Meshtastic ABM Node tối giản dùng hộp thuốc chống nước (Smoker's Section)

Sự tiến hoá của ABM -- Absolute Bare Minimum Node.

Node này dùng hộp đựng thuốc lá/bật lửa chống nước làm vỏ, kèm theo sled (khay) node in 3D và holster (ốp) cho hộp. Dán cả cụm hoàn chỉnh ra sau bất kỳ tấm pin năng lượng mặt trời kiểu “security camera” nào là bạn có một node siêu ổn định, kín đáo, đem đi gắn gần như ở đâu cũng được.

BOM:

1. Hộp đựng thuốc lá chống nước: https://www.aliexpress.com/item/1005006005718935.html

2. Antenna dạng lưỡi (blade) CDSNET. Coi chừng mấy antenna nhìn giống giống. Hãng này thường tune sẵn khá chuẩn: https://www.aliexpress.com/item/1005003292986302.html

3. RAK 19007/19003 với board 4631. Mình nghĩ cũng vừa với RAK 3400 1 watt nhưng bạn sẽ cần SMA pigtail dài hơn

4. SMA pigtail 10cm, loại dây nhỏ (skinny cable)

5. Dây nguồn cho pin RAK và solar. NHỚ KIỂM TRA ĐÚNG CỰC TÍNH TRƯỚC KHI CẤP ĐIỆN.

6. Module PCM pin loại rẻ để “bảo hiểm” (cho cell không có bảo vệ): https://www.aliexpress.com/item/32674039738.html

7. Pin 21700 5Ah

8. Dải nickel hàn pin 8mm

9. Tấm pin solar 5V loại cho security camera. Kiểm tra điện áp hở mạch (open circuit) của tấm pin dưới nắng gắt. RAK chỉ chịu an toàn tối đa 6.5V. Có kèm hướng dẫn nếu bạn lỡ mua tấm 7.5V.

Linh kiện tuỳ chọn:

1. Adjustable Buck Converter (nếu tấm pin của bạn open circuit > 6.5V). Buck converter rẻ nào cũng được, nhưng loại chỉnh được sẽ giúp lấy dòng tốt nhất bằng cách chỉnh về 6.5V: https://www.aliexpress.com/item/1005006351165221.html

2. Cảm biến điện áp/dòng INA219. Theo dõi điện vào/ra của nguồn: https://www.aliexpress.com/item/1005007533576335.html

3. RAK 1903 đo nhiệt độ/độ ẩm hoặc cảm biến BME680 để theo dõi độ ẩm. Rất nên có nếu bạn ở khu vực ẩm.

4. SD05CRMA MPPT solar charge controller. Tăng hiệu suất sạc: https://www.aliexpress.com/item/1005007549860340.html

5. Board PCM của Voltaic Enclosures. Giờ không còn “bắt buộc” nữa nhưng là lớp bảo hiểm tốt ở chỗ hay âm u nhiều mây: Li-ion Battery Protection Modules (PCM) and Cables - 2.9v (3v) Over Discharge Cutoff - for Lithium Ion Cell - Etsy Canada

6. Vent GORE “nhái”. M5x0.8-7: https://www.aliexpress.com/item/1005006370919409.html

Hướng dẫn

Hướng dẫn này dành cho cấu hình tối giản (bare bones). Có sẵn sled cho pin 20750 loại protected và bản “full meal deal” với vị trí gắn tất cả linh kiện tuỳ chọn.

Node Carrier Sled

1. In file Panel Back Case. Không cần support, nozzle 0.4mm, layer height 0.2mm tiêu chuẩn. Giảm tốc độ in để tránh VFAs nếu bạn quan tâm.

2. In Node Carrier sled theo lựa chọn của bạn

3. Lắp ráp và test board RAK cùng các sensor

4. Cắt bỏ phần chân thừa nhô ra của connector pin và solar ở mặt dưới board.

5. Dùng dao rọc giấy/dao hobby làm sạch 2 khe (slits) ở hai đầu phần giữ pin. Có thể in ra đã sạch, nhưng ngay cả trên Bambu P1S mình vẫn phải nạo nhẹ để luồn dải nickel cho lọt.

6. Cắt 2 đoạn dải nickel, mỗi đoạn khoảng 1 inch. Lát nữa sẽ tỉa cho vừa.

7. Dùng tua vít mỏng làm khuôn, bẻ dải nickel thành hình chữ U

8. Nhẹ tay đẩy 2 dải nickel hình U từ phía trong xuyên qua khe ở hai đầu khay pin.

9. Gập hai đầu lại và tỉa sao cho chừa đủ chỗ để hàn

10. Hàn dây ngắn vào pad B+ và B- trên board PCM để board có thể nằm ở hông khay pin. Canh đúng cực tính. Bên trong hộp pin có in dấu + và -. Dấu + nằm ở đáy sled; đối diện cổng USB của RAK.

11. Bắt ốc cố định RAK bằng ốc đi kèm RAK, hoặc tốt hơn là dùng vít gỗ M2.6 6mm.

12. Đo và cắt dây pin RAK sao cho dây có thể đi ra ở một đầu board PCM. Hàn dây B- vào dải nickel phía -. Dây dương để đó, chưa hàn.

13. Luồn ống co nhiệt (heat shrink) bọc qua board PCM rồi khò cho co lại.

14. Hàn dây B+ của PCM vào dải nickel phía +

15. Kiểm tra cực tính bằng đồng hồ (multimeter)! Kiểm tra lại lần nữa xem dây đã nằm đúng bên trong đầu PH 2.0 chưa. Cần thì đổi dây.

