Bauanleitung: Vogelhaus-Mesh-Repeater

Solar-betriebener LoRa-Mesh-Repeater im 3D-gedruckten Nistkastengehäuse — mit dem MR2 von Inhero. Elektronik und Antenne vollständig im Dachraum, Brutraum bleibt frei.

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1. Stealth vs. Brutfreundlichkeit

Wenn das Vogelhaus mit schwarzem Filament gedruckt wird, verschwinden die Solarmodule optisch fast vollständig. Was für die Tarnung gut ist, kann für brütende Vögel tödlich enden. Ein schwarzes Gehäuse heizt sich in der Sommersonne stark auf. Anders als eine Baumhöhle hat eine dünne Kunststoffwand praktisch keine thermische Masse — die Innentemperatur folgt der Sonne unmittelbar. Für eine Brut wäre das kritisch. Das MR2 hat einen Temperatursensor - man kann und sollte die Innentemperatur des Vogelhäuschens über die Telemetrie im Auge behalten. Bei dem Einsatz von schwarzem Filament bitte das Einflugloch dauerhaft von innen verschließen bzw. den Brutraum mit unverrottbarem Füllmaterial ausfüllen um eine Brut zu verhindern.

Hinweis Lochdurchmesser (Variante Nistkasten): Ø 30 mm eignet sich für Blaumeise, Tannenmeise, Sumpfmeise und ähnliche Kleinmeisen. Kohlmeisen bevorzugen 32 mm, Feldsperling/Trauerschnäpper 34–35 mm.

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2. Das Konzept

Der Kasten besteht aus drei Druckteilen:

• Basis (120 × 120 × 150 mm, Wandstärke 5 mm): der eigentliche Nistkasten. Einflugloch Ø 30 mm in der Frontwand. Innen an der Frontwand verläuft der Kabelkanal für das Front-Solarmodul — er dient gleichzeitig als Kletterhilfe für die Jungvögel (siehe Kasten unten).
  
  
• Zwischenboden: trennt den Brutraum vollständig vom Technikraum darüber und trägt den MR2 samt Akkupack. Kein Kabel, keine Elektronik im Brutraum. Wird in das Dach eingeschoben.
  
  
• Dach: trägt die integrierte Groundplane-Antenne (868 MHz) mit vier Radials in Führungsnuten und dem Strahler durch den First und beiden 1W Dachsolarmodule. Wird auf die Basis gesteckt und mit dem Befestigungsdraht für die Baummontage fixiert.

Kletterhilfe: Der senkrechte Kabelkanal an der Innenseite der Frontwand plus die horizontalen Druckschichten der Innenwand geben Jungvögeln Halt beim Ausflug. Die Innenwände bleiben unbehandelt — nicht schleifen, nicht beschichten.

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3. Stückliste

3.1 Aus dem Shop (im Bausatz enthalten)

Pos.	Komponente	Menge
1	MR2 Solar-Mesh-Repeater-Board	1
2	U.FL-Sicherungsclip, fertig gedruckt (PETG) — liegt jedem MR2 bei	1
3	Solarmodul 1 W	3
4	Solar-Connector-Board	1
5	Adapterkabel für Solar-Connector-Board	1
6	MR2-Akkukabel mit Akkuschutzmodul — Variante wählen: LiFePO4 oder Li-Ion	1
7	Antennenbausatz: 5 × Messingröhrchen Ø 2 mm, auf Länge geschnitten (1 × Strahler 86 mm, 4 × Radial 71 mm), SMA-Einbaubuchse	1
8	BLE-Klebeantenne 2,4 GHz, U.FL	1
9	Pigtail SMA → U.FL	1
10	Montageschrauben Edelstahl A2, Ø 2,5 × 4,5 mm, T8 (MR2-Befestigung)	4

