Test terenowy Meshtastic 868 MHz: Heltec V4 vs Heltec V3 oraz trackery T1000-E, Wio L1 Pro

W tym wpisie przedstawiamy wyniki terenowego testu łączności Meshtastic w paśmie 868 MHz w trybie Long Fast. Celem było porównanie zachowania popularnych modułów Heltec (V3 i nowy V4) oraz dwóch urządzeń trackerowych od Seeed Studio w scenariuszu: węzeł mobilny (klient) → baza. Test wykonano w wymagających warunkach górskich, gdzie zasięg i stabilność linku zależą wprost od ukształtowania terenu oraz zastosowanej anteny.

1) Sprzęt i konfiguracja testu

Baza (punkt referencyjny)

• Baza: Heltec V3
• Antena bazy: antena 868 MHz na podstawie magnetycznej z kablem 3 m
• Firmware Meshtastic: 2.7.15

Jak widać na załączonym obrazku, antena dookólna nie miała zbyt idealnych warunków, ponieważ część sygnału odbijała się od ściany. W perfekcyjnym scenariuszu, powinna być ona wyniesiona na dwumetrowym maszcie ponad kalenice dachu.

Urządzenia mobilne (klienci)

• Heltec V3 – oryginalna antena zewnętrzna
• Heltec V4 – oryginalna antena schowana wewnątrz obudowy
• Heltec V4 – zewnętrzna antena z magnesem 868 MHz 5 dBi
• Heltec V3 – zewnętrzna antena z magnesem 868 MHz 5 dBi
• Seeed Card Tracker T1000-E
• Wio Tracker L1 Pro - z oryginalną anteną zewnętrzną

2) Lokalizacja i profil trasy

Test wykonano na odcinku o długości ~11,89 km w linii prostej, w dolinie Bieszczad między Smerkiem a Wetliną. Profil wysokościowy wskazuje istotny wpływ ukształtowania terenu (doliny, grzbiety), co jest typowe dla transmisji LoRa/Meshtastic – w takich warunkach nawet niewielkie górki mogą znacząco zmieniać jakość połączenia.

Rys. 1. Radio Path Study – odległość 11,89 km oraz profil wysokościowy trasy testowej.

3) Jak interpretować RSSI i SNR w Meshtastic (LoRa)

W aplikacji Meshtastic najczęściej widzisz dwie liczby opisujące jakość łącza radiowego: RSSI oraz SNR. Obie są ważne, ale mówią o czymś innym. W praktyce to właśnie z ich relacji da się najłatwiej ocenić, czy połączenie ma zapas stabilności, czy działa „na granicy”.

RSSI – siła sygnału (Received Signal Strength Indicator)

RSSI to przybliżona informacja o tym, jak silny sygnał radiowy dociera do odbiornika. W Meshtastic/LoRa jest podawany w dBm (wartości ujemne). Zasada interpretacji jest prosta:

• im bliżej 0 dBm – tym sygnał jest silniejszy (np. -90 dBm jest lepsze niż -112 dBm),
• im bardziej ujemna wartość – tym sygnał słabszy.

Co ważne: RSSI nie mówi wprost, czy transmisja będzie stabilna. Możesz mieć stosunkowo „mocny” RSSI, a mimo to problemy z połączeniem – jeśli w danym miejscu jest dużo zakłóceń lub odbić.

Typowe odczucia użytkowe (orientacyjnie):

• -70 do -90 dBm – zwykle bardzo komfortowo (duży zapas),
• -90 do -105 dBm – nadal dobrze, ale zależy od warunków i ustawień kanału,
• -105 do -120 dBm – łączność możliwa, ale często „na granicy” (większa wrażliwość na przesłonięcie, ruch i ustawienie anteny),
• poniżej -120 dBm – zazwyczaj niestabilnie lub brak łącza (zależnie od terenu i konfiguracji).

SNR – jakość sygnału względem szumu (Signal-to-Noise Ratio)

SNR to informacja, jak bardzo sygnał „wystaje” ponad tło szumów/zakłóceń. Jest podawany w dB i może mieć wartości dodatnie lub ujemne:

• SNR dodatni (np. +5 dB, +10 dB) – sygnał jest czysty, link ma zapas,
• SNR blisko 0 (np. 0 do +2 dB) – jest „na styk”, ale często nadal stabilnie,
• SNR ujemny (np. -3 dB, -10 dB) – transmisja nadal może działać (LoRa jest na to odporna), ale maleje zapas i rośnie ryzyko zaników.

