Vỏ LoRa SolarNode repeater cho MeshCore / Meshtastic

Một mẫu vỏ LoRa SolarNode nhỏ gọn, phù hợp làm repeater MeshCore/Meshtastic®. Thiết kế chừa đủ không gian cho tối đa 4 pin 18650.

🛠 WORK IN PROGRESS: Dự án này vẫn đang trong quá trình hoàn thiện. Một số kích thước có thể sẽ còn thay đổi ở các lần cập nhật tiếp theo. Mình đã in từ v1 tới v3. Version 1 chạy ổn khoảng bốn tuần trong môi trường lạnh và ẩm ướt, còn version 2 khoảng 2 tuần.

⚠ ATTENTION: Mình nhận được khá nhiều góp ý từ cộng đồng. Đa số thích thiết kế, nhưng có vài bạn lo vỏ in 3D có thể bị hở và hơi ẩm lọt vào nếu không sơn phủ (spray paint) đúng cách hoặc không có gioăng tốt hơn làm từ silicone sealant. Có người cũng cho rằng cho nhiều cell 18650 đấu song song không phải ý hay. Quyết định tùy bạn, nhưng nhớ cân nhắc kỹ... 😊

Tính năng và thông số thiết kế:

• Tấm pin mặt trời lớn nhưng thiết kế gọn

• Dễ lắp ráp, chỉ có 3 chi tiết in

• Thiết kế dạng module, có thể parametrizable

• Tùy chọn nhiều loại nắp lưng (nắp phẳng hoặc polemount)

• Đủ chỗ cho tối đa 4 pin 18650

• Dùng đầu nối anten N-type

Bạn cần chuẩn bị gì

Solar node có thể dựng theo nhiều cấu hình khác nhau bằng cách chọn back cover phù hợp. Hiện tại có 2 lựa chọn: nắp phẳng (flat cap) hoặc polemount dựng dọc (vertical align). Base là phần bắt buộc trong mọi cấu hình. Hãy in đúng các chi tiết và chọn phần cứng (hardware) tương ứng.

Lưu ý: Tất cả link tới Amazon (amzn.to), AliExpress (s.click.aliexpress.com) hoặc có đánh dấu * là affiliate links (quảng cáo), qua đó mình nhận được một ít hoa hồng. Nếu bạn muốn ủng hộ thì có thể mua hàng qua các link này.

Linh kiện sử dụng (BOM)

Base (bắt buộc cho mọi cấu hình)

• 1x solar node base (in)

• 1x solar node gasket (in)

• Phương án khác: dùng silicone sealant

• 10x M3 heat inserts
  https://amzn.to/4pCMEcw

• 10x long đền inox M3, size tiêu chuẩn (loại nhỏ)
  https://amzn.to/4ateL9s

• Seeed studio XIAO nRF52840 & SX1262 Kit (chọn đúng tần số!)
  https://s.click.aliexpress.com/e/_c3FTPBUH

• Đầu nối anten N-type cái (female) kèm u.FL pigtail, loại 10cm dùng ổn với mình
  https://s.click.aliexpress.com/e/_c4CjWKYD

• CN3791 MPPT solar panel regulator (chọn bản 6V)
  https://s.click.aliexpress.com/e/_c4naj8yH

• Tấm pin mặt trời 6V 6W 210x165mm
  https://s.click.aliexpress.com/e/_c2zV2wRF

• Khay pin 4x 18650
  https://s.click.aliexpress.com/e/_c4TLfnuh

• Pin LiIon 18650 (bộ 4 cell)
  https://s.click.aliexpress.com/e/_c3SBJkvP

• Anten outdoor N-type cái (chọn đúng tần số)
  ví dụ Ziisor 3dBi https://s.click.aliexpress.com/e/_c3pR1c81 hoặc Ziisor 5.5dBi https://s.click.aliexpress.com/e/_c4dqNZ0V

• Một ít dây điện

• Một ít đầu JST (nên là JST PH2.0), board CN3791 thường có kèm 2 sợi dây (của mình có)