3.2 Zukauf (nicht im Bausatz)

Komponente	Menge	Hinweis
18650-Zellen, LiFePO4 oder Li-Ion — passend zur gewählten Schutzmodul-Variante!	5	Empfehlung: Zellen mit angeschweißten Lötfahnen (U/Z-Tags) — dann genügt ein Lötkolben, kein Punktschweißgerät nötig. Die Zellkapazität wird später bei der Konfiguration gebraucht (Abschnitt 7).
Alternativ: blanke Zellen + Punktschweißgerät	5	Niemals direkt am Zellbecher löten.
Filament		Farbe je nach Variante (Abschnitt 1). Auf Witterungs-/UV-Beständigkeit achten
Kleb-/Dichtstoff für die Solarmodule: WEICON Flex+bond, 85 ml, transparent — im Shop erhältlich	1	MS-Polymer — dauerelastisch (gleicht die unterschiedliche Wärmeausdehnung von Panel und Gehäuse aus), UV- und witterungsbeständig, dichtet die Kabeldurchführungen gleich mit ab. Auch zum Abdichten der Antennendurchführung von unten (Montage, Schritt 3).
Kleinteile	—	Bindedraht, Spiralschlauch, Kaptonband, Gewebeband

3.3 Werkzeug

Lötkolben, Seitenschneider, Schraubendreher TX8, Multimeter für den Zellspannungs-Abgleich, Punktschweißgerät nur bei blanken Zellen.

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4. Druckteile

STL-/3MF-Dateien: kostenloser Download im Shop · auch auf MakerWorld — dort mit fertigem Bambu-Druckprofil (Stützen & Fuzzy Skin bereits gesetzt)

Druckeinstellungen: Material frei wählbar — auf Witterungs- und UV-Beständigkeit achten. Stützen: automatische Stützen aktivieren — das Modell hat einige Überhänge.

4.1 Aufmalstützen setzen

Zusätzlich an den Oberkanten der Solarmodul-Ausschnitte aufgemalte Stützen im Füllmodus setzen: Diese kleinen Überhänge erkennt die Automatik nicht zuverlässig, und ohne saubere Oberkanten passen die Module später nicht richtig in die Ausschnitte :

4.2 Fuzzy Skin (optional)

Fuzzy Skin auf den Außenflächen von Basis und Dach — dauert länger, sieht aber deutlich hochwertiger aus und kaschiert die typische 3D-Druck-Optik. Per Aufmalen/Füllmodus nur auf die Außenflächen anwenden:

Generatormodus Verschiebung, Rauschtyp Klassisch, Punktabstand 0,8 mm, Stärke 0,3 mm, nicht auf die erste Schicht anwenden

4.3 Positionierung und geslicte Übersicht

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5. Vorbereitung: Akkupack bauen

Nur unbeschädigte Marken-Zellen verwenden. Zellchemie muss zur bestellten Schutzmodul-Variante passen (LiFePO4 ↔ LiFePO4, Li-Ion ↔ Li-Ion). Das Akkuschutzmodul ist Pflichtbestandteil, kein Zubehör. Auf Polarität achten. Niemals direkt am Zellbecher löten. Vor dem Parallelschalten alle Zellen auf gleiche Zellspannung bringen — maximal 10 mV Differenz (Multimeter!). Werden Zellen mit unterschiedlicher Spannung verbunden, fließen schlagartig hohe Ausgleichsströme — im wörtlichen Sinne: es funkt.

1. 5 Zellen parallel zum Pack verbinden — Zellen mit Lötfahnen → Fahnen verlöten. Alternativ: blanke Zellen punktschweißen. Das Akkufach im Zwischenboden als Abstandshalter verwenden. Erst Minus, dann Pack umdrehen, dann Plus.
2. Akkukabel mit Schutzmodul anschließen
3. Pack isolieren, Schutzmodul so an rechter Außenzelle befestigen, dass es in das Akkufach passt. Mit Kaptontape fixieren.
4. Akkupack in Akkufach schieben, Plus-Seite mit Gewebeband o.ä. isolieren.

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6. Montage

Die Antenne ist eine λ/4-Groundplane für 868 MHz, vollständig ins Dach integriert: Strahler 86 mm durch den First, vier Radials à 71 mm in den Führungsnuten. Die folgenden Schritte in dieser Reihenfolge abarbeiten:

1. Massepins der SMA-Buchse entfernen (Seitenschneider).
   
2. Strahler anlöten: das längere Röhrchen (86 mm) auf den Mittelpin der Buchse löten.
   
   
3. Antennenloch im Dach mit 2-mm-Bohrer aufbohren, Strahler durchstecken. Solange die Lötstelle noch heiß ist, verschmilzt sie mit dem Kunststoff des Dachs. Die Durchführung anschließend von unten mit Flex+bond abdichten.
   