W praktyce SNR jest często lepszym wskaźnikiem „stabilności” niż samo RSSI, bo pokazuje, czy sygnał nie ginie w zakłóceniach. Dlatego zdarza się, że:

• masz RSSI -92 dBm (wydaje się mocno), ale SNR -10 dB (jakość słaba) – połączenie może być kapryśne,
• albo masz RSSI -112 dBm (słabiej), ale SNR -1 dB – link bywa bardziej przewidywalny.

Dlaczego w górach SNR często „siada” mimo przyzwoitego RSSI?

W terenie górskim dochodzą zjawiska, które silnie wpływają na jakość sygnału:

• przesłonięcia (zbocza, grzbiety, las) – sygnał dociera „bokiem” albo po odbiciach,
• odbicia i wielodrogowość (multipath) – sygnał dociera kilkoma drogami i może się częściowo znosić,
• dynamiczne zmiany – krok w bok, zasłonięcie anteny własnym ciałem, wejście za drzewo lub do auta potrafi zmienić SNR o kilka–kilkanaście dB.

Praktyczna reguła: jak szybko ocenić, czy link ma zapas

• Jeśli SNR jest dodatni (lub blisko zera) i RSSI nie jest skrajnie niskie – zwykle jest stabilnie.
• Jeśli SNR spada do wartości mocno ujemnych (np. -8 dB, -12 dB) – link może działać, ale będzie wrażliwy na ruch i przesłonięcia.
• Jeśli RSSI jest bardzo niskie i dodatkowo SNR mocno ujemny – to typowa „granica zasięgu”.

Wniosek: RSSI mówi „czy sygnał w ogóle dociera”, a SNR mówi „czy sygnał jest na tyle czysty, żeby odbiór był stabilny”. W testach terenowych warto obserwować oba wskaźniki równocześnie.

Zrzuty ekranu traktujemy jako próbki z konkretnych momentów (parametry w terenie mogą zmieniać się dynamicznie w zależności od przesłonięć, odbić oraz ułożenia anteny).

Wszystkie testy były wykonywane w tym samym punkcie, z taką samą orientacją urządzenia oraz anteny względem bazy.

4) Wykonane testy

4.1) Test nr 1 - Heltec V3 (oryginalna antena) → Baza

OLEDowy wyświeltacz, ze względu na swoją charakterystykę szybkiego odświeżania ekranu, ciężko jest uchwycić aparatem bez długiego czasu naświetlania. 
Testy były wykonywane w poprawnej orientacji anteny. Obudowa dostępna u nas w sprzedaży.

Parametry badanego urządzenia Heltec V3. Urządzenie podczas testu nie było podpięte do zasilania - wystąpił jakiś bug w apce przy 100% naładowaniu baterii.

Warto zauważyć, że z miejsca wykonywania testów, badane urządzenie nie widziało się bez przeszkód z bazą. Po drodze sygnał musiał napotkać drzewa ze śniegiem, które dodatkowo utrudniają komunikację. Ważnym jest jednak fakt, że nie było po drodze przeszkód terenowych w postaci górek itp.

Zrzut ekranu z informacjami o sile sygnału po wysłaniu wiadomości testowej do bazy.

Test sygnału do bazy wykazał SNR na poziomie -3dB oraz RSSI -112dB.

4.2) Heltec V4 (wbudowana oryginalna antena) → Baza

Heltec V4 w wersji fabrycznej ma inną koncepcję anteny niż Heltec V3 – antena jest schowana w obudowie. W praktyce oznacza to wygodniejsze noszenie urządzenia w kieszeni (brak wystającej anteny), ale jednocześnie większą wrażliwość na sposób trzymania urządzenia oraz zasłanianie anteny dłonią/ciałem.

Parametry badanego urządzenia Heltec V4 w czasie testu.

Zrzut ekranu z informacjami o sile sygnału po wysłaniu wiadomości testowej do bazy.

W tym wariancie, przy tej samej lokalizacji i orientacji względem bazy, uzyskaliśmy wynik SNR ≈ -13 dB oraz RSSI ≈ -103 dBm. RSSI jest tu wyraźnie lepsze (mocniejsze) niż w Heltec V3 na oryginalnej antenie (test 4.1), jednak niski (ujemny) SNR sugeruje, że sygnał dociera w trudnych warunkach (odbicia, częściowe przesłonięcia, szum tła). W praktyce oznacza to, że link może działać, ale będzie bardziej wrażliwy na ruch, zasłonięcie urządzenia i zmiany w otoczeniu.

