Pet Tracker ไม่ต้องใส่ SIM ตัวนี้ใช้ LoRa + Meshtastic ตามตำแหน่งแทน
Pet Tracker เชิงพาณิชย์จำนวนมากต้องพึ่ง Cellular Network, Subscription หรือ Bluetooth ที่มีระยะจำกัด แต่ LIA เลือกแก้โจทย์อีกแบบ: ใช้ GNSS หา Location แล้วส่งข้อมูลผ่าน LoRa Mesh ด้วย Meshtastic โดยไม่ต้องมี SIM หรือ Cloud Backend
LIA เป็น Open-source Pet และ Asset Tracker ที่พัฒนาโดย Jon G. Aguado ภายในตัวมี ESP32-S3, LoRa Radio, GNSS, Battery Management, IMU และ Firmware ที่ต่อยอดจาก Meshtastic
ที่สำคัญคือ Project นี้ไม่ได้เปิดแค่ Source Code แต่เปิดทั้ง Schematic, PCB Layout, BOM, STEP/STL ของ Enclosure และเอกสารประกอบการสร้าง จึงเป็น Project ที่น่าสนใจทั้งสาย IoT, Embedded, LoRa และ 3D Printing
- LIA เป็น Open-source Pet และ Asset Tracker
- ใช้ ESP32-S3-MINI-1 ร่วมกับ SX1262 LoRa และ u-blox SAM-M10Q GNSS
- ใช้ Meshtastic เป็น Network/Firmware Base
- ไม่ต้องมี Cellular Subscription หรือ Cloud Backend
- ตำแหน่งถูกส่งเป็น Direct Message ไปยัง Target Node ที่กำหนดไว้
- มี Beacon, Tracker และ Hardware OFF Mode
- มีทั้ง 18650 และ Pouch-cell Hardware Variant
- มี Schematic, PCB, BOM, Firmware, STEP และ STL เปิดให้ศึกษา
LIA คืออะไร?
LIA เป็น Pet และ Asset Tracker แบบ Open Source ที่สร้างขึ้นบน Meshtastic และ LoRa Mesh Networking เป้าหมายคือให้ Tracker สามารถทำงานนอกพื้นที่ Cellular โดยไม่ต้องมี Monthly Fee หรือ Cloud Backend ของผู้ให้บริการเป็นตัวกลาง
ตัว Tracker ออกแบบให้ติดกับ Collar และมีทั้ง Hardware, Firmware และ Mechanical Design เป็น Project เดียวกัน ไม่ใช่เพียงการเอา GPS Module มาต่อกับ Development Board แบบชั่วคราว
ทำไม LIA ไม่ต้องใช้ SIM หรือ Cloud?
Commercial Tracker จำนวนมากใช้ Cellular Network เพื่อส่ง Location ไปยัง Cloud แต่ LIA ใช้ LoRa และ Meshtastic Mesh แทน
นั่นหมายความว่า Tracker ไม่ต้องมี Cellular Subscription และไม่ต้องส่งข้อมูลผ่าน Cloud Backend ของผู้ผลิตเพื่อทำงานพื้นฐาน
Location ยังต้องมีเส้นทางผ่าน LoRa/Meshtastic ไปยัง Target Node ที่กำหนดไว้ ดังนั้น Coverage ของ Mesh และตำแหน่งของ Node ยังคงมีผลต่อการรับข้อมูล
LIA ทำงานเป็น Loop อย่างไร?
ถ้ามองจากระดับ Firmware LIA ทำงานโดยสลับระหว่างการตื่น, หา Location, ส่งข้อมูล และประหยัดพลังงาน
Tracking Flow
ใน Tracker Mode เมื่อจบรอบการทำงาน Radio และ GNSS จะถูกปิด ก่อนที่ ESP32-S3 จะกลับเข้าสู่ Deep Sleep เพื่อลดการใช้พลังงาน
เอกสาร Instructables รุ่นหนึ่งอธิบาย Motion Trigger ใน Loop แต่ Official Firmware Documentation ปัจจุบัน ระบุ Wake Source หลักของ Sleep Cycle เป็น Timer, การเปลี่ยน Mode Switch และการต่อ Charger ขณะที่ Motion Alert ยังไม่ได้เปลี่ยน Sleep Schedule บทความนี้จึงยึด Official Firmware ปัจจุบันเป็นหลัก
Hardware Stack ของ LIA มีอะไรบ้าง?
| Function | Hardware | หน้าที่ |
|---|---|---|
| MCU | ESP32-S3-MINI-1-N8 | ประมวลผล Firmware และควบคุม Peripheral |
| LoRa | Wio-SX1262 / SX1262 | สื่อสารผ่าน LoRa / Meshtastic Mesh |
| GNSS | u-blox SAM-M10Q | หา Location |
| Battery Gauge | MAX17048G+T10 | อ่าน State of Charge ของ Battery |
| IMU | LSM6DSOXTR | 6-axis IMU สำหรับ Motion-related Function |
| Charging | TP4056-based charging circuit | จัดการการชาร์จ Battery ร่วมกับวงจร Protection บนบอร์ด |
Supplies ที่ต้องใช้มีอะไรบ้าง?
