Dopo il successo del mio primo nodo solare, sorpreso per la sua la sua autonomia energetica, ho realizzato una versione migliorata.
Ho scelto il modulo Meshtastic RAK4631, ottimo per i bassi consumi, tipici del chipset Nordic nRF52840.
I prodotti RAK per IOT/Lora, sono modulari, si può scegliere la “base”, il modulo wireless e i sensori se necessari.
La configurazione che ho scelto:
Per una autonomia di qualche giorno (anche senza sole o cielo grigio), ho scelto una batteria lipo da 5000mAh.
I requisiti del progetto per me fodamentali:
- impermeabilità (montaggio a palo su tetto)
- filtraggio ricevitore (per disturbi disturbi BTS GSM)
- ingresso solare
- pulsanti accessibili dall’esterno
- programmazione accessibile dall’esterno
La scelta del contenitore è ricaduta sulle super affidabili ed economiche scatole di derivazioni elettriche (quelle “lisce” senza gommini).
Il filtro scelto, per avere un’ottima selettività in ricezione ed essere immune dai disturbi delle BTS cellulari è l’ACASOM 868: una cavità a bassa perdita di inserzione, un articolo sull’analisi con il nanovna si trova qui.
La scatola elettrica di generose dimensioni (20 cm x 14 cm x 6 cm) permette di accogliere batteria, modulo, filtro e cablature varie.
Per le operazioni di manutenzione, la parte inferiore della scatola elettrica è stata utilizzata per la connettoristica e per i pulsanti di comando.
Nella foto successiva si può vedere la disposizione dei pulsanti / connessioni In / Out, da sinistra :
- Interruttore a pressione, collegato in serie alla batteria (spegnimento totale)
- Pulsante reset, utile in caso di blocco, se si preme resetta il RAK4631 (utile se ci sono crash)
- Connettore 2.1mm per ingresso pannello solare (utilizzerò un 9 W monocristallino 5Volt)
- USBC per programmazione dall’esterno (in caso di upgrade firmware)
Nello specifico il lato inferiore del cablaggio:
Nella parte superiore della scatola, ho installato un femmina-femmina n coassiale impermeabile, in asse con il filtro ACASOM 868 (n maschio).
In particolare, le dimensioni del filtro ACASOM a cavità sono imponenti, occupa lo spazio di metà contenitore.
Ho disposto il modulo RAK4631 con la sua minibase sul fianco sinistro del contenitore, utilizzando delle colonnine a pressione.
Le colonnine sono state private di biadesivo ed incollate con colla per assemblaggi per evitare che il calore facesse cadere il tutto.
Nella foto successiva la disposizione del modulo meshtastic ed il relativo cablaggio (solare / batteria / reset / filtro a cavità).
La batteria non è stata ancora fissata, come anche le antenne e il connettore usbc.
Per la connessione dell’antenna Meshtastic ho usato un cavetto N a 90 gradi – UF.L ipex.
Il condensatore polimerico installato sul modulo RAK4631 previene abbassamenti di tensione sul rail 3.3V (brownout).
Nello specifico la modifica è consigliabile anche su altri moduli meshtastic es: T114, Heltec V3.2 e si trova qui.
Qualche fascettina per sistemare il cablaggio interno.
Nodo completato: la batteria è fissata con una fascetta ad un passacavi adesivo (interponendo una spugnetta), il cavo usbc connesso al modulo meshtastic ed antenna bluetooth nella parte superiore sinistra.
Il modulo è sotto test, in attesa di essere montato sul tetto, a breve la costruzione delle staffe per ancorarlo al palo.
Aggiornamento al 28 Febbraio:
Il nodo ha superato i test, nessun crash, la ricarica della batteria è affidata ad un pannello solare da 9 watt.
Il RAK4631 utilizza per ricarica il chip TP4054 che controlla costantemente la ricarica. Se la tensione scende sotto i 4.05 V circa procede a ricaricare il pacco al litio, tuttavia, può avvenire che molti giorni, nonostante il sole, il nodo non faccia partire la ricarica. A primo pensiero ho pensato perchè sprecare giorni soleggiati? Ma l’idea di non sovraccaricare sempre la batteria anche quando sta al 90% è una buona mossa anche perchè la capacità della batteria è sovradimensionata (5000 mAh).
Ho incluso anche all’interno del contenitore, nonostante tutti i connettori in / out stagni, due bustine di silica-gel per tenerlo in asciutto se dovesse esserci condensa all’interno.
Il cavo DC uscente dal pannello è stato protetto dagli UV del sole da un corrugato / guaina “diflex” per esterni e siliconato agli estremi in modo che non si riempia di acqua.
Nella foto successiva, il nodo installato definitivamente, condivide un palo per antenna TV.
Utilizza come antenna una collineare 9db da 1.6 metri.