4.3) Heltec V4 (zewnętrzna antena z magnesem 868 MHz 5 dBi) → Baza

Antena z podstawą magnetyczną zamontowana na sedanie spokojnie wytrzymuje prędkości autostradowe.
Warto zadbać, aby kabel był lekko napięty i nie „łopotał” na wietrze.
Na zdjęciu montaż byłby idealny, gdyby antena znalazła się bliżej środka blachy.

Urządzenie po ok. 20 minutach pracy osiągnęło temperaturę otoczenia (około -10°C), co widać po spadku napięcia baterii. Jest to zjawisko normalne dla zasilania bateryjnego i warto je uwzględnić przy projektowaniu urządzeń terenowych – nie miało ono jednak zauważalnego wpływu na sam pomiar.

Po podłączeniu anteny zewnętrznej uzyskaliśmy SNR ≈ -7.25 dB oraz RSSI ≈ -92 dBm. To oznacza realną poprawę zarówno „siły” jak i jakości łącza w porównaniu do anteny wbudowanej (test 4.2). Dla samego RSSI różnica między -103 dBm a -92 dBm to około 11 dB, czyli w uproszczeniu ~12,6× więcej mocy sygnału na wejściu odbiornika.

W praktyce ten wariant jest najbardziej „terenowy”: urządzenie może pracować w kabinie/plecaku, a antena znajduje się w lepszym miejscu (na zewnątrz, wyżej, na blasze). W górach bardzo często to właśnie położenie anteny (wysokość, odsłonięcie) daje większy efekt niż sama zmiana modułu.

4.4) Heltec V3 (zewnętrzna antena z magnesem 868 MHz 5 dBi) → Baza

Heltec V3 (tak samo jak V4) w trakcie testu był umieszczony w bagażniku, a na zewnątrz pojazdu wyprowadzono jedynie przewód antenowy.
Taki układ dobrze oddaje realny scenariusz „mobilnego węzła” wożonego w aucie: elektronika jest zabezpieczona przed wilgocią i mrozem, a antena może pracować w optymalnym położeniu (na karoserii). Warto jedynie dopilnować, aby kabel nie był zbyt mocno ściśnięty przez uszczelki oraz nie ocierał się o ostre krawędzie.

Parametry badanego urządzenia Heltec V3 z podłączoną anteną zewnętrzną.

Zrzut ekranu z informacjami o sile sygnału po wysłaniu wiadomości testowej do bazy.

W tej konfiguracji (Heltec V3 + antena magnetyczna 5 dBi) uzyskaliśmy SNR ≈ -1 dB oraz RSSI ≈ -111 dBm. W porównaniu do testu 4.1 (oryginalna antena) poprawa RSSI jest niewielka (-112 → -111 dBm), natomiast zauważalna jest poprawa jakości linku (SNR z -3 dB do -1 dB).

To bardzo dobrze pokazuje specyfikę LoRa w terenie: sama „moc” (RSSI) nie zawsze rośnie spektakularnie, bo ograniczeniem bywa propagacja (przesłonięcia/odbicia) oraz szum tła. Jednak nawet niewielka poprawa SNR potrafi przełożyć się na większą powtarzalność transmisji i mniejszą liczbę „dziwnych” zaników.

Warto dodać, że choć w tym konkretnym punkcie testowym różnica pomiędzy anteną oryginalną a anteną magnetyczną 5 dBi nie była duża, to w scenariuszach „praktycznych” efekt takiej anteny jest zwykle znacznie większy. Jeśli urządzenie ma pracować wewnątrz samochodu (np. w bagażniku), w budynku lub w miejscu częściowo osłoniętym, wyniesienie anteny na zewnątrz i zapewnienie jej lepszej ekspozycji (wysokość, odsłonięcie, masa karoserii/dachu) potrafi poprawić zarówno stabilność jak i zasięg łącza bardziej niż sama zmiana modułu. Innymi słowy – nawet przy niewielkiej różnicy „na otwartej przestrzeni”, w warunkach z przeszkodami zewnętrzna antena z magnesem daje wyraźnie większy potencjał.

4.5) Seeed Card Tracker T1000-E → Baza

Identyfikacja urządzenia i stan baterii w czasie testu.

Zrzut ekranu z informacjami o sile sygnału po wysłaniu wiadomości testowej do bazy.

Seeed Card Tracker T1000-E wypadł w tym teście zaskakująco dobrze jak na urządzenie o formacie „kieszonkowym”. Po wysłaniu wiadomości do bazy uzyskaliśmy SNR ≈ -2.75 dB oraz RSSI ≈ -108 dBm. To wynik lepszy (mocniejsze RSSI) niż Heltec V3 na antenie oryginalnej (test 4.1), a jednocześnie z jakościowo podobnym SNR.

