L’automne touche à sa fin et l’hiver pointe le bout de son nez. Sous nos latitudes, cela signifie deux choses bien concrètes pour les répéteurs MeshCore installés sur les toits : beaucoup moins d’ensoleillement (soleil rasant, journées courtes, ciel couvert) et des températures négatives qui mettent à rude épreuve la chimie des batteries Li-Ion ou LiFePO4.

Si vous avez un relais autonome alimenté par un petit panneau solaire et une batterie, c’est le moment d’effectuer quelques manipulations logicielle et physique pour éviter qu’il ne se retrouve complètement à plat dès la mi-novembre.

Voici quelques conseils, expliqués pas à pas, sur le firmware officiel MeshCore (v1.05 > v1.18). Les commandes peuvent être envoyées en LoRa, depuis votre compagnon vers le répéteur via CLI.

Les étapes

Étape 1 : Couper le GPS

Si votre module embarque une puce GPS, c’est de loin le composant le plus gourmand de votre installation. Un récepteur GPS actif consomme entre 15 mA et 30 mA en continu, uniquement pour maintenir le verrouillage des satellites.

À quoi sert le GPS sur un répéteur fixe ?
Outre la transmission initiale de sa position géographique, le GPS délivre une référence temporelle ultra-précise qui sert à corriger la dérive naturelle de l’horloge interne (RTC) du microcontrôleur. Cependant, sur un répéteur de toiture parfaitement immobile, cette dérive horaire n’a aucun impact négatif sur le routage du réseau maillé MeshCore.

Garder le GPS allumé H24 en hiver est donc un vrai gaspillage énergétique.

Pour le désactiver :

gps off

Gain : Réduction immédiate et drastique de la consommation de base du nœud.

Étape 2 : Activer la gestion d’énergie native (Powersaving)

Présente sur la branche officielle du firmware MeshCore depuis la version v1.05 (et constamment affinée jusqu’à la v1.18), la commande powersaving bascule le microcontrôleur (ESP32 ou nRF52) en mode de veille basse consommation entre les différentes interruptions radio.

Pour l’activer :

powersaving on

Vous pouvez vérifier que le paramètre est bien pris en compte en tapant simplement powersaving dans le terminal. Le processeur s’endormira alors dès qu’il n’a pas de paquet radio à traiter, ramenant la consommation au repos à son strict minimum matériel.

Le powersaving plus en détail :

Lorsque le mode powersaving est activé, la carte ne reste plus en écoute radio continue mais adopte un fonctionnement cyclique intelligent :

1. Sommeil du microcontrôleur : Le processeur (nRF52 ou ESP32) se met en veille basse consommation (Deep Sleep / System Low Power) et ne s’éveille que sur interruption matérielle.
2. Détection d’activité canal (CAD) : La puce radio LoRa (ex. SX1262) s’éteint la majorité du temps. Toutes les quelques centaines de millisecondes, elle se réveille pendant une fraction de seconde pour effectuer un balayage ultracourt appelé CAD (Channel Activity Detection).
3. Accrochage du préambule : Lorsqu’un émetteur envoie un paquet réseau MeshCore, il précède ses données d’un préambule prolongé (une sorte de « toc-toc » radio). Si la radio du récepteur capte ce préambule lors de son bref balayage CAD, elle stoppe sa mise en veille et maintient l’étage RF éveillé.
4. Décodage du paquet : Le processeur est alors tiré de sa veille pour lire et décoder l’en-tête (header) puis la charge utile (payload) du message. Si le balayage CAD ne détecte aucun signal valide, la radio se rendort aussitôt sans dépenser d’énergie à décoder du bruit ambiant.

NB. : C’est à partir de la version v1.05 du firmware officiel MeshCore que la gestion globale du powersaving et la temporisation standardisée du préambule ont été unifiées dans le code source. Un message envoyé par un module exécutant un firmware plus ancien ne permettra pas un réveil de la puce radio LoRa à tous les coups.

Étape 3 : Le mode « Dernier Recours » (Si les étapes 1 et 2 ne suffisent pas)

Attention : Les réglages ci-dessous vont réduire de manière substantielle les performances de votre relais (portée et capacité de transmission). Ne les appliquez que si votre installation solaire est très sous-dimensionnée ou si votre nœud fait face à une période de mauvais temps prolongée.

• Réduire la puissance d’émission (TX) : Par défaut, le module émet à sa puissance maximale (22 dBm), générant des pics d’intensité importants lors de la transmission. En abaissant cette valeur, vous préservez la tension de la batterie :
  set tx 14 (ou set tx 12 pour un bridage plus sévère).
• Restreindre le temps de parole (Duty Cycle) : En Belgique/Europe (EU868), le duty cycle est configuré à 10 % par défaut. Si le relais se trouve sur une zone très passante et relaie énormément de trafic, vous pouvez brider temporairement son temps d’émission :
  set dutycycle 2 (limite l’émission à 2 % du temps).

L’optimisation physique sur le toit

Le logiciel ne fait pas tout : l’environnement physique sur le toit compte beaucoup dans la survie hivernale de votre installation.

• L’inclinaison du panneau solaire : En été, un panneau posé à 30° fonctionne très bien. En hiver, le soleil est bas sur l’horizon. Basculez votre panneau à une inclinaison de 60° à 65° orienté plein Sud. Cela maximise la capture des rayons rasants et permet au givre ou à la neige de glisser naturellement sans masquer les cellules photovoltaïques.
• L’isolation de la batterie : Une batterie Lithium perd entre 20 % et 30 % de sa capacité restituable dès que la température chute sous 0 °C. Si possible, isolez thermiquement le fond de votre boîtier étanche (mousse, néoprène) pour amortir les gelées nocturnes.

Mémo de printemps

Dès le mois de mars, avec l’allongement des journées et le retour de belles éclaircies, il sera temps de redonner sa pleine puissance à votre relais. Pensez à programmer un rappel pour réactiver vos options dans l’ordre inverse :

1. En mars : Réaugmentez la puissance d’émission (set tx 22) et remettez le duty cycle nominal (set dutycycle 10).
2. En avril : Réactivez le GPS (gps on) en tout dernier lieu, une fois certain que le gisement solaire quotidien est suffisant pour absorber ses 15 à 30 mA de consommation continue.

Avec ces quelques ajustements, vos nœuds de toiture devraient passer la saison froide sans sourciller et sans nécessiter d’intervention physique en urgence sur le toit sous la pluie !