Meshtastic-gids - Hoe het stroomverbruik van het apparaat te meten?

Installatie en vereisten

Het meten van het gemiddelde stroomverbruik van een radioapparaat, zoals een Meshtastic-knooppunt, vereist wat apparatuur en kennis.

Vermogensmeter

U heeft een manier nodig om vermogen te meten. Dit kan een laboratoriumvoeding zijn die spanning en stroomsterkte weergeeft, een speciale USB-vermogenmeter of een ander vergelijkbaar hulpmiddel. Het belangrijkste is dat u ofwel volt en ampère of watt over tijd kunt aflezen. (Meten over tijd betekent het continu volgen van het stroomverbruik, niet alleen momentopnames.) Zorg er ook voor dat uw meter gevoelig genoeg is om de lage stromen te meten die uw apparaat kan trekken—bijvoorbeeld sommige knooppunten verbruiken zo weinig als 0,005A bij 5V. De belangrijkste eigenschap is dat de meter ampère-uren of watturen kan registreren, aangezien een typische multimeter deze mogelijkheid niet heeft.

Wat meten we?

Vermogen wordt gemeten in watt. Om te achterhalen hoeveel vermogen uw apparaat verbruikt, vermenigvuldigt u volt met ampère om watt te krijgen. Bijvoorbeeld, 5V vermenigvuldigd met 50mA is gelijk aan 250mW (of 5V x 0,05A = 0,25W). Dit getal geeft het stroomverbruik op een bepaald moment weer en betekent technisch gezien het verbruik over één uur. Deze momentopname is echter niet voldoende omdat radioapparaten zoals Meshtastic-knooppunten het grootste deel van de tijd ontvangen en minder tijd uitzenden, waarbij uitzendingen aanzienlijk meer stroom verbruiken. Alleen het ontvangstvermogen meten en aannemen dat dat constante verbruik is, zou het hogere verbruik tijdens uitzendingen negeren. Daarom is wat nodig is het gemiddelde stroomverbruik over tijd, uitgedrukt in wattuur. Bijvoorbeeld, als een apparaat 250mW verbruikt gedurende één uur, verbruikt het over een periode van 24 uur 24 x 250mW = 6000mWh, of 6Wh.

Duty Cycle

Radio's gebruiken minder stroom bij ontvangst en aanzienlijk meer bij verzending. Duty cycle definieert het percentage van de tijd dat de radio zendt gedurende een bepaalde periode. Dit kan 5%, 10%, 25% of een andere waarde zijn, afhankelijk van je toepassing. In plaats van het gemiddelde stroomverbruik te berekenen op basis van datasheetwaarden voor ontvangst- en zendmodi, is het beter een echte test uit te voeren waarbij het stroomverbruik in de tijd wordt gemeten. Voer de test minstens een uur uit; langere tests (2-6 uur) geven nauwkeurigere resultaten als ze de werkelijke bedrijfsomstandigheden weerspiegelen.

Testcondities

Testen is eenvoudig maar vereist begrip van hoe Meshtastic achter de schermen werkt.

Achtergrond Netwerkactiviteit

Meshtastic-knooppunten sturen regelmatig datapakketten op de achtergrond. Dit zijn geen gebruikersberichten maar netwerkbakens die de aanwezigheid en locatie van een knooppunt aangeven (voor GPS-ingeschakelde knooppunten). Andere knooppunten erkennen deze bakens. Dit basisnetwerkverkeer verbruikt stroom door zowel ontvangst als verzending, ongeacht handmatig verzonden berichten. Sommige van deze transmissies kunnen worden uitgeschakeld of verminderd, maar ze moeten worden beschouwd als doorlopend stroomverbruik.

Gesimuleerd Testen

Om het werkelijke berichtverkeer te simuleren, pas je aan hoe vaak het apparaat GPS-locatie-updates uitzendt—dit bootst handmatige berichten op het netwerk na. Het standaard uitzendinterval is 2 minuten voor GPS-knooppunten en 15 minuten voor knooppunten met vaste posities. Het verkorten van dit interval verhoogt de zendfrequentie, wat het stroomverbruik verhoogt. Deze instelling kan worden aangepast via mobiele apps of CLI. Gebruik deze functie om het berichtverkeer automatisch te simuleren tijdens de test.

