Configuración y Requisitos
Medir el consumo promedio de energía de un dispositivo de radio, como un nodo Meshtastic, requiere algo de equipo y conocimiento.
Medidor de Potencia
Necesitas una forma de medir la potencia. Esto podría ser una fuente de alimentación de banco que muestre lecturas de voltaje y corriente, un medidor de potencia USB dedicado u otra herramienta similar. El punto clave es que debes poder leer ya sea voltios y amperios o vatios a lo largo del tiempo. (Medir a lo largo del tiempo significa rastrear el consumo de energía continuamente, no solo tomar lecturas instantáneas). Además, asegúrate de que tu medidor sea lo suficientemente sensible para medir las corrientes bajas que tu dispositivo puede consumir; por ejemplo, algunos nodos consumen tan solo 0.005A a 5V. La característica más importante es que el medidor pueda registrar amperios-hora o vatios-hora, ya que un multímetro típico no tiene esta capacidad.
¿Qué Estamos Midiendo?
La potencia se mide en vatios. Para saber cuánta potencia consume tu dispositivo, multiplicas voltios por amperios para obtener vatios. Por ejemplo, 5V multiplicado por 50mA equivale a 250mW (o 5V x 0.05A = 0.25W). Este número representa el consumo de energía en un instante particular y técnicamente significa la potencia consumida durante una hora. Sin embargo, esta instantánea no es suficiente porque los dispositivos de radio como los nodos Meshtastic pasan la mayor parte del tiempo recibiendo y menos tiempo transmitiendo, siendo las transmisiones las que consumen considerablemente más energía. Medir solo la potencia de recepción y asumir ese consumo constante ignoraría la mayor potencia usada en las transmisiones. Por lo tanto, lo que se necesita es el consumo promedio de energía a lo largo del tiempo, que se expresa en vatios-hora. Por ejemplo, si un dispositivo consume 250mW durante una hora, en un período de 24 horas consume 24 x 250mW = 6000mWh, o 6Wh.
Ciclo de trabajo
Las radios usan menos energía al recibir y significativamente más al transmitir. El ciclo de trabajo define el porcentaje de tiempo que la radio está transmitiendo durante un período dado. Esto podría ser 5%, 10%, 25% u otro valor, según su aplicación. En lugar de calcular el consumo promedio basado en valores de la hoja de datos para modos de recepción y transmisión, es mejor realizar una prueba real midiendo el consumo de energía a lo largo del tiempo. Ejecute la prueba por al menos una hora; pruebas más largas (2-6 horas) proporcionan resultados más precisos si reflejan condiciones reales de operación.
Condiciones de Prueba
Las pruebas son simples pero requieren entender cómo funciona Meshtastic detrás de escena.
Actividad de Red en Segundo Plano
Los nodos Meshtastic envían regularmente paquetes de datos en segundo plano. Estos no son mensajes de usuario sino balizas de red que indican la presencia y ubicación de un nodo (para nodos con GPS). Otros nodos reconocen estas balizas. Este tráfico básico de red consume energía tanto al recibir como al transmitir, independientemente del envío manual de mensajes. Algunas de estas transmisiones pueden deshabilitarse o reducirse, pero deben considerarse como consumo continuo de energía.
Pruebas Simuladas
Para simular el tráfico real de mensajes, ajuste la frecuencia con la que el dispositivo transmite actualizaciones de ubicación GPS—esto imita los mensajes manuales en la red. El intervalo de transmisión predeterminado es de 2 minutos para nodos GPS y 15 minutos para nodos con posiciones fijas. Acortar este intervalo aumenta la frecuencia de transmisión, lo que incrementa el consumo de energía. Esta configuración puede ajustarse mediante aplicaciones móviles o CLI. Use esta función para simular automáticamente el tráfico de mensajes durante la prueba.
Intervalo de Transmisión de Posición Fija
Las estaciones base solares a menudo carecen de módulos GPS porque su ubicación es fija, y el GPS consume bastante energía. En Meshtastic, puede establecer manualmente las coordenadas fijas de un nodo. Los nodos con ubicaciones fijas transmiten su posición cada 15 minutos por defecto (cuatro actualizaciones por hora). Para simular más mensajes—por ejemplo, 16 por hora—reduzca el intervalo de transmisión a 3 minutos; para 56 mensajes por hora, configúrelo a 1 minuto.
Ejemplo de Condición de Prueba con Configuración de Nodos
Las pruebas requieren al menos dos nodos: el nodo de prueba y otro nodo. Para mayor realismo, use tres o cuatro nodos. Una configuración de red "charlatana" podría ser:
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Tres nodos en la red.
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Un nodo transmitiendo ubicación cada 60 segundos (desactivar ubicación inteligente).
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Nodo de prueba emparejado con un teléfono vía Bluetooth.
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Nodo de prueba configurado con una posición GPS fija.
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Nodo de prueba transmitiendo ubicación cada 60 segundos (desactivar ubicación inteligente).
Inicia la prueba en un tiempo redondo (por ejemplo, en la hora o en el cuarto de hora) y anota la hora de inicio. Restablece cualquier medición previa en tu medidor de energía antes de comenzar. Después de la duración de la prueba, anota la hora de finalización y la energía total consumida.
Resultados
Tu medidor debería reportar la energía total usada en vatios-hora. Divide este valor por la duración de la prueba en horas para obtener el consumo promedio de energía en vatios-hora o miliwatios-hora. Guarda este resultado para el siguiente paso: calcular el tamaño del panel solar.
Si tu medidor reporta amperios-hora, conviértelos a vatios-hora multiplicando por el voltaje de prueba. Por ejemplo, si durante una prueba de 3 horas a 5.1V el medidor muestra 142mAh, entonces la energía total usada es 5.1V x 142mAh = 724.2mWh. Divide por 3 horas para obtener un consumo promedio de 241.4mW. Guarda esta cifra para cálculos posteriores.
Comparación detallada de consumo de energía y vida útil de la batería
Aquí hay una comparación enfocada entre el nRF52840 y el ESP32 en términos de consumo de energía y vida útil esperada de la batería usando una batería de 1000mAh (asumiendo una celda Li-ion de 3.7V):
| Parámetro | nRF52840 | ESP32 |
| Velocidad del reloj de la CPU | 64 MHz | Hasta 240 MHz |
| Corriente en modo activo | ~5.3 mA (CPU activa) | 80-260 mA (pico de transmisión Wi-Fi) |
| Corriente en modo de sueño profundo | Tan bajo como 0.4 µA | 10-150 µA (modo de sueño profundo) |
| Transmisión Bluetooth Low Energy (BLE) | ~4.6 mA | ~30 mA |
| Corriente Activa Wi-Fi | Ninguno (sin módulo Wi-Fi) | 80-260 mA |
Usando estas corrientes típicas, podemos estimar la vida de la batería de la siguiente manera:
| Escenario | Corriente Estimada (mA) | Duración Estimada con Batería de 1000mAh (horas) |
| nRF52840 Operación Normal | 5 mA | 200 horas (aprox. 8.3 días) |
| nRF52840 Modo de Sueño Profundo | 0.0004 mA (0.4 µA) | 2,500,000 horas (límite teórico) |
| ESP32 Wi-Fi Activo | 150 mA | 6.7 horas |
| ESP32 Modo de Sueño Profundo | 0.1 mA (100 µA) | 10,000 horas (aprox. 416 días) |