Instructables ของผู้พัฒนาแบ่งของที่ต้องใช้ ออกเป็น Electronics, Enclosure และ Tools ค่อนข้างชัดเจน
| หมวด | รายการหลัก |
|---|---|
| Electronics | LIA PCB, ESP32-S3, Wio-SX1262, SAM-M10Q, MAX17048, Charging Circuit |
| Battery | 18650 3500 mAh สำหรับ V1.0 หรือ 50×37×4 mm 1000 mAh Pouch Cell สำหรับ V1.1 |
| LoRa Antenna | FPC LoRa Antenna หรือ Omnidirectional Antenna ตาม Hardware/Region ที่ใช้ |
| GNSS Antenna | Ceramic GNSS Patch Antenna |
| Charging | USB-C-to-Magnetic 4-pin Pogo Cable |
| Mechanical | 3D Printer หรือ CNC, Shell Parts, Screws และ Collar Strap |
| Software Tools | Computer, PlatformIO และ Meshtastic App |
| Mesh | Meshtastic Node อีกตัวสำหรับรับข้อมูล/เป็นปลายทางของระบบ |
GNSS หา Location แล้วข้อมูลถูกส่งไปไหน?
u-blox SAM-M10Q ทำหน้าที่หา Position จาก GNSS แล้ว Firmware จึงส่งข้อมูล ผ่าน LoRa/Meshtastic
จุดสำคัญคือ LIA-specific Position Message ถูกส่งเป็น Direct Message ไปยัง predefined target node แทนการ Broadcast Location ไปให้ผู้ใช้งานทั้งหมดใน Public Mesh เห็น
Position, Charge Notification และ Command Reply ของ LIA ถูกผูกกับ Target Node ที่กำหนดไว้ ผ่านค่า
kLiaTargetNode ใน FirmwareBeacon / Tracker / OFF ต่างกันอย่างไร?
Beacon Mode
- ไม่เข้า Deep Sleep
- Status LED เปิด
- ส่ง Position ทุก 30 วินาที
- เหมาะกับ Active Search ช่วงสั้น
Tracker Mode
- Wake ประมาณทุก 1 นาที
- พยายามหา GNSS Fix
- ส่ง Position ถ้าได้ Fix
- ปิด Radio/GNSS แล้วกลับ Deep Sleep
Hardware Cutoff
- ตัดไฟจาก MCU
- Firmware ไม่ทำงาน
- Battery ยังสามารถชาร์จได้
เป็น Hardware Power Cutoff จริง ดังนั้นเมื่อ Switch อยู่ OFF ESP32-S3 ไม่มีไฟสำหรับรัน Firmware
Battery V1.0 กับ V1.1 ต่างกันอย่างไร?
| Revision | Battery | แนวคิด |
|---|---|---|
| V1.0 | 18650 Li-ion 3500 mAh | ความจุสูงกว่า แต่ Enclosure ใหญ่กว่า |
| V1.1 | 50×37×4 mm Pouch Cell 1000 mAh | Enclosure เล็กและเบากว่า แลกกับ Battery Capacity ที่ลดลง |
Official Documentation ระบุว่า ทั้งสอง Revision ใช้ Firmware Variant lia_v1 เดียวกัน โดยความแตกต่างหลักอยู่ที่ Battery และ Enclosure
Instructables ยกตัวอย่าง V1.0 ว่า Tracker Mode อยู่ราว 3.3 วัน และ Beacon Mode ราว 4 ชั่วโมง แต่ Power Management Documentation อธิบายว่าตัวเลขชุดนี้เป็น Illustrative Estimate จาก Current/Duty-cycle Model ไม่ใช่การรับประกัน Runtime จริง จึงไม่ควรใช้เป็น Benchmark ตายตัว
Magnetic Charging ช่วยอะไร?