Vast Positie Uitzendinterval

Zonne-onderstations missen vaak GPS-modules omdat hun locatie vaststaat en GPS veel stroom verbruikt. In Meshtastic kun je handmatig de vaste coördinaten van een knooppunt instellen. Knooppunten met vaste locaties zenden standaard elke 15 minuten hun positie uit (vier updates per uur). Om meer berichten te simuleren—bijvoorbeeld 16 per uur—verlaag je het uitzendinterval naar 3 minuten; voor 56 berichten per uur stel je het in op 1 minuut.

Voorbeeld testconditie met knooppuntinstellingen

Testen vereist minstens twee knooppunten: het testknooppunt en een ander knooppunt. Voor realisme, gebruik drie of vier knooppunten. Een "praatgraag" netwerkconfiguratie kan zijn:
  • Drie knooppunten in het netwerk.
  • Één knooppunt zendt elke 60 seconden de locatie uit (slimme locatie uitschakelen).
  • Testknooppunt gekoppeld aan een telefoon via Bluetooth.
  • Test node ingesteld met een vaste GPS-positie.
  • Test node zendt locatie uit elke 60 seconden (slimme locatie uitschakelen).
Start de test op een rond tijdstip (bijvoorbeeld op het hele uur of kwartier) en noteer de starttijd. Reset eventuele eerdere metingen op uw energiemeter voordat u begint. Noteer na de testduur de stoptijd en het totale verbruik.

Resultaten

Uw meter moet het totale verbruik in watt-uren aangeven. Deel deze waarde door de testduur in uren om het gemiddelde stroomverbruik in watt-uren of milliwatt-uren te krijgen. Bewaar dit resultaat voor de volgende stap—het berekenen van de grootte van het zonnepaneel.
Als uw meter ampère-uren aangeeft, converteer dan naar watt-uren door te vermenigvuldigen met de testspanning. Bijvoorbeeld, als bij een test van 3 uur bij 5,1V de meter 142mAh toont, dan is de totale gebruikte energie 5,1V x 142mAh = 724,2mWh. Deel dit door 3 uur om een gemiddeld verbruik van 241,4mW te krijgen. Bewaar deze waarde voor verdere berekeningen.

Gedetailleerde vergelijking van stroomverbruik en batterijduur

Hier is een gerichte vergelijking tussen de nRF52840 en ESP32 wat betreft stroomverbruik en verwachte batterijduur met een 1000mAh batterij (uitgaande van een 3,7V Li-ion cel):
Parameter nRF52840 ESP32
CPU kloksnelheid 64 MHz Tot 240 MHz
Stroomverbruik in actieve modus ~5,3 mA (CPU actief) 80-260 mA (Wi-Fi transmissie piek)
Stroomverbruik in diepe slaapstand Zo laag als 0,4 µA 10-150 µA (diepe slaapstand)
Bluetooth Low Energy (BLE) Tx ~4,6 mA ~30 mA
Wi-Fi Actief Stroomverbruik Geen (geen Wi-Fi-module) 80-260 mA
Met deze typische stroomverbruiken kunnen we de batterijduur als volgt schatten:
Scenario Geschatte stroom (mA) Geschatte looptijd met 1000mAh batterij (uren)
nRF52840 Normale Werking 5 mA 200 uur (ongeveer 8,3 dagen)
nRF52840 Deep Sleep 0,0004 mA (0,4 µA) 2.500.000 uur (theoretische limiet)
ESP32 Wi-Fi Actief 150 mA 6,7 uur
ESP32 Deep Sleep 0,1 mA (100 µA) 10.000 uur (ongeveer 416 dagen)

Zijbalk

Laatste bericht

Deze sectie bevat momenteel geen inhoud. Voeg inhoud toe aan deze sectie via de zijbalk.

Meld je aan voor onze nieuwsbrief

Ontvang de laatste informatie over onze producten en speciale aanbiedingen.