, in abbinamento al mio LoRa APRS Tracker, l’applicazione APRSdroid. Attraverso una connessione Bluetooth SPP, riesco a inviare e ricevere messaggi APRS direttamente dal mio smartphone, collegato al tracker, anche senza internet.
Si tratta di una soluzione pratica, economica e molto flessibile.
Di seguito qualche schermata di esempio per la configurazione.
Dopo aver cliccato su: Impostazioni, preferenze delle connessioni, vi apparirà questa schermata dalla quale settare le impostazioni per il dialogo KISS via seriale bluetooth, vi ricordo di attivare il BT (da interfaccia web) sul vostro IGATE o TRACKER per poterlo accoppiare.

Naturalmente, esistono anche altre alternative valide, adatte a ogni esigenza e budget:

Dispositivi con hardware dedicato, come il LILYGO® T-Deck Plus ESP32-S3, dotato di tastiera fisica e radio 433 e display integrati, molto simile, nell’aspetto, ai vecchi BlackBerry

Oppure l’uso di micro PC come Raspberry Pi, equipaggiati con moduli LoRa, per realizzare stazioni APRS personalizzate e versatili e tanto altro.

Come, quali e con cosa posso inviare e ricevere messaggi tramite APRS?

Premessa: per inviare o ricevere un messaggio sulla rete APRS da una stazione radioamatoriale all’altra, senza utilizzare internet, bisogna utilizzare, come gateway, una radio. Io, ad esempio, utilizzo in auto, la Yaesu FTM-400 con TNC integrato: nella foto sotto, potete vedere un esempio di invio verso la stazione LoRA, dell’amico Roberto IZ0RIM-12 da parte della mia stazione mobile IZ0RIN-9. Ovviamente non tutte le radio hanno un display così generoso e touch, quindi, con altre radio, dovrete utilizzare un PC o uno smartphone abbinati ad un programma o un’app per APRS (e ce ne sono per tutti i gusti).

Da ANDROID consiglio APRSDroid utilizzando come gateway la connessione seriale Bluetooth o via cavo, verso il TNC incorporato nella vostra Radio o addirittura via audio verso qualsiasi radio. Questa app, può essere utilizzata anche in abbinamento ad un tracker LoRa.

Da IPHONE pulsemodem ma sinceramente non l’ho mai testata.

Da PC, consiglio programmi classici per APRS e – come sopra – una connessione seriale Bluetooth o via cavo o un collegamento audio.

Come inviare messaggi APRS da internet!

Per inviare messaggi da internet verso APRS, potete utilizzare il form di FINDU

Per leggere i messaggi ricevuti andare a questo indirizzo ricordandovi di sostituire IZ0RIN-7 con il vostro nominativo aggiungendo il corretto SSID :

http://www.findu.com/cgi-bin/msg.cgi?call=IZ0XXX-NN

Ricordate tutti i messaggi inviati e ricevuti tramite APRS sono pubblici e possono essere letti da tutti!

Per approfondire: https://www.calvibit.net/aprsmessages.html

Come inviare una e-mail via APRS?

Per inviare una mail via APRS, bisogna inviare un messaggio inserendo come destinatario EMAIL o EMAIL2 e nel corpo del messaggio inserire in testa l’indirizzo email del destinario, seguito dal messaggio, come nell’esempio seguente: “indirizzo@sito.xx testo del messaggio“.

Come utilizzare WINLINK?

Per utilizzare WINLINK via Aprs, seguire le istruzioni a questo link: https://winlink.org/aprslink

Come ricevere il meteo?

Per ricevere il meteo, in base alla vostra posizione GPS, basta inviare un messaggio con destinatario WXYO con testo today (per oggi) oppure tomorrow (per domani). Il sistema vi restituirà un messaggio con le informazioni richieste.

Come inviare SPOT per WWFF, SOTA, POTA, SiOTA ?

Utilizzare come destinatario APSPOT , questo viene utilizzato per inviare SPOT di attivazioni WWFF, SOTA, POTA, SiOTA, ma attenzione, è necessario registrarsi sul seguente sito
http://parksnpeaks.org/ (dovreste ricevere una email di conferma, controllate lo spam) e in particolare per POTA e SOTA è necessario essere registrati anche sui rispettivi siti.
Nel corpo del messaggio inserire ad esempio:
! POTA I-0639 7.100 SSB PARCO DEL FRIGNANO
Dove: ! inizializza la stringa, POTA è il tipo di referenza (potrebbe essere SOTA, …), 7.100 la frequenza, SSB il sistema di emissione, PARCO DEL FRIGNANO il vostro commento.
Riceverete un messaggio di conferma se tutto è andato a buon fine. Sul sito apspot trovate ampia e chiara documentazione con info in merito.

fonte: ik5ekx

COME INVIARE SMS VERSO TELEFONI SATELLITARI THURAYA?

Per inviare da APRS un messaggio SMS verso un cellulare satellitare THURAYA, inviare un messaggio al destinatario APRSPH con testo: “SAT numeroditelefonosenzaprefisso testo del messaggio“

Come vi ho mostrato, ci sono moltissime possibilità e si possono utilizzare gli SMS su APRS per inviare messaggi ed accedere a diversi servizi. Cercando in rete, troverete tante altri servizi a disposizione di tutti i radioamatori.

Controlla la copertura LoRa Aprs, in tempo reale: clicca qui

Buoni collegamenti e buon APRS su LoRA

73 de IZ0RIN – ALEX

Presidente
773 Radio Group

Vice Presidente
R.N.R.E. Protezione Civile Nazionale