LIA ใช้ Magnetic 4-pin Pogo Connector สำหรับ Charging ทำให้ไม่จำเป็นต้องเปิด Enclosure ทุกครั้งที่ต้องชาร์จ Battery
จุดนี้ช่วยให้การออกแบบ Shell สามารถคงรูปแบบปิดไว้ได้มากกว่า การต้องเปิดฝาเพื่อเสียบสายเข้ากับ PCB โดยตรง
Source อธิบายแนวคิดด้าน Weather Resistance และ Gasket-sealed Enclosure แต่ไม่ได้ให้ Certification หรือ IP Rating จึงไม่ควร Claim ว่าเป็น IP67/IP68
3D Printed Enclosure มี 3 แบบ
Official Documentation แยก Enclosure ตาม Battery และ Mounting Style เป็นสาม Variant
| Enclosure | Battery | Mounting |
|---|---|---|
| V1.0-Detachable | 18650 | Tracker ถอดจาก Collar Piece ผ่าน Plug-latch Mechanism ได้ |
| V1.0-Fixed | 18650 | ติดกับ Collar โดยตรง |
| V1.1-Fixed | 1000 mAh Pouch Cell | Fixed Mount และ Shell เล็กกว่า |
Project เปิดไฟล์ทั้ง STEP และ STL สำหรับ Shell, LED Window และ Parts ที่เกี่ยวข้อง โดยผู้พัฒนาระบุว่าสามารถใช้ Resin/FDM Printing หรือ CNC ตาม Workflow ที่เหมาะสม
ไม่มีค่า Layer Height, Infill, Nozzle, Support หรือ Print Temperature ชุดเดียว ที่บทความนี้ควรสร้างขึ้นมาแทนผู้พัฒนา
ประกอบ LIA อย่างไร?
- ติดตั้ง Battery ตาม Variant และตรวจ Polarity
- ต่อ LoRa Antenna เข้ากับ Module
- Flash และ Smoke-test Board ก่อนปิด Enclosure
- จัด Route ของ LoRa Antenna ภายใน Shell
- วาง PCB ลงบน Standoff
- ติดตั้ง LED Window
- ประกบ Top/Bottom Shell และยึดด้วย Screws
- ตรวจว่า Status LED ยังมองเห็นได้
- ตรวจ GNSS Fix และ Mesh Communication หลังปิด Enclosure
- ใช้ Magnetic Pogo Connector สำหรับ Charging
ผู้พัฒนาแนะนำให้ Flash และ Smoke-test Board ก่อนปิด Enclosure เพราะการ Debug หลังประกอบ Shell เสร็จแล้วทำได้ยุ่งกว่า
Flash Firmware อย่างไร?
LIA ใช้ Meshtastic Firmware ร่วมกับ LIA-specific lia_v1 Overlay สำหรับ Mode Switch, LED, Charger Status, Battery Gauge, IMU และ Command Interface
Source ระบุว่าต้อง Build LIA Overlay เพราะ Generic ESP32-S3 Build ไม่รู้จัก Peripheral Mapping ของ LIA
Repository มี Build Script สำหรับ PowerShell ที่ช่วย Clone Meshtastic Firmware, Apply Overlay, Build และ Upload
cd firmware/tools
./build.ps1 -Upload -Port COM7
meshtastic --set device.role TRACKER
GPS
BATTERY
IMU ON
IMU OFF
CHG ON
CHG OFF
LED ON
LED OFF
HELP
Source ระบุว่า Switch ต้องอยู่ HIGH หรือ LOW ไม่ใช่ OFF เพราะ OFF ตัด Power ของ MCU และ Charging Connection ไม่ได้ทำหน้าที่จ่าย System Power ให้ ESP32-S3 ในสถานะนั้น
ตั้ง Meshtastic ให้ LIA เป็น Tracker อย่างไร?
หลัง Flash Firmware สามารถเปิด Meshtastic App, เชื่อมต่ออุปกรณ์ผ่าน Bluetooth และตั้ง Device Role เป็น Tracker
หลังจากนั้นควรตรวจว่า GNSS ได้ Fix แล้วส่ง HELP เป็น Direct Message ไปหา LIA หากอุปกรณ์ตอบกลับ Command List จะช่วยยืนยันว่า Firmware, Radio และ Antenna ทำงานร่วมกันได้
LIA-specific Message ถูกส่งไปยัง
kLiaTargetNode ใน firmware/services/MeshTargets.h ผู้สร้างอุปกรณ์ต้องเปลี่ยนค่านี้ ให้เป็น NodeNum ของ Target Node ของตนเอง ตาม Official Build InstructionsField Test ต้องเช็กอะไร?
