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Quectel EC25 Mini PCle 4G/LTE Module

Dans cet article, je vais vous montrer comment réaliser un routeur WiFi / 4G pour votre domicile, avec un Raspberry afin de remplacer votre ADSL et économiser des frais.

Cet article n’est pas des plus simple à réaliser, mais si vous le suivez méticuleusement, je pense que Monsieur et Madame tout le monde peut le réaliser avec un Mac ou un Linux.

Cet exercice est réalisé avec un Mac et un Raspberry Pi3 ainsi que la version de Raspbian Litle datée du 2020-02-13.
Cet exercice est tout à fait réalisable avec un PC, mais il vous faudra Putty pour saisir les lignes de commande.
Je n’ai pas testé cet exercice avec un Raspnerry Pi4.

Matériel

Prérequis

Pour l’exécution de cet exercice, j’ai connecté mon Raspberry à un écran, avec une souris et un clavier et je l’ai connecté à mon routeur via un câble Ethernet pour télécharger les packages nécessaires. Je n’ai pas configuré le WiFi de mon Raspberry. La configuration de votre WiFi sera remplacée lors de la configuration de RaspAP.

Préparation du Raspberry

Installation du Rasbian Buster

Téléchargez la dernière version de Raspbian Litle.
Note: La version Desktop n’est est absolument pas nécessaires. La version Little est beaucoup plus légère et moins gourmande en mémoire. Étant donné que le Desktop (l’interface Rasbian) ne sera jamais utilisé, il n’y a donc pas de sens à l’avoir.

Téléchargez et installez Etcher, et créez l’image sur la carte SD.

Etcher
Etcher

Éjectez votre carte SD et insérez la dans le Raspberry. Alimentez votre Raspberry

Connectez votre écran (avec un câble HDMI), la souris et le clavier sur votre Raspberry. Connectez votre Raspberry au routeur à l’aide de votre câble Ethernet

Configuration du Raspberry

Ouvrez votre terminal et authentifiez-vous avec le compte pi

ssh pi@raspberrypi.local
L’installation du routeur doit se faire avec le compte pi. N’oubliez pas de changer son mot de passe

Le mot de passe de ‘pi’ par défaut est ‘raspberry’

Vous pouvez aussi connecter votre clavier, souris et écran (avec un câble HDMI) à votre raspberry, pour continuer.

Changer le mode de passe l’utilisateur pi
sudo passwd pi

Installez les mises à jour des packages utiles

sudo apt-get update
sudo apt-get upgrade
sudo apt-get install ntpdate vim
Activer SSH
sudo raspi-config
Interfacing Option
5 Interfacing Options
Raspberry ssh
P2 SSH

Sélectionnez SSH et activez-le. (A partir de la, vous pourriez reprendre en SSH, si votre Mac est connecté au même réseau).

Modifier le hostname

Modifiez le nom de votre Raspberry. J’ai donné le nom ecosensors

Raspberry Network Options
Raspberry Network Options

Confirmez la prochaine fenêtre et donnez un nouveau nom à votre Rasperry

Localisation

Toujours dans raspi-config,

sudo raspi-config

modifiez la localisation

 

raspi config Localisation Option
4 Localisation Option

Puis choisissez ‘I1 change local’ en fonction de votre localisation

raspi config local
raspi config local
Time zone et WiFi

Puis choisissez I2 Time zone et corrigez-le en fonction de votre localisation.
Puis choisissez I4 Change WiFi country et sélectionnez votre pays.

Quittez raspi-config et acceptez le redémarrage

Assemblage

Eteingnez votre Raspberry et retirez l’alimentation

Quectel EC25 Mini PCle 4G/LTE Module

Quectel EC25 Mini PCle 4G/LTE Module
Quectel EC25 Mini PCle 4G/LTE Module (where to buy)

Le module EC25 comprend deux connecteurs UF.L pour les antennes LTE. Un connecteur pour l’antenne principale (Main Antenna Interface) et un connecteur pour l’antenne de diversité Rx, qui est utilisé pour résister à la chute des signaux causés par les mouvements à grande vitesse et l’effet de trajets multiples, et un connecteur UF.L pour une antenne GPS/ GNSS. L’impédance du port d’antenne est de 50 Ω.

Pour juste une connexion cellulaire, il vous suffit de connecter une antenne au port d’antenne principal (Main Antenna Interface). Pour obtenir une meilleure sensibilité Rx et une meilleure réception du signal, nous recommandons une antenne supplémentaire au port d’antenne diversité Rx (Diverity Antenna Interface). La fonction de diversité Rx (ANT_DIV) est activée par défaut.

Nous vous recommandons donc deux antennes LTE. Nous n’utilisons pas d’antenne GPS.

Raspberry Pi 3G/4G&LTE Base HAT

Raspberry Pi 3G/4G&LTE Base HAT
Raspberry Pi 3G/4G&LTE Base HAT

Après avoir inséré le module mini PCIe 3G / 4G et LTE, ce HAT devient un pont entre le Raspberry Pi et le modem.

3G/4G&LTE Base HAT

Finalement

Insérez la broche avec des tiges de 10mm sur votre Rapsberry (des plus petites vont aussi) et fixez le chapeau (hat) sur votre Raspberry, ainsi que les deux adaptateurs UF.L SMA pour les antennes.

Contrairement à ce qui est montré sur la photo, ne pas connecter le câble USB maintenant

routeur 3G 4G lte

Installation du routeur

Mettre à jour votre Raspberry

si ce n’est pas fait

sudo apt update && sudo apt upgrade

Installation duKernel

‘Raspberry Pi kernel headers’

sudo apt-get install raspberrypi-kernel-headers

contrôlez la version du Kernel

ls /usr/src

ce qui me donne

linux-headers-4.19.97+  linux-headers-4.19.97-v7+  linux-headers-4.19.97-v7l+

Mettre à jour le firmware

Ouvrez votre navigateur et rendez-vous sur rpi-firmware github repository commits (sautez cette étape avec un RPi4) et recherchez la ligne correspondante à votre version

rpi firmware

Vous aurez besoin de connaître la version. Cliquer sur <> (sautez cette étape avec un RPi4)

rpi firmeware version

Ensuite, observez votre URL et copiez le hash comme indiqué ci-dessous (sautez cette étape avec un RPi4)

rpi firmware hash

Retournez dans le terminal de votre Raspberry et saisissez la commande suivante en ajoutant le hash (sautez cette étape avec un RPi4)

sudo rpi-update 993f47507f287f5da56495f718c2d0cd05ccbc19

et répondez y ou o (yes/oui)

*** Raspberry Pi firmware updater by Hexxeh, enhanced by AndrewS and Dom
 *** Performing self-update
  % Total    % Received % Xferd  Average Speed   Time    Time     Time  Current
                                 Dload  Upload   Total   Spent    Left  Speed
100 18058  100 18058    0     0   3187      0  0:00:05  0:00:05 --:--:--  4288
 *** Relaunching after update
 *** Raspberry Pi firmware updater by Hexxeh, enhanced by AndrewS and Dom
 *** We're running for the first time
 *** Backing up files (this will take a few minutes)
 *** Backing up firmware
 *** Backing up modules 4.19.97-v7+
#############################################################
WARNING: 'rpi-update' updates to pre-releases of the linux 
kernel tree and Videocore firmware.

'rpi-update' should only be used if there is a specific 
reason to do so - for example, a request by a Raspberry Pi 
engineer.

DO NOT use 'rpi-update' as part of a regular update process.

##############################################################
Would you like to proceed? (y/N)
z *** Downloading specific firmware revision (this will take a few minutes)
  % Total    % Received % Xferd  Average Speed   Time    Time     Time  Current
                                 Dload  Upload   Total   Spent    Left  Speed
100   168  100   168    0     0     30      0  0:00:05  0:00:05 --:--:--    43
100  115M    0  115M    0     0   188k      0 --:--:--  0:10:28 --:--:--  239k
 *** Updating firmware
 *** Updating kernel modules
 *** depmod 4.19.97+
 *** depmod 4.19.97-v7l+
 *** depmod 4.19.97-v8+
 *** depmod 4.19.97-v7+
 *** Updating VideoCore libraries
 *** Using HardFP libraries
 *** Updating SDK
 *** Running ldconfig
 *** Storing current firmware revision
 *** Deleting downloaded files
 *** Syncing changes to disk
 *** If no errors appeared, your firmware was successfully updated to 993f47507f287f5da56495f718c2d0cd05ccbc19
 *** A reboot is needed to activate the new firmware

