01Überblick
Eigenständiges TAK-Lagebild für den Einsatz im Feld. Ein OpenTAKServer im Mastgehäuse versorgt die ATAK-Handys per WLAN und bindet über einen Heltec-Gateway das Meshtastic-Funknetz ein. Alles läuft ohne Internet.
02Hardware
Server
| Teil | Bemerkung |
|---|---|
| Raspberry Pi 4 Model B, 8 GB | Server |
| Samsung SSD 830 (256 GB) | Systemlaufwerk am blauen USB-3-Port |
| USB-3-SATA-Adapter ohne Einschalt-Taster | vorhanden startet nach Stromausfall von selbst; 45 × 45 × 14 mit SSD gesteckt, dahinter mindestens 30 mm frei für das USB-Kabel (ca. 250 mm) |
| RTC DS3231 mit EEPROM AT24C32 (I²C 0x68 / 0x57) | vorhanden Uhrzeit im Feld ohne Internet; ohne Batterie geliefert, VCC 3,3 V |
| Knopfzelle CR2032 | fehlt für die RTC; Ladeschaltung auf dem Modul vorher entfernen |
| Kühlkörper / Lüfter für den Pi | Empfehlung für die geschlossene Box |
Netzwerk
| Teil | Bemerkung |
|---|---|
| GL.iNet GL-AR750S | Reiserouter, WLAN nur 2,4 GHz |
| LAN-Patchkabel, kurz | Pi ↔ Router-LAN |
| USB-C → Micro-USB | Router-Strom, 5 V / 2 A |
Meshtastic
| Teil | Menge | Bemerkung |
|---|---|---|
| Heltec WiFi LoRa 32 V4 | 1 | Gateway in der Box, USB am Pi, Daten per WLAN/MQTT |
| Antenne FT OA09-NF, 868 MHz, 9 dBi | 1 | N-Buchse, am Boden über ein Adapterkabel N → SMA an die SMA-Einbaubuchse; Gateway auf 20 dBm begrenzt (EU 27 dBm ERP) |
| Pigtail SMA-Einbaubuchse → IPEX 1.0 | 1 | Standard-SMA-Einbaubuchse (1/4"-36) im Boden, innen zum Heltec |
| ThinkNode M6 Solar | 1 | Repeater (nRF52, Firmware nur über flasher.meshtastic.org) |
| Mobile Nodes | 6–10 | XIAO nRF52840 & Wio-SX1262 (Spielerknoten), 22 dBm mit Antenne bis 3 dBi, Rolle TAK |
Stromversorgung
| Teil | Bemerkung |
|---|---|
| LiFePO4 12 V 100 Ah mit BMS | Hauptversorgung (BMS 30 A) |
| Kabel H07RN-F, bis 8 m | einziges Kabel zum Mast; 1,5 mm² reicht (Empfehlung) |
| 12-V-Eingang: XT60-Einbaubuchse und Hohlbuchse 5,5 mm | beide parallel am selben Eingang (vor F3, TVS und D1); immer nur eine Quelle, nur 12 V; beide im Boden, ersetzen die Kabelverschraubung M20 |
| Makita 18 V 5 Ah (BL1850B, 113 × 75 × 62) + Akku-Halter | Notstrom; im Akku-Einschub unter dem Boden der Säule, von unten eingeschoben |
| LM2596S Step-down (HW-411) | Makita auf 12,3 V, ohne Kühlkörper dauerhaft bis ca. 2 A |
| 2 × Ideal-Dioden-Modul 5–30 V / 10 A | ODER-Verknüpfung LiFePO4 / Makita |
| TVS-Diode SMBJ15A | am LiFePO4-Eingang |
| 2 × PD65W-Modul | 12 V → 5 V für Router und Pi; klären Eingang ≤ 10 V |
| INA3221, 3 Kanäle (I²C 0x40) | bestellt ersetzt beide INA219, misst Spannung und Strom: CH1 Schiene, CH2 Makita, CH3 12-V-Eingang. VCC nur 3,3 V. Shunts auf 0,05 Ω (Aufdruck R050) tauschen, ab Werk 0,1 Ω = max. 1,6 A |
| 3 × Widerstand 0,05 Ω (Aufdruck R050), Bauform wie auf dem Modul (meist 2512) | fehlt Ersatz für die drei Shunts des INA3221 |
| 2 × INA219 | entfällt bisher 0x40 Schiene, 0x41 Makita |
| Sicherungen F1, F2, F3 | Empfehlung 5 A träge. F1 am Akkupol (im Kabel), F2 an der Makita, F3 in der Box hinter XT60 und Hohlbuchse |
Gehäuse
Stehende Säule am Mast, Querschnitt 139 × 100 mm, senkrechte Kanten mit Radius 12, Seiten geschlossen. Innen ist es überall mindestens 101 mm breit (engste Stelle: Fugenbosse in Seitenmitte), damit der Router GL-AR750S quer hineinpasst. Sie ist ein Baukasten: Module mit beliebiger Teilung (100–255 mm, Druckhöhe = Teilung + 21) werden übereinander geschraubt. Jedes Modul ist unten und oben gleich, darunter kommt der Boden, oben Deckel und Wetterdach. Für den TAK-Server sind es zwei Module 150 übereinander; ganz unten sitzt der Akku-Einschub mit dem Makita-Akku und allen Anschlüssen. Gesamthöhe 508 mm mit Wetterdach, der Akku ragt 10 mm tiefer.
- Modul: Rohr mit wählbarer Teilung, optional Revisionsklappe vorn. Unten der Kragen, oben der Zapfen. Verbaut: zweimal 150. Das Modul 230 bleibt als Option exportiert.
- Fuge mit Kragen und Kegel: an jeder Stelle gleich, außen bündig. Die Außenwand jedes Moduls läuft unten als Kragen 6 mm weiter. Darüber steigt die Unterseite des Sitzes unter 45° nach innen an (bis 20 mm ab Außenkante, 22,7 über der Kragenkante), so lässt sich das Modul stehend ohne Stützen drucken. Oben endet die Außenhaut 0,5 mm unter der Teilung mit einer 45°-Wasserschräge nach außen, darüber steht der um 3,3 mm eingerückte Zapfen (6 senkrecht, 0,3 Spiel im Kragen), oben mit derselben 45°-Fläche. Regen läuft über die Kragenkante auf die Schräge und nach außen ab, die Fuge öffnet nach unten. Gedichtet wird auf der Kegelfläche: TPU-Kegelring in einer Nut (1,5 tief, senkrecht zur Fläche), 0,5 mm Pressung; die Kegelflächen zentrieren die Teile. 6 × M4×20: vier innen von unten (Kopf 10 mm unter der Kegelfläche, durch die Klappe des unteren Moduls mit Kugelkopf-Innensechskant erreichbar), zwei außen in den Schienen.
- Boden: eigenes Endstück (12 mm sichtbar, darüber Zapfen und Kegel wie ein Modul oben). Er ist der dichte Abschluss der Säule, alle Anschlüsse zeigen nach unten in den Akku-Einschub. Rechts neben dem Akku (x = 20 bis 66): XT60E-F (Ausschnitt 16,4 × 8,8, zwei Flanschschrauben im Abstand 27), Hohlbuchse 5,5 × 2,1 zum Einschrauben (Bohrung 8, Wand 3), SMA-Einbaubuchse für die Antenne (Bohrung 6,5, innen auf 3 mm Wand gesenkt) und Druckausgleich M12. Über dem Akku die Kabelverschraubung M16 (Bohrung 16,2) für das Kabel des Makita-Halters. Die Ausschnitte sind nach Datenblatt bzw. Handel angenommen und werden vor dem Druck an den Teilen geprüft. Wird unter das unterste Modul gesetzt und von unten mit 4 × M4×20 geschraubt (Köpfe versenkt).
- Akku-Einschub: zweiteilig aus Boden und der neuen Akku-Haube, weil ein Einteiler mit Zwischenboden nicht ohne Stützen druckbar wäre. Die Haube ist 133 mm hoch, unten offen und hat denselben Querschnitt wie die Module. An der verstärkten Rückwand (4 mm) sitzt der Makita-Halter links neben der Steckerzone. Der Akku wird von unten eingeschoben, rastet im Halter ein und ragt unten 10 mm heraus; vorn hat die Haube dort eine Griffmulde. Über dem Halter bleiben 25 mm für M16 und Kabel. Rechts neben dem Akku ist der Weg zu den Steckern von unten frei, dazu ein Fenster vorn (34 breit) für die Hand, oben spitz unter 45°. Befestigung: 4 × M4×12 von unten durch Augen in blinde Muttern im Boden, so entsteht kein Durchbruch im dichten Teil; 2 × M4×20 hinten durch die Schienen in das unterste Modul; dazu eine eigene Mastschelle, die das Akkugewicht in den Mast leitet. Reihenfolge: Boden ans Modul, dann Haube an den Boden. Die Stecker sitzen unter der Haube geschützt, aber nicht dicht: Schlagregen kann durch Fenster und Unterseite an XT60 und Hohlbuchse kommen.
- Belegung (Vorschlag, gerechnet, nicht aufgebaut): Modul 1 unten: Pi 4 und Heltec V4 vor der Platte, SSD mit USB-Adapter dahinter oder daneben (30 mm Kabelraum beachten). Modul 2 oben: Router vor der Platte; PD65W, LM2596, Ideal-Dioden, INA3221 und DS3231 hinter der Platte (25 mm Tiefe, am Fugenring 18). Zusammen passt das nach den bekannten Maßen auf die zwei Platten, aber mit wenig Reserve gegenüber dem bisherigen Modul 230. Maße von SSD, Adapter, Dioden und INA3221 fehlen noch.
- Grundplatte: 116 mm breit, Lochraster 10 mm für M3 (passt auch für M2.5-Abstandshalter), so lang wie die Teilung minus 1 mm. Sie läuft links und rechts in einer schlanken Führung (Leisten 11,5 mm breit, vorn 3, hinten 4 mm stark; an den vier Schraubstellen 15,5 mm breite Pratzen, hinten 8 mm stark, oben und unten 45°) und wird von unten oder oben eingeschoben, bevor das Nachbarteil drauf kommt. Gesichert wie zuvor in den Führungen: 4 × M3×8 Zylinderkopf bei x = ±54,5 durch die vordere Leiste (Bohrung 6,2, der Kopf liegt auf der Platte) in Einschmelzmuttern der hinteren Leiste. Die Höhe liegt 8 mm innerhalb der Klappenöffnung (230: z = 40 und 196, 150: z = 40 und 116), so kommt ein Kugelkopf-Innensechskant 2,5 durch die Klappe an die Schrauben (etwa 18° schräg). Vor der Platte 65 mm Bautiefe (am Klappenrahmen 60), dahinter 25 mm, ohne Einbauten.
- Router im Modul 150: Der GL-AR750S (100 × 68 × 24) steht hochkant und quer vor der Grundplatte, die Antennen sind nach oben geklappt (gesamt etwa 114 hoch). Er wird von oben eingeschoben, bevor der Deckel drauf kommt; der Einschubweg (101 × 25 mm) ist auf ganzer Höhe frei. Befestigung mit Abstandshaltern (mindestens 3,5 mm, damit er vor den Führungsleisten liegt) am Lochraster. In der Endlage ab 30 mm über der Teilung bleiben bis zum Deckel 17,7 mm, nach vorn zur Klappe 40 mm. Hinter der Platte passt er nicht: Am Fugenring bleiben dort nur 18 mm Tiefe.
- Revisionsklappe: Öffnung 70 mm breit, Höhe nach Modullänge (230: 172, 150: 92). Die Modulwand um die Öffnung ist glatt, ohne Nut. Die Nut (3,5 breit, 1,5 tief) sitzt in der Klappe, darin ein TPU-Ring 2,2 × 2,0 mm am inneren Nutrand. Die Klappe liegt außen auf der Wand auf, der Ring wird dabei 0,5 mm gepresst (25 %) und kann nach außen in die Nut ausweichen (Nutfüllung etwa 84 %). Schrauben außerhalb der Dichtung in kurzen M4-Einschmelzmuttern (6 mm lang), der Rahmen innen ist dafür nur 8 mm tief. Unten eine Hebelkerbe.
- Deckel: ebene Platte (10 mm) über Kragen und Kegel wie ein Modul unten (Oberseite 32,7 über der Kragenkante), schließt das oberste Modul wie jede andere Fuge (TPU-Ring, 6 × M4 von unten). Oben vier M4-Einschmelzmuttern für das Wetterdach. Kopfüber gedruckt, Oberseite aufs Bett.
- Wetterdach: dünne Haube (3 mm) mit Luftspalt über dem Deckel gegen Sonne und Regen. Oberseite eben, 8° zum Mast hin geneigt, 2-mm-Fase an der Kante, 6 mm Überstand, Schürze rundum bis knapp unter die Deckel-Oberkante, deckt hinten die Schienen ab. Die vier Stützen hängen am Wetterdach; Senkkopfschrauben senkrecht von oben in den Deckel, der Kopf sitzt auf einem flachen Spiegel. Gedruckt mit der Oberseite aufs Bett: glatte Fläche, keine Stützen, kein Treppeneffekt.
