Installation och krav
Att mäta den genomsnittliga effektförbrukningen för en radioutrustning, såsom en Meshtastic-nod, kräver viss utrustning och kunskap.
Effektmätare
Du behöver ett sätt att mäta effekt. Det kan vara en laboratorieaggregat som visar spännings- och strömmätningar, en dedikerad USB-effektmätare eller ett liknande verktyg. Det viktiga är att du måste kunna läsa antingen volt och ampere eller watt över tid. (Att mäta över tid innebär att kontinuerligt följa effektförbrukningen, inte bara ta ögonblicksbilder.) Se också till att din mätare är tillräckligt känslig för att mäta de låga strömmar din enhet kan dra – till exempel förbrukar vissa noder så lite som 0,005A vid 5V. Den viktigaste funktionen är att mätaren kan registrera amperetimmar eller watttimmar, eftersom en vanlig multimeter inte har denna kapacitet.
Vad mäter vi?
Effekt mäts i watt. För att ta reda på hur mycket effekt din enhet förbrukar multiplicerar du volt med ampere för att få watt. Till exempel, 5V multiplicerat med 50mA blir 250mW (eller 5V x 0,05A = 0,25W). Detta tal representerar effektförbrukning vid ett visst ögonblick och betyder tekniskt sett den effekt som förbrukas under en timme. Men denna ögonblicksbild räcker inte eftersom radioutrustning som Meshtastic-noder tillbringar mest tid med att ta emot och mindre tid med att sända, där sändningar drar betydligt mer effekt. Att bara mäta mottagningseffekten och anta att förbrukningen är konstant skulle ignorera den högre effekten som används vid sändningar. Därför behövs den genomsnittliga effektförbrukningen över tid, vilket uttrycks i watttimmar. Till exempel, om en enhet förbrukar 250mW under en timme, förbrukar den under en 24-timmarsperiod 24 x 250mW = 6000mWh, eller 6Wh.
Arbetscykel
Radioapparater använder mindre ström vid mottagning och betydligt mer vid sändning. Duty cycle definierar procentandelen av tiden radion sänder under en given period. Detta kan vara 5 %, 10 %, 25 % eller ett annat värde beroende på din applikation. Istället för att beräkna genomsnittlig ström baserat på databladsvärden för mottagning och sändning är det bättre att utföra ett verkligt test som mäter strömförbrukning över tid. Kör testet i minst en timme; längre tester (2–6 timmar) ger mer exakta resultat om de speglar verkliga driftsförhållanden.
Testvillkor
Testning är enkel men kräver förståelse för hur Meshtastic fungerar bakom kulisserna.
Bakgrundsaktivitet i nätverket
Meshtastic-noder skickar regelbundet datapaket i bakgrunden. Dessa är inte användarmeddelanden utan nätverksbeacons som indikerar en nods närvaro och plats (för GPS-aktiverade noder). Andra noder bekräftar dessa beacons. Denna grundläggande nätverkstrafik förbrukar ström både vid mottagning och sändning, oavsett manuella meddelanden. Vissa av dessa sändningar kan inaktiveras eller minskas, men de måste betraktas som pågående strömförbrukning.
Simulerad testning
För att simulera verklig meddelandefrekvens, justera hur ofta enheten sänder GPS-positionsuppdateringar – detta efterliknar manuella meddelanden i nätverket. Standard sändningsintervall är 2 minuter för GPS-noder och 15 minuter för noder med fasta positioner. Kortare intervall ökar sändningsfrekvensen, vilket ökar strömförbrukningen. Denna inställning kan justeras via mobilappar eller CLI. Använd denna funktion för att automatiskt simulera meddelandetrafik under testet.
Sändningsintervall för fast position
Solbasstationer saknar ofta GPS-moduler eftersom deras plats är fast och GPS förbrukar mycket ström. I Meshtastic kan du manuellt ställa in en nods fasta koordinater. Noder med fasta platser sänder sin position var 15:e minut som standard (fyra uppdateringar per timme). För att simulera fler meddelanden – till exempel 16 per timme – minska sändningsintervallet till 3 minuter; för 56 meddelanden per timme, ställ in det på 1 minut.
Exempel på testvillkor med nodinställningar
Testning kräver minst två noder: testnoden och en annan nod. För realism, använd tre eller fyra noder. En "pratig" nätverksuppsättning kan vara:
-
Tre noder i nätverket.
-
En nod sänder plats varje 60 sekunder (inaktivera smart plats).
-
Testnod parkopplad med en telefon via Bluetooth.
-
Testnod inställd med en fast GPS-position.
-
Testnod sänder plats varje 60 sekunder (inaktivera smart plats).
Starta testet vid en jämn tidpunkt (till exempel på hel timme eller kvart i timmen) och notera starttiden. Nollställ eventuella tidigare mätningar på din effektmätare innan du börjar. Efter testperioden, notera stopptiden och den totala förbrukade effekten.
Resultat
Din mätare bör visa total använd effekt i watt-timmar. Dela detta värde med testets längd i timmar för att få genomsnittlig effektförbrukning i watt-timmar eller milliwatt-timmar. Behåll detta resultat för nästa steg—beräkning av solpanelsstorlek.
Om din mätare visar ampere-timmar, konvertera till watt-timmar genom att multiplicera med testspänningen. Till exempel, om mätaren visar 142mAh under ett 3-timmars test vid 5,1V, är den totala energin som används 5,1V x 142mAh = 724,2mWh. Dela med 3 timmar för att få 241,4mW genomsnittlig förbrukning. Spara denna siffra för vidare beräkningar.
Detaljerad jämförelse av strömförbrukning och batteritid
Här är en fokuserad jämförelse mellan nRF52840 och ESP32 vad gäller strömförbrukning och förväntad batteritid med ett 1000mAh batteri (förutsatt ett 3,7V Li-ion cell):
| Parameter | nRF52840 | ESP32 |
| CPU klockfrekvens | 64 MHz | Upp till 240 MHz |
| Ström i aktivt läge | ~5,3 mA (CPU aktiv) | 80-260 mA (Wi-Fi sändningstopp) |
| Ström i djup viloläge | Så lågt som 0,4 µA | 10-150 µA (djup viloläge) |
| Bluetooth Low Energy (BLE) Tx | ~4,6 mA | ~30 mA |
| Wi-Fi aktiv ström | Ingen (inget Wi-Fi-modul) | 80-260 mA |
Med dessa typiska strömförbrukningar kan vi uppskatta batteritiden enligt följande:
| Scenario | Uppskattad ström (mA) | Uppskattad driftstid med 1000mAh batteri (timmar) |
| nRF52840 normal drift | 5 mA | 200 timmar (ungefär 8,3 dagar) |
| nRF52840 djupsömn | 0,0004 mA (0,4 µA) | 2 500 000 timmar (teoretisk gräns) |
| ESP32 Wi-Fi aktiv | 150 mA | 6,7 timmar |
| ESP32 djupsömn | 0,1 mA (100 µA) | 10 000 timmar (ungefär 416 dagar) |