Une fois fait, redémarrez votre Raspberry (sautez cette étape avec un RPi4)

sudo reboot

Installation du Soft

installez unzip, si ce n’est pas fait

sudo apt-get install unzip

Téléchargement

Je le télécharge dans un dossier sixfab et je me positionne dans ce dossier avant de le télécharger (sans sudo)

mkdir ~/Soft
cd ~/Soft
mkdir sixfab
cd ~/Soft/sixfab
sudo wget https://raw.githubusercontent.com/sixfab/Sixfab_RPi_3G-4G-LTE_Base_Shield/master/tutorials/QMI_tutorial/qmi_install.sh

changez les droits du fichier téléchargé afin de le rendre exécutable

sudo chmod +x qmi_install.sh
Assurer vous que le câble USB fournit n’est toujours pas connecté entre le Raspberry et le module Raspberry Pi 3G/4G&LTE Base HAT, comme indiqué plus haut
Lancez le script d’installation depuis là où vous l’avez téléchargé. Dans mon cas, je l’ai téléchargé dans /Soft/sixfab/
cd ~/Soft/sixfab
sudo ./qmi_install.sh

Il vous sera probablement demandé d’installer les packages suivants:

busybox udhcpc

Réponder ‘o’ ou ‘y’ (pour oui ou yes).

A la fin du processus, il vous sera demandé de taper une touche pour redémarrer votre Raspberry.

Connectez maintenant le câble USB comme sur la photo …
… et insérez votre carte SIM

routeur 3G 4G lte

Configuration de l’APN

Rendez-vous dans le dossier /files/quectel-CM

cd ~/files/quectel-CM

Dans les étapes suivantes, vous allez informer le l’ APN, et si besoin le pin code.

En ce qui concerne ces informations, le mieux est de le demander à votre fournisseur, si vous ne le connaissez pas, en précisant que vous configurez un routeur.

Je vous donne ici des exemples, sans pour autant les avoir testés. Si cela ne devait pas fonctionner, il faudra alors vous référer auprès de votre fournisseur.

Vous trouverez aussi la prochaine commande à saisir pour enregistrer l’APN. Si vous devez indiquer un nom d’utilisateur (username) et un mot de passe (password) ou si vous souhaitiez journaliser des événements, veuillez lire un peu plus bas.

Merci de m’indiquer les erreurs ou d’autres APN pour la Suisse, la France ou d’autres pays.
Pour la Suisse
Sunrise / Yallo / Salt

APN : internet
username : aucun
password : aucun

sudo ./quectel-CM -s internet

Si votre carte SIM demande un code PIN

sudo ./quectel-CM -s internet -p 1234

Dans mon cas, j’ai choisi de journaliser les événements. J’ai aussi besoin d’indiquer le PIN de ma carte SIM. J’ai donc saisi cette commande

sudo ./quectel-CM -s internet -p 1234 -f /var/log/sixfab_log.txt
Coop / Swisscom / MBudget

APN : gprs.swisscom.ch
username : aucun
password : aucun

sudo ./quectel-CM -s gprs.swisscom.ch

Si votre carte SIM demande un code PIN

sudo ./quectel-CM -s gprs.swisscom.ch -p 1234
France

Pour la France, vous avez ici une liste de différents fournisseurs

Autres exemples de configuration de l’APN

Si vous deviez saisir le PIN code de votre carte SIM, avec l’APN

sudo ./quectel-CM -s internet -p 1234

Si vous souhaitiez aussi journaliser les événements dans un log

sudo ./quectel-CM -s internet -p 1234 -f /var/log/sixfab_log.txt

Si dans le cas vous deviez informer un mot de passe, voici un exemple de commandes

APN : 3gnet
username : carl
password : 1234
Malheureusement, je ne sais pas ce qu’est le 0. Ce paramètre semble être ‘auth’, mais je n’ai pas d’explications à donner pour l’instant.