- Mast: zwei Schienen über die ganze Höhe, an jedem Modul ab 120 mm eine Schelle für Ø 30,4.
| Kaufteil | Einsatz |
|---|---|
| M4-Einschmelzmuttern, Edelstahlschrauben A2/A4 | je Fuge 6 × Mutter im oberen Teil + 6 × M4×20 (am Boden 4 × M4×20, die Muttern sitzen im untersten Modul); je Klappe 14 (230) bzw. 12 (150) × kurze Mutter (6 mm lang) + M4×10 |
| M3-Einschmelzmuttern + M3×8 Zylinderkopf (ISO 4762) | je Grundplatte 4 Stück in der hinteren Führungsleiste; Mutter durch die Bohrung der vorderen Leiste einschmelzen |
| 4 × M4-Einschmelzmutter, Senkkopf DIN 7991: 2 × M4×30 (vorn), 2 × M4×25 (hinten) | Wetterdach auf dem Deckel |
| M3/M2.5-Abstandshalter | Pi und Module auf dem Lochraster |
| Mastschelle (gedruckt) für Rohr Ø 30,4, je 2 × M5-Einschmelzmutter, 2 × M5x20, 2 × M5x45 + Mutter | je Modul ab 120 mm eine, 1 mm Gummi- oder TPU-Streifen in der Schale |
| SMA-Einbaubuchse 1/4"-36 (Bohrung 6,5) + Adapterkabel N → SMA | Antenne, im Boden; innen Pigtail zum Heltec |
| XT60E-F Einbaubuchse + Hohlbuchse 5,5 × 2,1 zum Einschrauben (DC-022B) | 12-V-Eingang im Boden, ersetzt die Kabelverschraubung M20 |
| Druckausgleichselement M12 | gegen Kondenswasser, im Boden |
| Kabelverschraubung M16 | Kabel des Makita-Halters in den Boden |
| 4 × M4-Einschmelzmutter + 4 × M4×12, 2 × M4×20, 4 Schrauben für den Halter | Akku-Haube: Muttern blind im Boden, M4×20 hinten in die Schienen des Moduls |
Druckhinweis: Module stehend drucken, Kragen aufs Bett (Brim empfohlen). Sitz, Bosse, Führungen und Klappenrahmen steigen unter 45° an und brauchen keine Stützen; die Kegelfläche mit der Nut oben ist eine freie Oberseite. Die Fugendichtung (TPU) liegt im STL wie eingebaut, ihre Unterseite hat ebenfalls 45°. Die Oberkante der Klappenöffnung ist eine 70-mm-Brücke: mit Brückeneinstellungen (langsam, Lüfter kurz hoch) druckbar, ein leichter Durchhang betrifft nur die Innenkante, nicht die Dichtfläche. Die Klappe liegt flach (Außenseite aufs Bett), ihre Dichtungsnut ist oben offen. Boden mit der Unterseite, Deckel und Wetterdach mit der Oberseite aufs Bett (STL schon gedreht). Die Akku-Haube steht mit der offenen Unterseite auf dem Bett; ihre Augen, das Fenster und die Griffmulde steigen unter 45° an, die Schlitze an den Schienen sind 11-mm-Brücken wie an den Modulen. Einstellungen bei 0,4-mm-Düse: 7 Wandlinien (die 3-mm-Wand wird damit massiv), 6–8 Boden- und Decklagen, 30–40 % Gyroid. Damit braucht das Modul 150 etwa 330 g ABS, das Modul 230 etwa 450 g. Danach Acetondampf, grundieren, hell lackieren.
Clients
Android-Handys mit ATAK-CIV 5.6.0 (Plugins von TAK.gov müssen exakt dazu passen), je Handy ein mobiler Node (Spielerknoten) und die Meshtastic-App als Brücke ins Mesh.
033D-Modell
Zusammenbau der Säule. Teile in der Liste ein- und ausschalten, im Bild anklicken zum Auswählen.
04Schaltpläne
i2cdetect -y 1 zeigt 40 (INA3221), 57 (EEPROM des Uhrenmoduls) und UU an Stelle 68 (Uhr, vom Treiber belegt).