Guide Meshtastic - Comment mesurer la consommation d'énergie de l'appareil ?

📌 Installation et exigences

Mesurer la consommation moyenne d'énergie d'un appareil radio, comme un nœud Meshtastic ESP32, nécessite un équipement approprié ⚙️ et des connaissances de base en mesure de puissance 📏.

🔌 Wattmètre

Pour mesurer la consommation d'énergie avec précision, vous avez besoin d'un wattmètre fiable. Cela peut être une alimentation de laboratoire ⚡ avec des lectures de tension et de courant, un wattmètre USB 💻, ou des outils similaires. L'essentiel est de pouvoir lire les volts, ampères ou watts sur une période ⏱️. Le suivi continu est indispensable — pas seulement des lectures instantanées. Assurez-vous que votre appareil est assez sensible pour détecter une faible consommation de courant, car certains nœuds Meshtastic consomment aussi peu que 0,005A à 5V 🔋. La fonctionnalité la plus importante est la capacité d'enregistrer les ampères-heures ou watt-heures 📊, ce que les multimètres classiques ne peuvent pas faire.

❓ Que mesurons-nous ?

La puissance se mesure en watts ⚡. Pour calculer la consommation de votre appareil ESP32, multipliez volts par ampères. Par exemple, 5V × 50mA = 250mW (ou 0,25W). Cela représente la consommation instantanée ⏲️, mais les nœuds Meshtastic fonctionnent dans différents états—principalement en réception 📡, occasionnellement en transmission 📤, qui consomme beaucoup plus. Par conséquent, mesurer uniquement le mode réception est insuffisant 🚫. Ce qu'il faut, c'est la consommation moyenne sur le temps ⏳, exprimée en watt-heures. Par exemple, si un nœud consomme 250mW pendant une heure, sur 24 heures il utilise 6Wh 🔋.

📡 Cycle de service

Les radios Meshtastic consomment moins d'énergie en réception 📥, et beaucoup plus en transmission 📤. Le cycle de service définit le pourcentage de temps pendant lequel le nœud ESP32 transmet. Cela peut être 5 %, 10 % ou 25 %, selon votre cas d'utilisation. Plutôt que de se fier aux valeurs du datasheet 📑, effectuez un test de puissance en temps réel sur au moins une heure ⏱️. Des tests plus longs (2 à 6 heures) donnent des résultats plus précis ✅ dans des conditions réalistes de réseau Meshtastic.

🧪 Conditions de test

Les tests sont simples mais nécessitent de comprendre le comportement des nœuds Meshtastic dans un réseau maillé 🌐.

📶 Activité réseau en arrière-plan

Les nœuds Meshtastic ESP32 envoient régulièrement des balises réseau 🔔 en arrière-plan. Ce ne sont pas des messages utilisateurs mais des signaux indiquant la présence du nœud 📍 et la localisation GPS 🛰️. Les autres nœuds reconnaissent ces balises 👍. Ce trafic de base implique à la fois réception et transmission, contribuant à la consommation globale d'énergie 🔋. Bien que certaines transmissions puissent être réduites, elles doivent être prises en compte dans votre analyse de consommation 📊.

🛠️ Test simulé

Pour simuler le trafic de messages, ajustez la fréquence à laquelle le nœud Meshtastic diffuse les mises à jour de localisation GPS 📡. Les intervalles par défaut sont de 2 minutes ⏲️ pour les nœuds avec GPS et 15 minutes pour les nœuds à position fixe. Raccourcir cet intervalle augmente la fréquence de transmission 🔄 et la consommation d'énergie ⚡. Vous pouvez ajuster cela via l'application mobile Meshtastic 📱 ou la CLI 💻 pour simuler un trafic réaliste lors des tests.

📍 Intervalle de diffusion de position fixe

Les stations de base alimentées à l'énergie solaire ☀️ manquent souvent de modules GPS pour économiser de l'énergie. Dans Meshtastic, vous pouvez définir manuellement les coordonnées fixes d'un nœud 📌. Ces nœuds diffusent leur position toutes les 15 minutes par défaut ⏲️. Pour simuler un envoi plus fréquent, réduisez l'intervalle à 3 minutes (16 messages/heure) ou 1 minute (56 messages/heure) 🔄.

📝 Exemple de condition de test avec paramètres du nœud

• Trois nœuds Meshtastic dans le réseau 🌐
• Un nœud diffusant la localisation toutes les 60 secondes ⏱️ (désactiver la localisation intelligente)
• Nœud de test appairé à un téléphone via Bluetooth 📱
• Nœud de test configuré avec une position GPS fixe 📍
• Tester la diffusion de la localisation du nœud toutes les 60 secondes ⏱️ (désactiver la localisation intelligente)

Commencez le test à une heure ronde ⏰ (par exemple, à l'heure pile), réinitialisez les lectures précédentes sur votre compteur d'énergie 🔄, et enregistrez les heures de début et de fin ainsi que la puissance totale consommée 📊.

📈 Résultats

Votre compteur d'énergie doit indiquer la puissance totale utilisée en watt-heures ⚡. Divisez cette valeur par la durée du test en heures ⏱️ pour obtenir la consommation moyenne d'énergie 📊 en watt-heures ou milliwatt-heures. Conservez ce résultat pour l'étape suivante — calculer la taille du panneau solaire ☀️ pour votre nœud Meshtastic ESP32 📡.

Si votre compteur indique des ampères-heures 🔋, convertissez-les en watt-heures en multipliant par la tension de test. Par exemple, si lors d'un test de 3 heures à 5.1V le compteur affiche 142mAh, alors l'énergie totale utilisée est :

5.1V × 142mAh = 724.2mWh ⚡

Divisez par 3 heures pour obtenir une consommation moyenne de 241.4mW 📊. Conservez cette valeur pour les calculs ultérieurs liés au dimensionnement de la batterie Meshtastic 🔋.

📊 Comparaison détaillée de la consommation d'énergie et de l'autonomie des batteries pour les appareils Meshtastic

Voici une comparaison ciblée entre le nRF52840 🔧 et le ESP32 💻 en termes de consommation d'énergie et d'autonomie de batterie attendue 🔋 utilisant une batterie Li-ion 1000mAh 3.7V pour les applications Meshtastic :

En utilisant ces consommations typiques, nous pouvons estimer l'autonomie de la batterie Meshtastic 🔋 comme suit :