Was ist LoRa? Vorteile, Einsatzgebiete und Geräte für den Einstieg
Nicht jedes Mikrocontroller- oder IoT-Projekt befindet sich direkt neben dem heimischen WLAN-Router. Gerade bei Sensoren im Garten, auf dem Feld, im Wald oder bei mobilen Anwendungen stößt WLAN schnell an seine Grenzen. Genau an dieser Stelle wird LoRa interessant: eine Funktechnik, mit der kleine Datenmengen über große Entfernungen und mit vergleichsweise geringem Energieverbrauch übertragen werden können.
Ich habe von der Firma Elecrow zweimal das ThinkNode M5 für ein Review erhalten. Bevor ich diese Geräte im Detail vorstelle und teste, möchte ich in diesem Beitrag zunächst die Grundlagen klären: Was ist LoRa eigentlich, wo liegen die Vorteile und für welche Projekte eignet sich diese Technik?
Außerdem werfe ich einen ersten Blick auf drei spannende LoRa-Geräte: den Arduino Nesso N1, das Heltec LoRa V3 und natürlich das ThinkNode M5 von Elecrow.
https://youtu.be/ZhlQJd7MZhE
Was ist LoRa?
LoRa steht für Long Range und beschreibt eine Funktechnik, mit der kleine Datenmengen über vergleichsweise große Entfernungen übertragen werden können. Technisch basiert LoRa auf einer Modulation, die von Chirp Spread Spectrum abgeleitet ist. Der große Vorteil: LoRa ist sehr robust gegenüber Störungen und eignet sich besonders für Anwendungen, bei denen nur wenige Daten übertragen werden müssen, dafür aber über größere Distanzen und mit wenig Energieverbrauch.
Das Schaubild zeigt vereinfacht, wie LoRa funktioniert: Sensoren senden kleine Datenmengen per Funk über große Entfernungen an ein Gateway oder einen Empfänger.
Wichtig ist dabei: LoRa ist nicht dasselbe wie WLAN oder Bluetooth. Während WLAN für hohe Datenraten im Heimnetz gedacht ist, geht es bei LoRa eher um kurze Nachrichten, Sensordaten, Statusmeldungen oder Positionsinformationen. Bilder, Videos oder große Datenmengen sind dafür nicht geeignet.
LoRa, LoRaWAN und Meshtastic – wo ist der Unterschied?
LoRaWAN ist vor allem spannend, wenn Sensoren ihre Daten über Gateways an einen Server oder eine Cloud senden sollen. Die LoRa Alliance beschreibt LoRaWAN als Low-Power-Wide-Area-Netzwerkprotokoll für batteriebetriebene Geräte, inklusive bidirektionaler Kommunikation, Sicherheit, Mobilität und Ortungsfunktionen.
Meshtastic geht in eine etwas andere Richtung. Hier bilden einzelne Geräte ein dezentrales Mesh-Netzwerk. Nachrichten können von Gerät zu Gerät weitergereicht werden, ohne dass Mobilfunk, WLAN oder Internet benötigt werden. Genau deshalb ist Meshtastic besonders interessant für Outdoor, Wandern, Camping, Notfallkommunikation oder Experimente mit eigener Funkinfrastruktur.
Das Schaubild zeigt die Unterschiede zwischen LoRa, LoRaWAN und Meshtastic auf einen Blick. Während LoRa die eigentliche Funktechnik ist, beschreibt LoRaWAN ein Netzwerkprotokoll für IoT-Anwendungen und Meshtastic ein Mesh-Netzwerk für direkte Kommunikation über LoRa. BegriffBedeutungLoRaDie eigentliche Funktechnik für die drahtlose Übertragung kleiner Datenpakete.LoRaWANEin Netzwerkprotokoll auf Basis von LoRa, häufig für Sensoren, Gateways und IoT-Plattformen genutzt.MeshtasticEine Open-Source-Firmware, mit der LoRa-Geräte ein unabhängiges Mesh-Netzwerk bilden können.
Wo liegt der Vorteil von LoRa?
Der größte Vorteil von LoRa liegt in der Kombination aus Reichweite, geringem Energieverbrauch und einfacher Datenübertragung. Für viele Mikrocontroller- und IoT-Projekte reicht es völlig aus, alle paar Minuten einen Messwert zu übertragen. Genau hier spielt LoRa seine Stärke aus.