   
4. Radiale von der Unterseite in die Nuten einlegen und ausrichten
   
   
5. Radiale verlöten
   
   
6. Anschlusskabel des Frontsolarmoduls durch die Durchführung fädeln, Modul mit Flex+bond verkleben
   
   
   
7. Dachsolarmodule verkleben, Pigtail an die Groundplane schrauben. SMA-Buchse dabei mit Spitzzange gegenhalten
   
   
8. Akkupack montieren (Akkuschutzmodul mit der dafür vorgesehenen Nut ausrichten), BLE-Antenne ankleben, MR2 mit den mitgelieferten Schrauben montieren
   
   Achtung: MR2 vor Akku-Anschluss mit DIP-Schalter ausschalten — sonst Gefahr von Schäden am LoRa-TX. Dabei die invertierte Schalterlogik beachten: Schalterstellung „On“ aktiviert „3.3V off“ (so steht es auch auf dem Silkscreen) — das Board ist dann aus.
   
   
9. Solarmodule mit dem Solar-Connector-Board und dem MR2 verkabeln, LoRa-Pigtail anschließen. Kabel zwischen USB-Buchse und RAK verlegen. Anschließend den U.FL-Sicherungsclip (liegt dem MR2 bei) über dem RAK-Modul aufsetzen: Er sichert die U.FL-Steckverbindungen — beim Zusammenschieben von Dach und Zwischenboden kann sich der Antennenstecker sonst unbemerkt lösen.
   
   
10. Zwischenboden mit MR2 und Akku ins Dach einschieben, Frontpanelkabel durch die Durchführung fädeln und am Solar-Connector-Board anschließen. Zusammenschieben — fertig
    
    

Abgleich der Antenne: Die gelieferten Röhrchenlängen sind im montierten Dach vermessen und auf das 868-MHz-Band abgeglichen.

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7. MR2 konfigurieren

Firmware: Das MR2 wird ohne Anwendungsfirmware ausgeliefert (nur OTAFIX-Bootloader). Am bequemsten geht das Aufspielen nach Schritt 9 und vor dem Zusammenschieben (Schritt 10), solange USB-C noch frei zugänglich ist — die Antenne ist dann bereits angeschlossen. Genau darauf kommt es an: Die LoRa-Antenne muss angeschlossen sein, denn nach dem Flashen kann ein Senden des Repeaters je nach Firmware-Stand nicht ausgeschlossen werden. Außerdem muss das Board eingeschaltet sein, sonst funktioniert das Flashen nicht — Schalterstellung „Off“, wegen der invertierten Logik aus Schritt 8. Dann: Reset-Taste zweimal kurz drücken (Doppel-Reset), das Board meldet sich als USB-Laufwerk, die .uf2-Datei per Drag-and-drop kopieren. Fertige, geprüfte MeshCore-Builds für das MR2 stehen in den Firmware-Releases auf GitHub bereit.

Zum Konfigurieren per MeshCore-App über den Admin-Zugang verbinden. Der Screenshot zeigt die Werte für fünf LiFePO4-Zellen à 2200 mAh und drei 1-W-Module:

• set board.bat lifepo1s — Zellchemie 1S LiFePO4; definiert Ladeschluss-, Sleep- und Schutzschwellen. Bei Li-Ion-Bestückung stattdessen die passende Li-Ion-Chemie setzen; die verfügbaren Werte listet die CLI-Referenz.
• set board.batcap 10000 — Akkukapazität immer passend zu den tatsächlich verbauten Zellen, nach der 90-%-Regel: Zellkapazität × Zellenzahl × 0,9. Hier fünf LiFePO4-Zellen à 2200 mAh = 11 000 mAh, davon 90 % ≈ 10 000 mAh. Wer fünf Li-Ion-Zellen à 3500 mAh verbaut, rechnet 5 × 3500 = 17 500 mAh × 0,9 ≈ 15 750 mAh. Der Abschlag macht SOC-Anzeige und Restlaufzeitprognose konservativ — wenn 10 % angezeigt werden, sind auch wirklich mindestens 10 % im Akku (FAQ #4).
• set board.imax 500 — maximaler Ladestrom. Die Faustregel lautet Panelleistung ÷ Akkuspannung, maßgeblich ist aber die real erreichbare Eingangsleistung: Die drei Module zeigen bewusst in verschiedene Richtungen und stehen nie gleichzeitig zur Sonne — die 3 W Nennsumme kommen also nie zusammen an. Ein zu hoch gesetzter Wert lässt die Panelspannung bei Schwachlicht einbrechen, und der Laderegler stoppt (FAQ #5).
• set board.fmax 20% — Frostschutz: Um den Gefrierpunkt (ca. +3 bis −2 °C) wird der Ladestrom auf 20 % von imax begrenzt; darunter sperrt die Ladung bei LiFePO4 chemiebedingt ganz. Der Repeater läuft bei Sonne trotzdem weiter — nur das Laden wird begrenzt (FAQ #6).
• set board.mppt 1 — MPPT einschalten.
• set board.leds 0 — Board-LEDs aus: Sie sparen Strom und sind im geschlossenen Kasten ohnehin unsichtbar.

Kontrolle: get board.conf zeigt alle gesetzten Werte auf einen Blick, get board.selftest prüft die Onboard-Komponenten. Danach den Akku einmal vollständig laden (z. B. über USB-C): Der Coulomb-Zähler braucht eine Vollladung als 100-%-Referenz — bis dahin zeigt der SOC „N/A“. Ab jetzt liefert das MR2 auch die Telemetrie, mit der sich die Innentemperatur des Kastens beobachten lässt — bei schwarzem Gehäuse besonders wichtig (Abschnitt 1).

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8. Standort & Montage am Baum

Nistkasten-Regeln und Solar-Anforderungen passen gut zusammen:

• Ausrichtung: Einflugloch nach Ost/Südost — nicht zur Wetterseite (West), nicht dauerhaft in praller Südsonne. Die Solarmodule auf drei Seiten sorgen dafür, dass die Ausrichtung nach Vogelbedürfnissen gewählt werden kann. Insbesondere im Winter, wenn das Dach verschneit ist, bringt das vertikale Südmodul den höchsten Ertrag.
  
• Befestigung: Bindedraht durch die Löcher der Basis fädeln, das Dach lässt sich durch eine Bohrung in den Führungsschienen des Zwischenbodens mit dem Draht sichern
• Funk: Kompromiss zwischen Höhe und Abschattung — jeder Meter Höhe bringt Reichweite. Zu hoch in der Baumkrone erzeugt dagegen wieder Solar/LoRa-Abschattung.
  
• Energie: Das MR2 ist extrem sparsam. (1Wh/Tag) Zusammen mit den 5x18650er Zellen und den 3W Solar läuft der Repeater auch an Standorten, an denen andere Setups ausfallen. Sollte der Akku doch einmal durch zu wenig Solarertrag leerlaufen, geht das Inhero MR2 in den Deep-Sleep und wacht selbstständig wieder auf, wenn die Sonne den Akku wieder ausreichend geladen hat.

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9. Rechtliches & Sicherheit

• Der Bausatz enthält geprüfte, konforme Einzelkomponenten (MR2: CE/RED). Die Endmontage erfolgt durch den Käufer in Eigenverantwortung für den Eigengebrauch.
• Diese Anleitung wurde nach bestem Wissen erstellt, ersetzt aber keine Fachkenntnis. Der Umgang mit Lithium-Zellen erfordert Sorgfalt: Die Hinweise in Abschnitt 5 — Zellspannungs-Abgleich vor dem Parallelschalten, Schutzmodul, Isolierung — sind zwingend zu beachten. Der Nachbau erfolgt auf eigene Gefahr; für Schäden aus unsachgemäßer Montage oder ungeeigneten Komponenten wird keine Haftung übernommen, soweit gesetzlich zulässig.
• Betrieb im 868-MHz-Band gemäß den geltenden Regelungen (Duty Cycle); der MR2 hält diese firmwareseitig ein.
  

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