หลังประกอบเสร็จ ผู้พัฒนาแนะนำให้นำ Tracker ออกไปทดสอบกลางแจ้ง เพราะ GNSS ต้องการมุมมองท้องฟ้าที่เหมาะสม
Instructables ระบุว่าในพื้นที่เปิด Cold Fix อาจเกิดขึ้นภายในเวลาต่ำกว่าหนึ่งนาที แต่ Tree Canopy สามารถลด Performance และ Indoor Environment อาจไม่สามารถ Fix ได้เลย
ถ้ายังไม่มี GNSS Fix Firmware สามารถรายงานสถานะว่าไม่มี Fix แทนการสร้างตำแหน่งสมมติขึ้นมา
หลังปิด Enclosure แล้ว ควรทดสอบทั้ง GNSS และ Mesh อีกครั้ง เพราะ Enclosure และการ Route Antenna สามารถมีผลต่อ RF/GNSS Performance
Open Hardware ไม่ได้มีแต่ภาพสวย: Board แรกมี I2C Bug จริง
หนึ่งในส่วนที่น่าสนใจของ Development History คือผู้พัฒนาเปิดเผย Hardware Bug ของ Board รุ่นแรก: SDA/SCL ที่เชื่อมกับ LSM6DSOXTR ถูก Cross ผิดจากการผลิต ทำให้ I2C เกิดปัญหา
อย่าตัด PCB ทุกบอร์ดตามภาพโดยอัตโนมัติ
Rework นี้เกี่ยวข้องกับ Board ที่ได้รับผลจาก Routing Defect ดังกล่าว ก่อนทำ Hardware Modification ต้องตรวจ Board Revision, Schematic และ Development Documentation ของบอร์ดที่มีอยู่จริงก่อน
ไฟล์ Open Source ดาวน์โหลดจากไหน?
LIA เปิด Project ค่อนข้างครบ ตั้งแต่ PCB ไปจนถึง Mechanical Files และ Firmware
สามารถส่งไฟล์ให้ทีม GlobalByte ช่วยประเมินบริการพิมพ์ 3D สำหรับ Prototype ได้ โดย Material และ Printing Settings ควรเลือกตาม Requirement ของชิ้นงานจริง ไม่ควรเดาจากบทความนี้
LIA ใช้ License แบบ CC BY-NC-SA 4.0 โดยการใช้งานเชิงพาณิชย์ ควรตรวจเงื่อนไข License และ Permission จากผู้ดูแล Project ก่อน
เรื่อง LoRa / RF Region ที่ต้องระวัง
Hardware Documentation ของ LIA กล่าวถึง FPC Antenna และตัวเลือก Omnidirectional Antenna ในช่วง 868/915 MHz แต่ไม่ได้หมายความว่าผู้ใช้ควรเลือก Region ใดก็ได้
RF Configuration ต้องตรงกับ Region ที่ใช้งาน
Frequency, Transmit Setting, Antenna และ Meshtastic Region ควรตรวจให้ตรงกับข้อกำหนดของประเทศหรือพื้นที่ใช้งานจริง บทความนี้ไม่ได้กำหนด Legal Frequency สำหรับประเทศใดประเทศหนึ่ง
นอกจากนี้ LIA เป็น Experimental Open-source Project ผู้พัฒนาเองระบุว่า ไม่ควรถูกมองเป็น Guaranteed Real-time Safety Tracking Solution
หากนำไปติดกับสัตว์เลี้ยงจริง ควรมองเป็นหนึ่งในเครื่องมือช่วยติดตาม ไม่ใช่ระบบที่รับประกันว่าจะส่ง Location ได้ตลอดเวลาในทุกสภาพแวดล้อม
ดู LIA ทำงานจริง
Demo Video ของผู้พัฒนา ช่วยให้เห็นภาพ Project ตั้งแต่แนวคิดของ Off-grid Tracker ไปจนถึงตัว Hardware จริง
LIA — Off-grid. On track วิดีโอ Demo จาก Project
FAQ: LIA LoRa Pet Tracker
1. LIA คืออะไร?
เป็น Open-source Pet และ Asset Tracker ที่ใช้ GNSS, ESP32-S3, LoRa และ Meshtastic เพื่อส่ง Location ผ่าน Mesh Network
2. ต้องใส่ SIM หรือไม่?
ไม่ต้อง LIA ไม่ได้พึ่ง Cellular Subscription สำหรับการส่งข้อมูลหลัก
3. ต้องมี Internet หรือ Cloud หรือไม่?
LIA ไม่ต้องใช้ Cloud Backend ของผู้ผลิต แต่ต้องมี LoRa/Meshtastic Connectivity ไปยัง Target Node ที่ต้องการรับข้อมูล
4. ใช้ MCU อะไร?
