Живлення Meshtastic-ноди: батареї та сонячні панелі

Нода — це пристрій, який має працювати тоді, коли все інше вимкнулося. Тому живлення тут не дрібниця, а половина справи.

Скільки нода споживає

Орієнтовні цифри для ноди на nRF52840 з LoRa-модулем 22 dBm при 3,7 В, за замірами спільноти:

Режим	Струм
Спокій, приймання	5–11 мА
Передача	≈ 150 мА
Середнє (передача кожні 10 хв)	≈ 7 мА

Сім міліампер — це близько 26 мВт. Від акумулятора на 1000 мАг виходить приблизно 142 години, тобто майже шість діб.

Плати на ESP32 (Meshadventurer, T-Beam, T3 LoRa32) споживають на порядок більше — десятки міліампер у спокої. Від того самого акумулятора вони проживуть добу-дві, а не тиждень. Це головна причина, чому для кишенькової ноди краще nRF52.

Калькулятор: скільки протримається ваша нода

Оберіть батарею й тип ноди — калькулятор покаже, на скільки її вистачить.

Ємність батареї, мАг

3400 — одна банка 18650, 6800 — дві паралельно

Яка у вас нодаGPS увімкнений постійно +25 мА

≈ 4 доби 18 годин1000 мАг ÷ 7 мА × 0,8 = 114 годин

Цифри орієнтовні: реальне споживання залежить від того, як часто нода передає й чи ввімкнений екран. Але порядок величини калькулятор дає правильний.

Формула під ним проста:

години = ємність (мАг) ÷ середній струм (мА) × 0,8

Коефіцієнт 0,8 — це запас на втрати перетворення й на те, що літій не варто розряджати в нуль.

LiPo чи 18650

LiPo (плоский пакет). Компактний, будь-якої форми, легко вкладається в корпус. Механічно вразливий: проколоти пакет — означає пожежу. Кому: кишенькові й носимі ноди.

18650 (циліндричний). Міцний металевий корпус, велика ємність, легко замінити. Габаритний, потребує тримача. Кому: стаціонарні вузли, Meshadventurer, T-Beam.

Два акумулятори 18650 часто вмикають паралельно — це схема 1S2P: напруга залишається 3,7 В, ємність подвоюється.

Захист обов’язковий

Окремо: дільник напруги для вимірювання заряду розряджає батарею постійно, повільно, навіть коли нода вимкнена. Якщо нода лежатиме в шухляді місяцями — від’єднуйте батарею фізично.

Заряджання

nRF52840 уміє заряджати LiPo сам — достатньо подати живлення через USB, окремий контролер не потрібен.

Стандартний струм заряду китайських Nice!Nano і ProMicro — близько 100 мА. Це повільно: банка на 1000 мАг заряджатиметься більш ніж десять годин.

Прискорити можна резистором на позиції BOOST на зворотному боці модуля. Підбирайте експериментально, починаючи з 1–3 кОм.

Для ESP32-плат потрібен окремий контролер заряду: TP4056 для LiPo, SM5308 для схем із підвищувачем. Особливості SM5308 описані на сторінці Meshadventurer.

Сонячна панель

Для ноди зі споживанням 7–10 мА вистачає панелі на 1–2 Вт і напругою 5–6 В. Готовий MPPT-контролер уже стоїть на Faketec v6.

Що врахувати:

Панель на південь, кут приблизно 45°.
Взимку світлового дня менше вчетверо — закладайте запас ємності батареї, а не потужності панелі.
Нода на 7 мА за добу з’їдає ≈ 170 мАг. У похмурий грудневий день панель на 1 Вт може дати менше.
Розраховуйте на автономність 5–7 діб без сонця взагалі.

Зима

Літій погано переносить холод, і про це варто знати заздалегідь:

Заряджати літій нижче 0 °C не можна. Це руйнує елемент. Хороші контролери заряду з термодатчиком просто блокують заряд на морозі.
Ємність на морозі падає — за −10 °C реально розраховувати приблизно на половину.
Для вуличної ноди робіть утеплений відсік для батареї. Тепло самої електроніки, замкнене в утепленому об’ємі, іноді вистачає, щоб тримати банку в плюсі.

Живлення від мережі

Для стаціонарного вузла найпростіше — живити його від блока живлення, а акумулятор залишити як резерв на випадок відключення світла.

Meshadventurer приймає 6–28 В напряму.
Плати на nRF52 живляться від USB 5 В.
Powerbank як резерв працює, але не всі моделі: багато з них вимикаються при малому струмі споживання — саме те, що робить нода в спокої.

Далі

Faketec v6 — плата з сонячним контролером
Meshadventurer — схеми живлення від 18650
Корпуси і 3D-друк — вуличні корпуси й утеплення