sudo ./quectel-CM -s 3gnet carl 1234 0

Pour faire simple

Le plus simple serait de supprimer le code PIN de votre carte SIM, avec un smartphone, par exemple et de vous passer de journalisation. La commande deviendrait (pour Salt, Sunris et Yallo (pour la Suisse))

sudo ./quectel-CM -s internet

Pour une connexion réussi, l’affichage de votre terminal devrait se terminer par

.....[autres messages]....
[03-26_01:07:20:745] requestRegistrationState2 MCC: 228, MNC: 1, PS: Attached, DataCap: EDGE
[03-26_01:07:21:065] requestSetupDataCall WdsConnectionIPv4Handle: 0x871bb840
[03-26_01:07:21:129] requestRegistrationState2 MCC: 228, MNC: 1, PS: Attached, DataCap: EDGE
[03-26_01:07:21:161] requestQueryDataCall IPv4ConnectionStatus: CONNECTED
[03-26_01:07:21:225] ifconfig wwan0 up
[03-26_01:07:21:256] busybox udhcpc -f -n -q -t 5 -i wwan0
udhcpc: started, v1.30.1
No resolv.conf for interface wwan0.udhcpc
udhcpc: sending discover
udhcpc: sending select for 10.111.11.209
udhcpc: lease of 10.111.11.209 obtained, lease time 7200
Too few arguments.
Too few arguments.

(on voit bien une adresse IP fournie par votre fournissuer)

Ne fermez pas ce terminal pour contrôler votre connexion.

Contrôler votre connexion

Pour contrôler que tout c’est bien passé et que vous êtes connectés, ouvrez un autre terminal et saisissez la commande

ifconfig wwan0

ce qui devrait afficher ceci avec une adresse IP

wwan0: flags=4291<UP,BROADCAST,RUNNING,NOARP,MULTICAST> mtu 1500
inet 10.111.11.209 netmask 255.255.255.252 broadcast 10.111.11.211
inet6 fe80::b5ff:b507:9b4:701a prefixlen 64 scopeid 0x20<link>
ether 0f:ef:01:f7:13:f5 txqueuelen 1000 (Ethernet)
RX packets 6 bytes 1400 (1.3 KiB)
RX errors 0 dropped 0 overruns 0 frame 0
TX packets 48 bytes 8867 (8.6 KiB)
TX errors 0 dropped 10 overruns 0 carrier 0 collisions 0

Si la connexion n’était pas réussie, vous ne verriez pas la ligne en gras, commençant par inet!

Auto connexion au démarrage

Si vous souhaitiez que votre Raspberry, ou plus tôt votre routeur, se connecte automatiquement lorsque vous le démarrez, il y a encore deux-trois étapes à compléter.

Retournez dans le dossier où vous avez téléchargé le premier script d’installation

cd ~/Soft/sixfab

et téléchargez le nouveau script

sudo wget https://raw.githubusercontent.com/sixfab/Sixfab_RPi_3G-4G-LTE_Base_Shield/master/tutorials/QMI_tutorial/install_auto_connect.sh

et changez les droits du fichier pour le rendre exécutable

sudo chmod +x install_auto_connect.sh

Lancez le script et préparez-vous à saisir l’APN

sudo ./install_auto_connect.sh
What is the APN?

Saisir votre APN et presser ‘enter’ pour continuer

Un service, nommé ‘qmi_reconnect’ est créé et activé. Pour contrôler l’état de ce service, saisissez la commande

sudo systemctl status qmi_reconnect.service
● qmi_reconnect.service - QMI Auto Connection
Loaded: loaded (/etc/systemd/system/qmi_reconnect.service; enabled; vendor pr
Active: active (running) since Fri 2020-03-27 21:15:49 CET; 5min ago

Pour l’arrêter ou le démarrer

sudo systemctl stop qmi_reconnect.service
sudo systemctl start qmi_reconnect.service

PIN code de la carte SIM

Si votre carte SIM à un code PIN, ou/et si vous désirez journaliser (log) les événements, vous devez encore éditer le fichier

sudo nano /usr/src/qmi_reconnect.sh

et modifiez la ligne de la sorte en

# commenter la ligne ci-dessous
#sudo ./quectel-CM -s gprs.swisscom.ch
# et ajouter celle-ci en indiquant votre code PIN à la place du 1234
sudo ./quectel-CM -s gprs.swisscom.ch -p 1234 -f /var/log/sixfab_log.txt
 
# Si vous avez un carte SIM sans code, la ligne serait
# sudo ./quectel-CM -s gprs.swisscom.ch -f /var/log/sixfab_log.txt
# Voici un autre exemple sans mot de passe avec un autre APN et sans journalisation (log)
# sudo ./quectel-CM -s internet

Sur votre Mac presser option+X pour sauver, puis ‘o’ ou ‘y’ et ‘enter’ et redémarrer votre Rasoberry

sudo reboot

Configurer votre Raspberry en un WiFi hotspot

Si vous avez un Raspberry avec 3G/4G&LTE Base HAT, connecté à un réseau cellulaire, vous pouvez facilement le convertir en un WiFi Hotspot.