• Một ít silicone sealant để dán tấm pin vào vỏ (hoặc thay cho TPU gasket)

• Một ít giấy tissue để tránh silicone sealant lem luốc tùm lum

• Tùy chọn: spray paint để phủ kín (seal) vỏ và nắp

Cap (tùy chọn 1)

• 1x solar node cap (in)

• 10x ốc inox M3x8mm, đầu bằng (flat head)
  ví dụ https://amzn.to/3YquoXR hoặc https://amzn.to/4q6tGL8

Polemount (tùy chọn 2)

• 1x solar node polemount (in)

• 10x ốc inox M3x8mm, đầu bằng (flat head)
  ví dụ https://amzn.to/4jqeUNh hoặc https://amzn.to/4pijmiF

Dụng cụ dùng

• Máy in 3D có bàn in đủ lớn (đương nhiên)

• Mỏ hàn, thiếc hàn, v.v.

• Dao rọc giấy và/hoặc đục (chisel)

• Tùy chọn: giấy nhám mịn (P180 trở lên)

• Silicone sealant để dán tấm pin

• Súng bơm keo (caulking gun)

• Bay miết silicone hoặc dụng cụ tương tự

• Keo nến (hotglue) để cố định PCB

• Có thể cần: ống co nhiệt (heatshrink) để cách điện mối hàn

Thiết lập in gợi ý

• Rafts: Không

• Supports: Không

• Brim: Có, khoảng 10mm để hạn chế cong vênh (hy vọng vậy)

• Resolution: 0.2mm

• Infill: 30% hoặc cao hơn cho case và cap, 100% infill cho gasket

• Top/bottom layers: 4 lớp trở lên

• Perimeters: 4 vòng trở lên để vỏ cứng cáp và hạn chế rò nước

• Material: ASA/ABS cho base và cap/polemount, TPU (95A, có thể mềm hơn) cho gasket

Hướng dẫn

In base, cap và gasket

In base và cap/polemount bằng vật liệu chịu nhiệt, chịu UV và thời tiết (ví dụ ASA/ABS), còn gasket thì in bằng TPU (shore hardness 95A là mình dùng ổn).

Ép heat inserts

Dùng mỏ hàn làm nóng và ép M3 threaded inserts vào các lỗ trên solar node base. Cố gắng ép cho phẳng mặt nhất có thể; nếu phân vân thì ép sâu hơn một chút.

Làm sạch bề mặt tiếp xúc để kín nước

Gọt bỏ phần nhựa dư và làm phẳng bề mặt tiếp xúc. Mình dùng dao rọc giấy và đục, nhưng bạn có thể dùng giấy nhám mịn trên một mặt phẳng. Mục tiêu là loại bỏ các lỗi nhỏ để bề mặt mịn, giúp hạn chế bị rò nước. Bản đầu tiên của mình lỗ hơi nhỏ so với heat inserts nên nhựa bị trồi ra khá nhiều. Version 3 đã chỉnh kích thước tốt hơn và sẽ dễ làm hơn.

Sơn phủ (spray paint) vỏ và nắp

Bạn có thể xịt vài lớp sơn lên vỏ và nắp để tăng khả năng chống nước và hơi ẩm. Mình chưa làm. Có thể cần, có thể không. Cứ để thời gian trả lời... 🤷

Gắn đầu nối anten

Luồn đầu nối anten vào. Nhớ gắn o-ring đi kèm để bịt kín lỗ anten, tránh bị rò nước. Có thể bạn sẽ muốn thêm một ít silicone sealant? Siết ê-cu lục giác lớn ở phía ngoài lại, nhưng đừng siết quá tay kẻo nứt vỏ.

Hàn dây vào tấm pin mặt trời

Dùng mỏ hàn gắn hai sợi dây vào tấm pin. Cẩn thận đừng làm nóng tấm pin quá, dễ hư. Nên dùng dây phân màu (đỏ/đen) để sau này nhận biết cực tính.

