FREEDOM BOX OFF GRID
Un petit boitier serveur local 100 % autonome en cas de panne d’internet et de la 4G !
C’est la Freedom Box Off Grid !
PRESENTATION DE FREEDOM BOX
D’abord présentons le projet original : La Freedom Box.
La Freedom Box est un petit boitier serveur à domicile à destination de tout le monde. Elle permet à tout un chacun d’avoir son propre serveur d’applications internet et locales. Elle se veut accessible à tous !
Avec la Freedom Box, vous avez le contrôle sur vos applications !
Elle offre des services de tchats de discussion (textuel, vocal, vidéo – Jabber, Matrix, Mumble), une messagerie email (serveur et une webmail), un hébergement d’un WIKI, d’un blogue, d’un dépôt GIT, …
Cerise sur le gâteau, elle inclut des possibilités d’anonymisation sur internet par VPN (Open VPN) et le réseau TOR.
Tout ça dans un petit boitier qui ne consomme quasiment rien !
Je vous invite à consulter leur site : https://freedombox.org/fr/ pour en savoir plus.
Vous avez le boitier officiel. Mais vous pouvez aussi installer les distributions sur une multitude de plateforme : PC, Raspberry Pi, Orange Pi, …
ET FREEDOM BOX OFF GRID ?
C’est une adaptation du projet d’origine réalisée par mes soins afin de la rendre 100 % autonome, hors réseau, d’où le nom de Off Grid !
La Box originale a besoin d’internet pour installer les applications selon les besoins de chacun. Elle peut être utilisable en l’état hors réseau grâce à ses interfaces clients web, mais les logiciels clients à installer sur Android, Windows, Linux et Mac OS ne pas inclus dedans. Il faut les télécharger.
Ce n’est pas très pratique lorsqu’on a plus internet et qu’on veut utiliser la Freedom Box.
J’ai ainsi personnalisé le projet d’origine pour une utilisation 100 % hors réseau et y ai inclus toutes les applications clientes en téléchargement local.
Vous pouvez télécharger l’image pour RPI 3B+ ici :
http://boucardos.ddns.net:8010/freedom.zip
Elle inclut la documentation.
QUAND UTILISER FREEDOM BOX OFF GRID ?
La FREEDOM BOX OFF GRID peut être déployée lorsque qu’une panne d’internet assez conséquente survient, lors d’une catastrophe naturelle, …
Le Raspberry Pi s’alimente en USB 5V. On peut y brancher un power bank. Le power bank peut être rechargé par un petit panneau solaire, un accus de voiture 12 V, … Il consomme 10 W.
Vous avez plusieurs scénarios de déploiement possibles selon vos attentes :
· Cercle privé et voisinage direct
· Quartier et village
· Instances officielles de la ville
· Poste de commandement et services d’urgences
Cercle privé et voisinage direct
La Freedom Box logée dans un raspberry pi dans sa configuration initiale offre une portée WIFI de 50 à 100 m. Elle peut être captée par les smartphones et PC dans ce rayon. C’est la couverture d’une habitation familiale et éventuellement du voisinage direct.
On la placera à une fenêtre en hauteur pour augmenter la portée.
Cette configuration a un intérêt mineur : entre voisins, on préfère se voir et parler de vive voix. Cela peut tout de même fournir un moyen de communication de courte portée pour l’hiver.
Quartier et village
La Freedom Box peut-être connectée à un LAN et WIFI qui permet d’augmenter la portée. Si elle est connectée à un access point ou un routeur classique (TP-LINK, …) bien placé, la portée peut-être de 100 à 200 m à vue. Cela couvre une place de village et quelques maisons d’une rue.
En utilisant des links WIFI à l’aide de CPE (WIFI de longue portée pouvant aller jusqu’à 20 km), on peut créer des liens point à point et créer un réseau qui couvre plusieurs rues. La Freedom Box peut gérer entre 100 et 200 clients pour les services de tchats textuels et 30 clients pour les services web.
Cette configuration est celle que je privilégie car elle permet aux riverains de créer une communauté locale et de communiquer entre eux. On la limitera à un quartier si c’est dans une grande ville ou un petit village vu la charge maximale que peut supporter un raspberry pi.
Il est possible d’utiliser un PC portable ou un PC de faible consommation plus puissant pour augmenter la capacité d’utilisateurs.