4.6) Wio Tracker L1 Pro → Baza

W przypadku Wio Tracker L1 Pro (oryginalna antena zewnętrzna) w warunkach testu nie udało się zestawić połączenia z bazą. Na miejscu, przy bazie, urządzenie działało poprawnie, jednak w punkcie pomiarowym mimo prób nie uzyskano stabilnego zestawienia linku (brak możliwości zebrania wiarygodnych wartości SNR/RSSI). W praktyce oznacza to, że w tej konfiguracji i w tych warunkach terenowych urządzenie nie spełniło oczekiwań jako gotowy tracker „tu i teraz”.

5) Najważniejsze obserwacje

• Heltec V4 jest wyraźnie mocniejszy od Heltec V3 w sensie „zapasów” łącza w terenie. Różnice w RSSI/SNR między generacjami są widoczne, a po podłączeniu anteny zewnętrznej V4 osiąga najlepszy wynik RSSI w teście.
• Seeed Card Tracker T1000-E był największym pozytywnym zaskoczeniem: mimo kompaktowych rozmiarów uzyskał wyniki lepsze niż Heltec V3 na antenie oryginalnej.
• Wio Tracker L1 Pro na oryginalnej antenie nie połączył się z bazą w punkcie testowym – brak danych do porównania.
• Sterowanie bez telefonu: zarówno Heltec V3, jak i Heltec V4 można w praktyce obsłużyć w podstawowym zakresie jednym przyciskiem (np. wywołanie akcji/ekranu, proste operacje). Seeed Card Tracker T1000-E jest urządzeniem stricte trackerowym i w praktyce wymaga telefonu do obsługi/konfiguracji – bez aplikacji jego użyteczność jest mocno ograniczona.
• Anteny i montaż potrafią zrobić większą różnicę niż „goła” zmiana modułu – szczególnie gdy urządzenie jest w aucie, w plecaku lub w budynku. Wyniesienie anteny na zewnątrz i zapewnienie jej ekspozycji często poprawia stabilność bardziej niż zmiana ustawień w aplikacji.

6) Tabela podsumowująca

Poniżej zestawienie wyników z wykonanych testów (Long Fast, dystans ~11,89 km). Warto pamiętać, że RSSI/SNR są próbkami z konkretnego momentu i w terenie potrafią się wahać w zależności od przesłonięć, odbić oraz ułożenia anteny.

7) Podsumowanie i rekomendacje

Wyniki testu potwierdzają, że w zastosowaniach terenowych liczy się nie tylko sam moduł, ale przede wszystkim zapas jakości linku oraz praktyczna ergonomia. W tych warunkach:

• Heltec V4 wypada jako najbardziej perspektywiczny moduł do budowy mobilnego węzła – szczególnie w połączeniu z anteną zewnętrzną (najlepszy RSSI w teście). Jeśli priorytetem jest „zasięg i zapas”, to jest to najbezpieczniejszy wybór.
• Heltec V3 nadal daje radę i potrafi pracować stabilnie, ale w trudnym terenie szybciej wchodzi w obszar pracy „na granicy”. Zewnętrzna antena 5 dBi poprawia przewidywalność (SNR), a w scenariuszach auto/budynek jej wpływ będzie zwykle większy niż w otwartym punkcie pomiarowym.
• Seeed Card Tracker T1000-E to świetna opcja, jeśli ma być mały, gotowy tracker noszony w kieszeni – wynikowo wyszedł bardzo dobrze. Trzeba jednak pamiętać o kluczowej różnicy użytkowej: Heltec V3/V4 da się sensownie obsłużyć jednym przyciskiem, a w przypadku T1000-E telefon jest w praktyce niezbędny.
• Wio Tracker L1 Pro w tej konfiguracji i w tych warunkach nie zapewnił działającego połączenia do bazy, więc nie może być rekomendowany jako „pewny” tracker do użycia w trudnym terenie bez dalszych testów (np. inna antena, inny montaż, inne ustawienia).

8) Linki (produkty i powiązane poradniki)

• Heltec V4 – moduł do Meshtastic
• Meshtastic: Częstotliwości sieci Mesh
• Meshtastic: Typy węzłów
• Meshtastic – co to jest i jak działa
• Twój pierwszy węzeł Meshtastic z Heltec V3 – poradnik montażu