Dán tấm pin lên vỏ

Lắp silicone sealant vào súng bơm keo. Đi một đường keo liền (continuous) quanh viền ngoài của tấm pin, nhưng đừng quá dày. Thêm một vòng nữa quanh khu vực pad hàn nơi bạn gắn dây. Phần còn lại đi vài đường keo nhỏ là được, đừng bơm quá tay. Luồn dây qua đúng lỗ vào, đặt tấm pin canh giữa trên vỏ. Ép tấm pin xuống trên bề mặt phẳng sạch để keo dàn đều. Canh lại vị trí rồi gạt bỏ keo thừa.

Sau đó, trám kín toàn bộ mép giữa tấm pin và vỏ để nước không lọt vào. Dùng bay miết silicone để gạt bớt phần dư và dùng ngón tay làm ướt miết phẳng lại.

Chờ keo khô vài tiếng rồi hãy làm tiếp. Nếu không sẽ rất lem nhem.

Lắp các linh kiện điện

⚠WARNING: KHÔNG lắp pin 18650 trước khi gắn anten và kiểm tra cực tính (polarity) ít nhất 2 lần. Làm sai có thể làm hư board!

Hàn một đầu JST vào cặp dây từ tấm pin. Mình cắt một sợi cáp làm sẵn đi kèm CN3791 làm đôi và lấy một nửa để nối với dây tấm pin. Dùng heatshrink nếu cần. Nhớ canh đúng cực tính. Nếu chưa chắc, bạn có thể cắm thử đầu JST vào CN3791 (không gắn tấm pin). Có thể bạn phải đổi vị trí chân điện bên trong đầu JST. Dùng kim/ghim nhỏ có thể giúp gỡ chân ra khỏi vỏ nhựa để đổi chỗ.

Hàn đầu JST thứ hai kèm dây vào board XIAO nRF. Pad hàn khá nhỏ và nằm ở mặt dưới của board trên (board có cổng USB-C). Kiểm tra cực tính đầu JST theo đúng socket trên board CN3791.

Hàn dây và thêm một đầu JST nữa vào khay pin. Tất cả cell phải được đấu song song. Như thường lệ, bước này nhớ kiểm tra lại cực tính.

Vặn anten vào trước để tránh “chiên” board khi cấp điện về sau.

Gắn cáp anten vào SX1262 rồi đặt khay pin và tất cả board vào trong vỏ. Nối dây đúng thứ tự (solar panel -> CN3791, CN3791 -> battery holder, CN3791 -> XIAO nRF). Canh bố trí cho gọn rồi chấm thêm keo nến để cố định linh kiện. Mình không dán chết khay pin trong hộp để còn tháo ra và lấy pin dễ hơn.

Kiểm tra các cell 18650 phải có cùng điện áp! Nếu không, dùng sạc phù hợp để cân/đầy pin cho tất cả cell. Đừng trộn các cell khác loại! Lắp từng cell một. Nhớ đúng cực!

Giờ bạn có thể flash firmware tùy chọn và cấu hình thiết bị.

Lắp gasket, cap/polemount và ốc

Xem lại gasket và gỡ các cục thừa/điểm lồi để bề mặt phẳng. Dùng bật lửa có thể giúp xử lý vài sợi nhựa kéo tơ (stringing) dư. Đặt gasket lên bề mặt tiếp xúc của vỏ.

Gắn cap hoặc polemount rồi lắp long đền và siết ốc. Cap dùng ốc M3x8mm, còn polemount cần ốc M3x10mm. Siết bằng tay cho chắc, nhưng đừng siết quá tay.

Chúc mừng

Bạn đã tự làm được một solar node nhỏ gọn của riêng mình. 👍

Thay đổi

• Version 0.1 (2025-12-07): Thiết kế ban đầu

• Version 0.2 (2025-12-09): Thay đổi một số kích thước (ví dụ phần khoét cho ê-cu lục giác của anten quá nhỏ, lỗ trên gasket và cap quá lớn)

• Version 0.3 (2025-12-14): Tăng kích thước lỗ cho heat inserts trên thân vỏ

• Version 0.4 (2026-01-03): Thêm polemount và cập nhật BOM/hướng dẫn tương ứng, các part v4 tương thích với v3 trước đó