Hộp chống nước dùng năng lượng mặt trời cho LoRA Node

Đây là mẫu hộp 3D in hoàn toàn mà mình hay dùng để làm các nút Meshtastic chạy năng lượng mặt trời. Thiết kế này có sẵn chỗ để dán trực tiếp tấm pin năng lượng mặt trời lên nắp. Ngoài ra, mình còn làm thêm một cái giá đỡ rời để bạn có thể bắt vít lên tường rồi trượt hộp vào, rất tiện khi cần tháo lắp.

Mình đã có hai nút hoạt động liên tục hơn 12 tháng ngoài trời, dầm mưa và phơi nắng trực tiếp với đúng thiết kế này mà vẫn ổn định.

Để làm cho hộp này 'chống nước', bạn cần lưu ý vài bước:

• Dán tấm pin năng lượng mặt trời bằng silicone, keo trám, gioăng cao su hoặc bất kỳ loại keo chống nước nào bạn có.
• Lắp thêm gioăng cao su vào rãnh đã thiết kế (hoặc dùng thêm silicone nếu bạn xác định không bao giờ cần mở ra nữa...)
• Bôi thêm một ít silicone hoặc cao su quanh đầu nối SMA trước khi gắn vào.
• (Tùy chọn) Phủ một lớp sơn bóng PVA lên trước khi dán tấm pin năng lượng mặt trời.

Thiết kế này có sẵn vị trí lắp cho bo mạch Heltec T114, hai viên pin 18650, module sạc MPPT, đầu nối SMA và một nút bấm 12mm (hoặc khóa công tắc).

Đây là thiết kế THAM SỐ (PARAMETRIC), bạn có thể thay đổi thông số trong file gốc Fusion360 để tùy chỉnh kích thước hộp cho phù hợp với tấm pin mặt trời của riêng mình. Trong Fusion, bạn vào Modify > Change Parameters để thay đổi các giá trị. Sau đó vào Utilities > Export, chọn định dạng .3mf, chọn từng phần muốn xuất và lưu lại.

Mặc dù là hộp chống nước, nhưng bạn vẫn nên khoan một lỗ nhỏ ở phía đáy. Ngay cả các vỏ chống nước chuyên dụng cũng dễ bị ngưng tụ hơi nước bên trong do chu kỳ nóng/lạnh làm không khí co giãn và hơi ẩm len lỏi qua. Việc khoan một lỗ nhỏ ở mặt dưới, nơi nước không thể trực tiếp rơi vào, sẽ giúp giảm thiểu độ ẩm bên trong.

Về kích thước tấm pin mặt trời: Mình đang chạy các nút Meshtastic dùng board Heltec T114 (nrf52840) ở chế độ Client chỉ với tấm pin nhỏ 73x133mm và một viên pin 3500mAh mà không gặp vấn đề gì. Với các node ESP32 hoặc ứng dụng khác, bạn nên dùng tấm pin lớn hơn nhé.

Hướng dẫn in:

• Không cần hỗ trợ (supports) vì nắp đã tích hợp sẵn.
• Nên in với 3-4 lớp vỏ (perimeters) và 3-4 lớp trên/dưới để đảm bảo chống nước tốt hơn.
• Phần nắp đã có hỗ trợ tích hợp rất dễ gỡ, chỉ là một đường mảnh thôi. Bạn hãy đảm bảo máy in có hệ thống làm mát tốt nhé. Nên in mặt úp tấm pin mặt trời xuống bàn in.

Linh kiện cần thiết:

Ống cao su dày 2.5mm (mình hay dùng loại này: https://aliexpress.com/item/1005007248132438.html)

1 tấm pin năng lượng mặt trời (mặc định 73x133mm, có thể đổi trong file gốc). Mình dùng loại 6V 210mA (https://aliexpress.com/item/1005008076138305.html)

4 ốc vít M4 + ốc cấy nhiệt (heat-set inserts)