16. Cắm dây sạc solar vào cổng solar. NHỚ KIỂM TRA CỰC TÍNH.

17. Lắp pin đúng chiều. Cực + của pin đối diện cổng USB. Khá khít, bạn cần đặt pin nằm phẳng trên bàn rồi đẩy khay xuống thẳng, nhẹ nhàng.

18. Nối dây cổng solar vào bộ nguồn phù hợp và kiểm tra xem có đang sạc pin không.

Bổ sung về tấm pin

Nếu bạn gặp tấm pin mà đo trực tiếp hai dây trần dưới nắng gắt ra hơn 6.5V, bạn cần hạ áp cho RAK hoặc dùng board sạc SD05CRMA. Với buck converter, hàn dây cổng solar vào đúng terminal và dùng băng keo 2 mặt Gorilla để dán board buck xuống sled bên dưới RAK.

Lắp ráp hoàn thiện

1. Lấy hộp thuốc và tháo phần bật lửa ở nắp ra.

2. Đánh dấu trên nắp, ở phía đối diện chốt gài. Đo đúng 5mm tính từ gờ (ridge).

3. Dùng mũi khoan 1/16" khoan lỗ mồi cho connector SMA tại vị trí này.

4. Tiếp tục khoan từ từ với mũi lớn dần cho tới khi đạt lỗ 1/4". Làm chậm thôi vì nhựa mềm.

5. Nếu dùng vent, khoan một lỗ ở mặt trước của nắp, cách mép trên khoảng 15mm. Làm y như trên: bắt đầu 1/16" rồi tăng dần đến 7/32". Nếu có taro M5x1 thì có thể taro ren cho vent, nhưng vụ này chỉ dành cho mấy anh em mesher “khó tính” thôi.

6. Luồn SMA pigtail vào gần hết lỗ 1/4". Dừng lại.

7. Bạn cần chắc chắn dây không bị căng khi gắn node. Trượt node carrier vào trong hộp với phía pin nằm đối diện bản lề.

8. Canh góc xoay tốt nhất của connector SMA để giảm căng nhất cho connector IPEX. Bạn muốn dây và đầu IPEX uốn thành hình chữ U đẹp hướng về đáy hộp khi đóng nắp.

9. Trét keo hoặc epoxy quanh chân connector SMA ở mặt trong. Mình thích Gorilla Glue trong vì nó hơi dẻo.

10. Đẩy connector SMA xuyên ra ngoài hết cỡ. Bôi thêm keo/epoxy quanh chân connector phía ngoài. Cẩn thận đừng để dính lên mặt trên của connector.

11. Dùng kìm mũi nhọn kẹp con ê-cu lục giác ở mặt trong và lắp phần đai ốc khoá ở mặt ngoài connector SMA. Dùng tuýp sâu 5/8 gắn vào tua vít để siết đai ốc, đồng thời dùng kìm giữ để không bị xoay lệch hướng connector SMA. Bước này rất quan trọng để ra kết quả đẹp.

12. Lắp vent bằng đúng loại keo/epoxy bạn dùng cho SMA.

13. Để hộp qua một bên cho khô/đóng rắn.

14. Khi keo/epoxy của SMA và vent đã khô/đóng rắn hoàn toàn thì làm tiếp.

15. Lấy Panel Back Case và dán epoxy nó vào mặt sau tấm pin solar. Dùng epoxy, đừng dùng keo thường. Mình thích JB Weld trong.

16. Chừa khoảng hở đủ để antenna không bị cấn vào hông. Đừng lo nếu lưng tấm pin bị cong, epoxy sẽ “ôm” được hết nếu bạn dùng đủ lượng.

17. Kẹp nhẹ tấm pin và Back Case lại với nhau. Nếu không kẹp, cái case có thể trượt và bị lệch.

18. Để yên cho đóng rắn.

19. Khi đã cứng, bạn có thể nhét node (trong hộp thuốc) vào Panel Back Case.

20. Giờ là lúc cắt chỉnh và đi dây nguồn từ tấm pin.

21. Cắt bỏ đầu USB-C đó đi. Không cần nữa.

22. Chừa dây dư nhiều một chút để vẫn mở nắp hộp được.

23. Phía trên cạnh có chốt gài (latch side) của hộp, khoan lỗ mồi 1/16".

24. Tiếp tục khoan tăng dần kích thước và thường xuyên thử luồn dây vào lỗ. Bạn cần lỗ khít nhất có thể với dây. Mỗi tấm pin dây to nhỏ khác nhau nên kiểm tra liên tục.

25. Khi lỗ đạt kích thước phù hợp, luồn dây tấm pin xuyên qua.

26. Canh lượng dây dư cần thiết để bạn mở nắp dễ dàng mà không làm căng điểm dây đi vào nắp.

27. Cắt dây phía trong nắp, chừa đủ để tuốt lớp vỏ ngoài và tuốt đủ phần dây + và - để hàn vào connector cổng solar hoặc hàn vào buck converter.

28. DỪNG

29. Dùng multimeter kiểm tra lại cực tính của tấm pin. Đừng mặc định dây đỏ là +. Nhiều tấm rẻ tiền bị đấu ngược.

30. Khi đã xác nhận đúng cực tính từ tấm pin, hàn dây vào connector sạc solar hoặc buck converter.

31. Xong rồi đó. Bắt cái ngàm/pát gắn (panel mount) đi kèm tấm pin và đem node đi gắn thôi.

Hoặc bạn sơn camo như mình làm để có “tree node” tàng hình đúng bài.

Nhớ quay (microwave) mấy gói hút ẩm rồi bỏ vô trong cho khô ráo. Và bôi mỡ máy in (printer grease) quanh nắp/gioăng để tăng chống nước.

Chúc anh em mesh vui vẻ!