Typische Vorteile sind:
VorteilErklärungHohe ReichweiteJe nach Umgebung sind deutlich größere Distanzen als bei WLAN oder Bluetooth möglich.Geringer EnergieverbrauchIdeal für Sensoren, die mit Akku oder Batterie betrieben werden.Kein WLAN nötigGeräte können auch dort kommunizieren, wo kein Heimnetz vorhanden ist.Gute Outdoor-EignungBesonders interessant für Garten, Feld, Wald, Camping oder Tracking.Mesh möglichMit Meshtastic können Geräte Nachrichten über andere Geräte weiterreichen.Perfekt für kleine DatenmengenSensorwerte, Textnachrichten, GPS-Positionen oder Statusmeldungen passen sehr gut.
LoRa ist also keine Alternative zu WLAN, sondern eine Ergänzung für Projekte, bei denen Reichweite und Energieverbrauch wichtiger sind als Geschwindigkeit.
Typische Einsatzgebiete
LoRa eignet sich besonders für Projekte wie:
- Wetterstationen im Garten oder auf dem Feld - Bodenfeuchte- und Umweltsensoren - Pegelstand- oder Zisternenüberwachung - GPS-Tracking - einfache Textkommunikation über Meshtastic - Notfallkommunikation ohne Mobilfunk - Smart-Farming-Projekte - Sensoren an Orten ohne WLAN-Abdeckung
Gerade für Maker, Bastler und Mikrocontroller-Projekte ist LoRa spannend, weil man damit Geräte vernetzen kann, ohne direkt auf WLAN, Router oder Cloud-Dienste angewiesen zu sein.
Drei spannende LoRa-Geräte im Überblick
Für den Einstieg möchte ich drei Geräte kurz vorstellen: den Arduino Nesso N1, das Heltec WiFi LoRa 32 V3 und das Elecrow ThinkNode M5.
GerätKurzbeschreibungBesonderheitArduino Nesso N1Kompaktes All-in-One-Board mit ESP32-C6, LoRa, Wi-Fi 6, Bluetooth LE 5.3, Thread/Zigbee, Touchdisplay, IMU und Akku.Sehr vielseitig für IoT-Projekte und Prototypen.Heltec WiFi LoRa 32 V3Entwicklerboard mit ESP32-S3, SX1262-LoRa-Chip, WLAN, Bluetooth, OLED-Display, USB-C und Batteriemanagement.Sehr beliebt für eigene LoRa-, LoRaWAN- und Meshtastic-Projekte.Elecrow ThinkNode M5Fertiges Meshtastic-Gerät mit ESP32-S3, SX1262, GPS, 1,54-Zoll-E-Paper-Display, 1200-mAh-Akku und Gehäuse.Direkt einsatznah für Meshtastic, Outdoor und mobile Kommunikation.
Arduino Nesso N1 – kompakter Allrounder
Der Arduino Nesso N1 ist weniger ein reines LoRa-Modul, sondern eher ein kompaktes IoT-Entwicklungsgerät. Neben LoRa bringt es auch Wi-Fi 6, Bluetooth LE 5.3 sowie Thread/Zigbee mit. Dazu kommen ein 1,14-Zoll-Farb-Touchdisplay, ein 6-Achsen-IMU-Sensor, programmierbare Tasten, Akku und Erweiterungsmöglichkeiten über Grove, Qwiic und HAT-Anschlüsse.
Arduino Nesso N1
Arduino Nesso N1 - zwei frei programmierbare Taster
Arduino Nesso N1 - Qwiic Schnittstelle & ON/OFF/RESET Taster
Arduino Nesso N1 - Rückseite
Arduino Nesso N1 - freie GPIOs via Buchsenleiste
Damit eignet sich das Board besonders für Projekte, bei denen mehrere Funktechniken ausprobiert oder kombiniert werden sollen.
Heltec WiFi LoRa 32 V3 – der bekannte Maker-Klassiker
Das Heltec WiFi LoRa 32 V3 ist ein sehr beliebtes Entwicklerboard für LoRa-Projekte. Es kombiniert einen ESP32-S3 mit einem SX1262-LoRa-Chip, WLAN, Bluetooth, einem kleinen OLED-Display und USB-C. Zusätzlich ist ein Batteriemanagement integriert, wodurch sich das Board auch für mobile Experimente eignet.