Préparation

Pour commencer, faites une copie de votre fichier de configuration WiFi (la deuxième commande va effacer le contenu du fichier précédement copié)

sudo cp /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf.bck
sudo cp /dev/null /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf

Ajoutez les lignes suivantes

ctrl_interface=DIR=/var/run/wpa_supplicant GROUP=netdev
update_config=1

en saisissant ces deux commandes

sudo sh -c "echo 'ctrl_interface=DIR=/var/run/wpa_supplicant GROUP=netdev' >> /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf"
sudo sh -c "echo 'update_config=1' >> /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf"

Installation de RaspAP

RasAP est un software permettant de gérer le Hotspot (modème WiFi/4G) via une interface web

Vérifiez vos mises à jour et redémarrez votre Raspberry

sudo apt-get update
sudo apt-get dist-upgrade
sudo reboot

Configurez la localisation du WiFi via Raspi-config

sudo raspi-config

Sélectionnez 4 Localisation Options, puis I4 Change Wi-fi country et sélectionnant votre pays. Avec la touche <tab>, sélectionnez ‘finish’ et quittez

Si vous saisissez cette commande

less /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf

vous devriez voir

ctrl_interface=DIR=/var/run/wpa_supplicant GROUP=netdev
update_config=1
country=CH

Installez maintenant RaspiAP

sudo curl -sL https://install.raspap.com | bash

Répondez aux questions

Install to Lighttpd root directory: /var/www/html? [Y/n]: Y
Complete installation with these values? [Y/n]: Y
Enable HttpOnly for session cookies (Recommended)? [Y/n]: Y
Enable RaspAP control service (Recommended)? [Y/n]: Y
Install OpenVPN and enable client configuration? [Y/n]: Y
The system needs to be rebooted as a final step. Reboot now? [y/N]: Y

Une fois redémarré, votre Hotspot sera accessible avec le SSID “raspi-webgui”

SSID: raspi-webgui
password: ChangeMe

Sécuriser votre WiFi

Connectez-vous à votre nouveau Hotspot en sélectionnant votre nouveau WiFi raspi-webgui et saisissez le mot de passe ci-dessus.

Ouvrez votre navigateur préféré (je vous recommande FireFox) et saisissez l’adresse 10.3.141.1

Raspap access point hotspot
Raspberry Hotspot

et saisissez les indentifiants par défaut de votre routeur

username : admin
password : secret

Premièrement, modifiez le mot de passe pour accéder à votre routeur, en vous rendant dans le menu Authentification

Old password : secret
New password : [Votre nouveau mot de passe]
Repeat new password : [Votre nouveau mot de passe]

RaspAP Authentification
RaspAP Authentification

Et cliquez sur Save Settings

Deuxièmement, allez sous le menu hotspot et changez votre SSID. Je l’ai nommé “ecosensors”

RaspAP SSID
RaspAP SSID

Vous pouvez aussi choisir le Mode du Wireless.

Passez sous l’onglet Securtity et changez le mot de passe (PSK)

RaspAP PSK
RaspAP PSK

Vous trouverez aussi un QR code pour configurer vos smartphones (je ne l’ai pas testé)

Sous l’onglet Advanced, saisissez votre pays

RaspAP Country
RaspAP Country

Cliquez sur Save Settings

Finalemement, rendez-vous sur le menu System et redémarrez votre routeur.

Pour plus d’informations, visitez le site RaspAP | Raspap-webgui

Après un peu moins de 20 heures d’activité, le routeur à consommer 0.05kWh.

Bravo!

Vous avez installé et configuré votre routeur!!
Il ne vous reste plus qu’à vous connecter à votre nouveau WiFi en utilisant le SSID que vous avez modifié, un peu plus haut, avec le nouveau mot de passe.

N’hésitez pas à me faire part de vos commentaires et expériences afin de corriger et améliorer cet article

Prochainement

Prochainemement, je vais vous proposer un boîtier étanche et un panneau solaire pour assurer une autonomie complète.

 


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