Official Hardware ใช้ ESP32-S3-MINI-1-N8
5. ใช้ GPS/GNSS รุ่นอะไร?
ใช้ u-blox SAM-M10Q
6. ใช้ LoRa Chip อะไร?
Hardware ใช้ Wio-SX1262 ซึ่งมี SX1262 LoRa Transceiver
7. Location ถูก Broadcast ให้ทุกคนใน Mesh หรือไม่?
LIA-specific Position Message ถูกส่งเป็น Direct Message ไปยัง predefined target node ไม่ใช่ Public Location Broadcast ให้ทั้ง Mesh
8. Beacon Mode ส่ง Location บ่อยแค่ไหน?
Source ระบุทุก 30 วินาที และอุปกรณ์ไม่เข้า Sleep ใน Mode นี้
9. Tracker Mode ทำงานอย่างไร?
อุปกรณ์ Wake ประมาณทุกหนึ่งนาที, พยายามหา GNSS Fix, ส่ง Position ถ้าได้ Fix แล้วปิด Radio/GNSS และกลับเข้า Deep Sleep
10. ใช้ Battery แบบไหน?
V1.0 ใช้ 18650 3500 mAh ส่วน V1.1 ใช้ Pouch Cell 1000 mAh
11. Battery อยู่ได้กี่วัน?
Instructables มีตัวเลขประมาณราว 3.3 วัน สำหรับ V1.0 ใน Tracker Mode แต่ Official Power Documentation ระบุว่าตัวเลขชุดดังกล่าวเป็น Estimate ไม่ใช่ Runtime Guarantee
12. ใช้ Meshtastic Web Flasher ได้หรือไม่?
Source ระบุว่า Generic Web Flasher ไม่ได้รวม LIA-specific Peripheral Configuration จึงต้อง Build LIA Overlay ตาม Project Instructions
13. มี STL สำหรับ Enclosure หรือไม่?
มี Project เปิด STEP และ STL สำหรับ Enclosure Variant หลายแบบ
14. 3D Print ใช้ Layer Height เท่าไร?
Source ไม่ได้กำหนด Printing Settings ชุดเดียวที่ควรใช้กับทุกเครื่องหรือ Material
15. LIA กันน้ำระดับ IP67 หรือ IP68 หรือไม่?
Source ไม่ได้ให้ IP Certification จึงไม่ควร Claim Rating ดังกล่าว
16. LIA รับประกันว่าจะตามสัตว์เจอเสมอหรือไม่?
ไม่ ผู้พัฒนาเองระบุว่า LIA เป็น Experimental Open-source Project และไม่ใช่ Guaranteed Real-time Safety Tracking Solution
LIA น่าสนใจเพราะไม่ได้เปิดแค่ Code แต่เปิดทั้งระบบ
LIA เป็นตัวอย่างของ IoT Project ที่เชื่อม Embedded Hardware, GNSS, LoRa, Mesh Networking, Power Management และ Mechanical Design เข้าไว้ด้วยกัน
จุดที่ต่างจาก Pet Tracker เชิงพาณิชย์ คือแนวทางที่ไม่ผูกกับ Cellular Subscription หรือ Cloud Backend และเปิด Design ให้ Maker ศึกษาตั้งแต่ Schematic ไปจนถึง Enclosure
ในอีกด้านหนึ่ง Project ก็เปิดเผย Limit และ Bug จริง ทั้งเรื่อง Battery Estimate, GNSS Environment, RF Region และ I2C Rework ทำให้เห็นภาพของ Open Hardware แบบที่ไม่ได้มีเฉพาะ Final Product แต่มี Development Process ให้เรียนรู้ด้วย
โปรเจกต์นี้มีหลายขั้น แนะนำอ่านต้นฉบับควบคู่กัน
References / แหล่งข้อมูลต้นฉบับ
อยากลองทำ LoRa, ESP32 หรือ GPS Project ของตัวเอง?
LIA เป็นตัวอย่างที่ดีของ Project ที่ใช้ ESP32-S3, LoRa, GNSS, Battery Management และ 3D Printed Enclosure ทำงานร่วมกันเป็นระบบเดียว
หากกำลังเลือก Development Board, LoRa Module, Sensor, GNSS หรือ Maker Accessories สามารถสอบถามทีม GlobalByte เรื่องอุปกรณ์ที่เหมาะกับ Requirement ของ Project ได้
และถ้ามี STL/STEP สำหรับ Prototype แต่ไม่มีเครื่องพิมพ์ สามารถส่งไฟล์ให้ทีมช่วยประเมินบริการพิมพ์ 3D ได้เช่นกัน