Im Blockbeitrag Solarbetriebener LoRa-Knoten habe ich einen auf WisBlock-Komponenten (RAK4631) basierenden LoRaWAN-Knoten vorgestellt. Eine 5 W Solarzelle lädt bei genügend Sonnenlicht einen 18650-LiPo-Akku auf. Die Spannungsversorgung des LoRa-Knotens erfolgt durch die höhere der beiden Spannungen.

Der gleichen Hardware habe ich die Meshtastic Firmware aufgespielt und starte einen Versuch zum autonomen Betrieb dieser Konfiguration. Ein Meshtastic Client bietet insofern ungünstige Bedingungen, als er praktisch im Dauerbetrieb läuft und nicht einfach in einen Deep Sleep versetzt werden kann.

Der Test beginnt mit einem mittelmäßig aufgeladenen LiPo-Akku, dessen Entladung am ersten Tag durch reichlich zwei Stunden Sonnenschein wieder ausgeglichen wurde. Am zweiten Tag war die Sonnenscheindauer etwas länger, die Sonneneinstrahlung aber weniger intensiv, wodurch die Entladung nicht kompensiert wurde. Dieser Vorgang setzt sich bis zum Aussetzen der Kommunikation fort.

Die folgenden Screenshots des Ladezustands und die Tabelle zeigen die konkreten Werte.

Status	Daum	Uhrzeit	Batteriespannung	Ladezustand
Start Entladung	15.12.2024	19:56	3.59 V	36 %
Start Solarnachladung	16.12.2024	11:16	3.40 V	18 %
Ende Solarnachladung	16.12.2024	13:56	3.63 V	40 %
Start Solarnachladung	17.12.2024	11:13	3.36 V	14 %
Ende Solarnachladung	17.12.2024	15:20	3.54 V	31 %
…	…	…	…	…
Start Solarnachladung	18.12.2024	13:55	3.32 V	11 %
Ende Solarnachladung	18.12.2024	14:08	3.23 V	6 %
Ende der Kommunikation	18.12.2024	15:44	3.05 V	0 %

Aus dem Verhalten der Batterienachladung an zwei eher sonnigen Tagen im Dezember 2024 und den darauf folgenden weniger sonnigen Tagen zeigt sich, dass ein zuverlässiger Dauerbetrieb bei normalen Bedingungen kaum möglich sein dürfte.

In meinem Meshtastic eBook befasst sich ein Abschnitt mit Batterietypen und ein anderer mit der Optimierung der Solar-Spannungsversorgung. Für einen autonom zu betreibenden Meshtastic-Knoten sind das durchaus komplexe Themen.

Ein MPPT-Laderegler sollte eine deutliche Verbesserung des Ladevorgangs bringen. Auch die eingesetzte Batterietechnologie spielt eine Rolle für das Gesamtverhalten.

Inwieweit ein MPPT-Laderegler mit dem gleichen Solarpanel und einem Li-Po Akku hier bessere Resultate zulässt, werde ich untersuchen. Eine Vergrößerung des Solarpanels bleibt dann immer noch als Option.

Einen Waveshare Solar Power Manager (B), der einen Li-Po-Akku mit 10’000 mAh und Solarpanels mit 6 V ~ 24 V unterstützt, habe ich bestellt.

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2024-12-19/CK