Guía de Meshtastic - ¿Cómo medir el consumo de energía del dispositivo?

📌 Configuración y requisitos

Medir el consumo promedio de energía de un dispositivo de radio, como un nodo Meshtastic ESP32, requiere equipo adecuado ⚙️ y conocimientos básicos de medición de energía 📏.

🔌 Medidor de energía

Para medir el consumo de energía con precisión, necesitas un medidor de energía confiable. Esto podría ser una fuente de alimentación de banco ⚡ con lecturas de voltaje y corriente, un medidor de energía USB 💻, o herramientas similares. La clave es poder leer voltios, amperios o vatios a lo largo del tiempo ⏱️. El seguimiento continuo es esencial, no solo lecturas instantáneas. Asegúrate de que tu medidor sea lo suficientemente sensible para detectar corrientes bajas, ya que algunos nodos Meshtastic consumen tan solo 0.005A a 5V 🔋. La característica más importante es la capacidad de registrar amperios-hora o vatios-hora 📊, lo que los multímetros típicos no pueden hacer.

❓ ¿Qué estamos midiendo?

La energía se mide en vatios ⚡. Para calcular cuánta energía consume su dispositivo ESP32, multiplique voltios por amperios. Por ejemplo, 5V × 50mA = 250mW (o 0.25W). Esto representa el consumo instantáneo de energía ⏲️, pero los nodos Meshtastic operan en estados variables—principalmente recibiendo 📡, ocasionalmente transmitiendo 📤, lo que usa mucha más energía. Por lo tanto, medir solo el modo de recepción no es suficiente 🚫. Lo que se necesita es el consumo promedio de energía a lo largo del tiempo ⏳, expresado en vatios-hora. Por ejemplo, si un nodo consume 250mW durante una hora, en 24 horas usa 6Wh 🔋.

📡 Ciclo de trabajo

Las radios Meshtastic consumen menos energía al recibir 📥 y mucho más al transmitir 📤. El ciclo de trabajo define el porcentaje de tiempo que el nodo ESP32 está transmitiendo. Puede ser 5%, 10% o 25%, según su caso de uso. En lugar de basarse en valores de la hoja de datos 📑, realice una prueba de energía en tiempo real durante al menos una hora ⏱️. Pruebas más largas (2–6 horas) ofrecen resultados más precisos ✅ bajo condiciones reales de red Meshtastic.

🧪 Condiciones de prueba

Las pruebas son sencillas pero requieren entender cómo se comportan los nodos Meshtastic en una red mallada 🌐.

📶 Actividad de red en segundo plano

Los nodos Meshtastic ESP32 envían regularmente balizas de red 🔔 en segundo plano. Estas no son mensajes de usuario sino señales que indican la presencia del nodo 📍 y la ubicación GPS 🛰️. Otros nodos reconocen estas balizas 👍. Este tráfico base implica tanto recepción como transmisión, contribuyendo al consumo total de energía 🔋. Aunque algunas transmisiones pueden reducirse, deben considerarse en su análisis de consumo energético 📊.

🛠️ Pruebas simuladas

Para simular el tráfico de mensajes, ajuste la frecuencia con la que el nodo Meshtastic transmite actualizaciones de ubicación GPS 📡. Los intervalos predeterminados son 2 minutos ⏲️ para nodos con GPS y 15 minutos para nodos con posición fija. Acortar este intervalo aumenta la frecuencia de transmisión 🔄 y el consumo de energía ⚡. Puede ajustar esto mediante la aplicación móvil Meshtastic 📱 o CLI 💻 para simular tráfico realista durante las pruebas.

📍 Intervalo de transmisión de posición fija

Las estaciones base solares ☀️ a menudo carecen de módulos GPS para ahorrar energía. En Meshtastic, puede configurar manualmente las coordenadas fijas de un nodo 📌. Estos nodos transmiten su ubicación cada 15 minutos por defecto ⏲️. Para simular mensajes más frecuentes, reduzca el intervalo a 3 minutos (16 mensajes/hora) o 1 minuto (56 mensajes/hora) 🔄.

📝 Condición de prueba de ejemplo con configuración de nodo

• Tres nodos Meshtastic en la red 🌐
• Un nodo transmitiendo ubicación cada 60 segundos ⏱️ (desactivar ubicación inteligente)
• Nodo de prueba emparejado con un teléfono vía Bluetooth 📱
• Nodo de prueba configurado con una posición GPS fija 📍
• Nodo de prueba que transmite ubicación cada 60 segundos ⏱️ (desactivar ubicación inteligente)

Inicie la prueba en una hora redonda ⏰ (por ejemplo, en punto), reinicie las lecturas previas en su medidor de energía 🔄 y registre las horas de inicio y fin junto con el consumo total de energía 📊.

📈 Resultados

Tu medidor de energía 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 ☀️ para tu nodo Meshtastic ESP32 📡.

Si tu medidor reporta amperios-hora 🔋, conviértelo 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 × 142mAh = 724.2mWh ⚡

Divide por 3 horas para obtener un consumo promedio de 241.4mW 📊. Guarda esta cifra para cálculos posteriores relacionados con el dimensionamiento de la batería Meshtastic 🔋.

📊 Comparación detallada del consumo de energía y vida útil de la batería para dispositivos Meshtastic

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 Li-ion de 1000mAh 3.7V para aplicaciones Meshtastic:

Usando estos consumos típicos, podemos estimar la duración de la batería de Meshtastic 🔋 como sigue: