Nó Solar 
Comparativamente a outras formas de comunicação via rádio (como operações de rádio amador, por exemplo), a comunicação via LoRa (e outros LPWAN - Low-power wide-area network) tem uma grande vantagem em relação ao consumo de energia, permitindo a operação com baterias e até mesmo com pequenos painéis solares.
Com o Meshtastic não é diferente: é possível operar um nó com baterias e painéis solares, o que permite a instalação em locais de difícil acesso sem energia elétrica.
O objetivo deste artigo é criar um nó solar de baixo custo, permitindo a instalação em locais estratégicos e, assim, aumentar a cobertura da rede Meshtastic.
Visão Geral
As placas recomendadas para o nó Meshtastic, como a Heltec WiFi LoRa 32 (v3), já possuem componentes necessários para operação com bateria e painel solar embarcados na própria placa.
Considerando o esquema elétrico (187,0,KB) desta placa, por exemplo, podemos observar o circuito de carregamento da placa:
Neste circuito, o componente TP4054 é o CI que controla a carga da bateria (que pode ser de Li-Ion ou Li-Po, de 3,7V), cuja saída para a bateria é ligada no ponto VBAT. Por outro lado, VDD_5V é o ponto de alimentação da placa, que pode ser ligado diretamente a um painel solar de 5V. O diodo D2 permite esta ligação, já que a corrente de fluir da bateria para o painel solar.
Em resumo, a ligação para um nó solar pode ser simplificada segundo o diagrama a seguir:
Este diagrama mostra a ligação para a placa Heltec LoRa 32, mas de forma geral o mesmo pode ser aplicado para outras placas, bastando verificar 1) a existência de um circuito de carregamento de bateria e 2) a existência de um diodo entre a bateria e a tensão de alimentação (o que permite a ligação de um painel solar de 5V diretamente).
Montagem
Embora seja possível montar um nó solar com qualquer painel solar (preferencialmente de 5V, para ligá-lo diretamente à placa), indico aqui um painel solar que permite a montagem de uma forma muito simples e direta, aproveitando o espaço interno já para alocar a placa e as baterias do tipo 18650.
O painel solar usado aqui pode ser encontrado no AliExpress:
- Painel solar de 4W, 5V;
- Espaço para 6 baterias do tipo 18650;
- Por volta de R$100,00 no AliExpress: https://www.aliexpress.com/item/1005006466633406.html
Além do painel solar, será necessário um ferro de solda para as modificações internas na adaptação deste painel para o Nó Solar Meshtastic 
Modificações Internas
O painel solar recomendado pode ser facilmente aberto pela parte traseira. São 8 parafusos na parte traseira:
Internamente, o painel solar tem os seguintes componentes:
- Espaço para 6 baterias 18650;
- Um circuito interno de carregamento de baterias e gerenciamento do painel solar (que será removido);
- Cabo de saída de tensão (que também será removido);
A seguir, um resumo dos passos para montagem do nó solar:
- Remoção do cabo de saída de tensão: este cabo pode ser totalmente removido. O espaço pelo qual o cabo saía será usado para para prender o conector da antena do módulo Meshtastic.
- Remoção dos terminais da bateria da placa de controle interna;
- Remoção completa da placa de controle interna;
- Ligação dos terminais de bateria ao circuito de carregamento de bateria da placa Heltec LoRa 32 (com o conector que vem junto da placa Heltec LoRa 32);
- Ligação do painel solar aos pinos de 5V e GND (terra) da placa Heltec LoRa 32;
Estas etapas estão representadas nas imagens a seguir:
A seguir, a montagem final com as alterações internas:
A placa Heltec LoRa 32 foi afixada dentro do case com fita dupla face. O conector da antena foi encaixado na saída do cabo de tensão (que foi removido anteriormente). Por fim, foram usadas somente 4 células 18650 (ao invés de 6 baterias, o máximo suportado pelo painel solar) neste primeiro protótipo.
Após o fechamento dos parafusos na parte traseira, a montagem está completa e o nó pode ser configurado para otimizar a operação com o painel solar.
Configuração do Software Meshtastic
Para funcionamento como nó solar em stand-alone (ou seja, sem nenhuma outra fonte de alimentação além da energia solar), é altamente recomendável alterar algumas configurações do nó em relação ao padrão do Meshtastic para economizar bateria. Resumidamente:
- Desligar o LED da placa;
- Diminuir ao máximo o tempo de tela;
- Ativar o modo de economia de energia;
- Configurar a administração remota (que permite acessar as configurações do nó pela própria rede Meshtastic);
- Desligar o Wi-Fi e o Bluetooth (sim, o acesso será somente através da rede Meshtastic);
As configurações básicas do nó podem ser feitas de acordo com o tutorial em Meshtastic Install Fest.
A partir disso, fazemos as seguintes modificações:
Desligando o LED da placa
Na tela de configuração Device, selecione a opção Disable LED heartbeat:
Clique em Send para salvar a configuração.
Diminuindo o tempo de tela ligada
Em Display Config, selecione um valor bem baixo (mas diferente de zero!) para o campo Screen timeout (seconds):
Ativando o modo de economia de energia
Em Power Config, ative a opção Enable power saving mode. Em Light sleep duration (seconds), podemos usar o valor de 900 (15 minutos):
Nota sobre a economia de energia: Este modo de economia de energia é recomendável inclusive para nós portáteis alimentados por bateria. O rádio LoRa sempre fica ligado e, quando uma mensagem chega, o rádio envia um sinal para acordar o microcontrolador para que a mensagem seja processada. Este modo não influenca no funcionamento do nó no modo CLIENT.
Configurando o acesso remoto
Antes de desligar o Wi-Fi e o Bluetooth do nó solar, configuraremos o acesso remoto para administração. Assim, é possível acessar as configurações deste nó através de outro nó através da rede LoRa.
Para isso, precisaremos acessar um outro nó Meshtastic (vamos chamá-lo de nó administrador) e copiar sua chave pública. Este nó administrador deve ter acesso - mesmo que indireto - ao nó solar, que será administrado remotamente.
Neste exemplo, o nó Campinas Taquaral 02 - LHC é o nó administrador. Acessando as configurações dele, vamos em Security para copiar a chave pública:
Copie o valor que está no campo Public Key. Agora, ainda como acesso via Wi-Fi, bluetooth ou USB no nó solar, acessamos a mesma tela de configuração Security. Em Admin Key, clique em Add e cole o valor da chave pública do nó administrador.
Atenção: não modifique os campos Public Key e Private Key de nenhum dos nós: nem do nó administrador e nem do nó administrado remotamente. Clique em Send ao final da seção para salvar o trabalho.
Agora, podemos testar o acesso remoto ao nó solar. Conecte-se ao nó administrador e, na tela de dispositivos, procure o nó solar e clique no nome dele. As seguintes opções serão abertas. Clique em More Details.
Esta tela exibe algumas informações sobre o nó selecionado (no caso, o nó solar). Role a tela para baixo e selecione a opção Remote Administration:
A tela a seguir é semelhante à tela de configurações, mas agora estas configurações se referem ao nó solar (adminastrado remotamente):
A partir deste momento, com o acesso remoto configurado corretamente, o Wi-Fi e bluetooth podem ser desligados - já que é poessível acessar o nó solar através do nó administrador.
Desligando o Wi-Fi e o Bluetooth
Finalmente, para economizarmos bateria e permitir a operação somente com o painel solar, o Wi-Fi e o Bluetooth podem ser desligados.
Em Network Config, desligue a opção WiFi enabled:
Agora, em Bluetooth Config, desabilite a opção Bluetooth enabled:
Resultados
O nó solar foi instalado provisoriamente na sacada do LHC:
As baterias estavam descarregadas no início do teste, como pode ser verificado na imagem a seguir (que pode ser acessada através da opção More details → Device Metrics Log):
Sim! O nó solar Meshtastic é capaz de monitorar o status da bateria e envia esta informação para a rede LoRa! Assim, é possível monitorar o funcionamento do nó solar.
Para a imagem anterior, é possível observar os logs da tensão da bateria ao longo de um período de 9 dias e a curva de carregamento (em verde).
A seguir, após alguns dias, é posśivel verificar a variação da tensão da bateria dentro de um período menor, de 5 dias:
Mais interessante ainda, observem o valor Uptime do nó solar:
O nó solar está ligado há mais de 36 dias (e contando!), mostrando a capacidade do painel solar em manter o funcionamento do nó e de manter as baterias recarregadas. Como esperado, as baterias são capazes de manter o funcionamento em períodos sem sol.
Conclusão
Sim! É possível montar um nó solar Meshtastic, que pode ser administrado remotamente, com poucos componentes. O painel solar indicato permite uma montagem limpa, sem a necessidade de outros cases e partes para o correto funcionamento. Este tipo de dispositivo pode ser utilizado no topo de prédios, antenas e em outros pontos estratégicos não servidos de energia. Espero que todos possam montar um nó do tipo e, assim, contribuir ainda mais para o aumento da cobertura da rede Meshtastic.