Cette topologie demande de la préparation et un peu d’investissement. Il faut acheter quelques CPE WIFI et Access Point, établir un plan de topologie, faire des tests et surtout prévoir des sources d’énergies. Un CPE consomme en général 5 à 10 W. Ils sont tout à fait raccordables à un accus 12 V (vérifier les tension avant !) et un panneau solaire.
Si la communauté désire augmenter le nombre d’utilisateurs, il faudra utiliser des routeurs et les relier entre eux pour former le réseau back bone. Mais cela devient plus fastidieux à organiser et demande des compétences en informatique plus poussées.
Instances officielles de la ville
La commune peut mettre à disposition une Freedom Box afin de diffuser des informations officielles via un portail web comme un valve. Les riverains vont à proximité de la box et s’y connectent. Cela peut compléter un valve.
Elle peut aussi être utilisée par le personnel administratif comme serveur local.
Poste de commandement et services de secours
Mon but initial de la Freedom Box est issu du monde des urgences : avoir un gateway pour un système de messagerie LoRa (basé sur Meshtastic) pour un poste de commandement.
La Freedom Box Off Grid permet ainsi d’avoir des services de messageries, tchats, … pour continuer de fonctionner localement. Elle peut compléter la télécommunication par radio. Avec les fonctionnalités VPN, elle permet de se connecter à un site distant si une connexion internet est disponible (par satellite par exemple).
Dans ce scénario, le raspberry pi suffira amplement. On peut étendre son WIFI à l’aide d’un access point de longue portée sur le site d’un sinistre. Cela peut aider pour le recensement des victimes par exemple.
SOURCES D’ENERGIES
L’énergie est le point essentiel pour faire fonctionner tous les systèmes. Ici, je vous ai présenté un concept de basse consommation. Mais plus vous augmentez vos exigences, plus il vous faudra d’énergie.
Un RPI consomme 10 W. Il est donc tout à fait possible de l’alimenter en off grid à l’aide d’un power bank 5V et d’un panneau solaire.
Exemple d’un RPI alimenté par un power bank
Chaque AP WIFI ou routeur consomme entre 10 et 20 W. Ils s’alimentent en général 5V et 12 V via leur alimentation secteur ; 24 et 48 V en PoE (obligation d’avoir un injecteur ou un switch PoE). On peut utiliser un système solaire de 100 W qui recharge une batterie de 12 V.
Là où ça se corse, c’est pour utiliser un PC portable ou un PC basse consommation. Il faut un panneau solaire d’au moins 100 W avec le régulateur de recharge d’accus 12 V et un convertisseur DC/AC 220 V dans certains cas.
Exemple d’alimentation à base d’un panneau solaire 100 W et son régulateur Vectron
Le choix de la puissance du panneau dépend de ce que vous mettez comme équipements. 100 W est un minimum pour avoir quelque chose de confortable. Côté accus, 40 Ah est un minimum.
Le conversion 12VDC/220VAC -> 12V injecteur PoE engendre une perte jusqu’à 40 % d’énergie. Il est plus judicieux d’utiliser 4 accus de 12V pour atteindre 48V et de directement injecter le 48V dans un injecteur dédié. La solution présentée ci-dessus est la plus facile à mettre en œuvre.
Le plus judicieux est de travailler avec des éléments en 12 V et 5V.
Si vous utilisez uniquement un AP ou routeur de 12 V, le panneau peut être de 30 W et un accus de 14 Ah.
Un exemple de calcul : un routeur = 10 W en 12 V, on a un accus de 12V 7 Ah. Capacité= 12*7 = 84 Wh. Autonomie = 84/10 = 8,4 h
Oubliez tout de suite les serveurs et équipements énergivores.
Voici le Jackery Explorer 1000 : une station d’énergie portable équipée de panneaux solaires portatifs et d’une capacité de 1000 Wh. Attention au prix, mais qualité au rendez-vous !
Test ici : https://www.resilience-urbaine.com/materiel-survie/jackery-explorer-1000-test-review-solarsaga-100w/
CONCLUSION
Je vous ai exposés quelques scénarios d’utilisation de la Freedom Box Off Grid. Il peut en avoir un tas d’autres. Pour ceux qui sont intéressés par les WIFI de longue portée et une topologie plus poussée, n’hésitez pas à lire mon article sur le sujet.
POUR EN SAVOIR PLUS SUR LA RADIO
N’hésitez pas à consulter les autres articles sur la radio de mon site : www.on3mee.be.