Mikrocontroller Heltec LoRa 32 V3
Mikrocontroller Heltec LoRa 32 V3 von oben
Mikrocontroller Heltec LoRa 32 V3 von hinten - IPEX Anschluss
Mikrocontroller Heltec LoRa 32 V3 von unten
Mikrocontroller Heltec LoRa 32 V3 von vorne
Für Bastler ist das Heltec-Board interessant, weil man damit sehr flexibel eigene Programme schreiben kann. Es eignet sich also gut, wenn man LoRa nicht nur benutzen, sondern auch technisch verstehen und selbst programmieren möchte.
Elecrow ThinkNode M5 – fertig für Meshtastic
Das ThinkNode M5 von Elecrow ist dagegen deutlich näher an einem fertigen Gerät. Es kommt mit Meshtastic-Firmware, besitzt ein 1,54-Zoll-E-Paper-Display, GPS, Akku, Gehäuse und eine externe LoRa-Antenne. Laut Elecrow ist es mit der Meshtastic-App kompatibel und kann darüber konfiguriert, überwacht und für Nachrichten sowie Standortfunktionen genutzt werden.
ThinkNode M5 - GPS Position
ThinkNode M5 - Funktionstasten
ThinkNode M5 - Uhrzeit
ThinkNode M5 - USB-C Schnittstelle
Damit ist das ThinkNode M5 besonders spannend, wenn man nicht erst ein Entwicklerboard verkabeln und flashen möchte, sondern direkt mit Meshtastic starten will.
Transparenzhinweis: Das hier gezeigte ThinkNode M5 wurde mir von der Firma Elecrow kostenlos für ein Review zur Verfügung gestellt. Vorgaben zum Inhalt dieses Beitrags gab es nicht.
Laut Elecrow ist das ThinkNode M5 mit der Meshtastic-App kompatibel und kann darüber konfiguriert, überwacht und für Nachrichten sowie Standortfunktionen genutzt werden.
Häufige Fragen zu LoRa
Was ist LoRa, einfach erklärt?
LoRa ist eine Funktechnik, mit der kleine Datenmengen über große Entfernungen übertragen werden können. Sie eignet sich besonders für Sensoren, Mikrocontroller-Projekte und IoT-Anwendungen mit geringem Energieverbrauch.
Was ist der Unterschied zwischen LoRa und LoRaWAN?
LoRa beschreibt die eigentliche Funktechnik. LoRaWAN ist ein Netzwerkprotokoll, das LoRa nutzt, um Geräte über Gateways und Netzwerkserver mit IoT-Plattformen zu verbinden.
Was ist Meshtastic?
Meshtastic ist eine Open-Source-Firmware für LoRa‑Geräte. Damit können mehrere Geräte ein Mesh-Netzwerk bilden und Nachrichten auch ohne WLAN, Mobilfunk oder Internet weiterleiten.
Kann LoRa WLAN ersetzen?
Nein, LoRa ersetzt WLAN nicht. WLAN ist für hohe Datenraten gedacht, LoRa dagegen für kleine Datenmengen über größere Entfernungen.
Welche LoRa-Frequenz benötige ich in Deutschland?
Für Deutschland und Europa sollte man beim Kauf auf Geräte mit EU868-Unterstützung achten.
Kann ich mit LoRa Bilder oder Videos übertragen?
Nein, dafür ist LoRa nicht geeignet. Die Technik ist für kleine Datenpakete wie Sensorwerte, Statusmeldungen, Textnachrichten oder GPS-Positionen gedacht.
Fazit
LoRa ist besonders dann interessant, wenn kleine Datenmengen über größere Distanzen übertragen werden sollen. Für klassische WLAN-Projekte im Haus ist LoRa meist nicht notwendig. Sobald es aber um Outdoor-Sensoren, mobile Geräte, lange Akkulaufzeit oder Kommunikation ohne vorhandenes Netzwerk geht, wird LoRa richtig spannend.
Für Entwickler und Bastler ist das Heltec WiFi LoRa 32 V3 ein guter Einstieg in eigene Experimente. Der Arduino Nesso N1 ist ein vielseitiger Allrounder für moderne IoT-Projekte. Das Elecrow ThinkNode M5 ist dagegen besonders spannend, wenn man direkt mit Meshtastic und mobiler LoRa-Kommunikation starten möchte.
Im nächsten Beitrag schaue ich mir das ThinkNode M5 dann genauer an und teste, wie gut sich die beiden Geräte in der Praxis einsetzen lassen.