MASN V2.0: el nodo solar para Meshtastic ahora es más resistente
MASN V2.0 es una evolución de la PCB MASN original, desarrollada para mejorar la fiabilidad del nodo solar Meshtastic en instalaciones reales y prolongadas en exterior.
La primera versión del proyecto estaba orientada a simplificar el montaje de un nodo solar autónomo, reduciendo el cableado, integrando los módulos principales en una única PCB y utilizando componentes fáciles de soldar. Esa versión sigue siendo válida y continúa siendo la opción más recomendable para usuarios que buscan un montaje sencillo basado principalmente en componentes THT.
La versión 2.0 mantiene la misma filosofía general del proyecto, pero incorpora dos mejoras importantes: la lectura del nivel de batería desde Meshtastic y un sistema de supervisión de voltaje para mejorar el comportamiento del nodo cuando la batería se agota por completo.
Estas mejoras responden a problemas detectados durante el uso real de la placa en nodos solares autónomos. En particular, se ha trabajado sobre el comportamiento del sistema cuando la batería queda protegida por la BMS y el panel solar comienza a entregar tensión de forma progresiva al recibir las primeras horas de luz.
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A diferencia de la versión anterior, MASN V2.0 incorpora algunos componentes SMD. Esto permite añadir nuevas funciones sin aumentar de forma significativa el tamaño de la PCB, aunque también implica una mayor dificultad de montaje.
Por este motivo, MASN V1 sigue siendo la versión más sencilla para iniciarse en el proyecto, mientras que MASN V2.0 está orientada a quienes buscan una placa más completa, más resiliente y mejor preparada para instalaciones remotas o de difícil acceso.
Cambios respecto a MASN V1
A nivel de diseño, MASN V2.0 conserva la estructura general de la placa original, pero añade una pequeña etapa electrónica destinada a mejorar el control de alimentación del nodo.
La principal diferencia práctica está en que la nueva versión ya no depende únicamente del comportamiento del microcontrolador y de la BMS de la batería durante situaciones de baja tensión. La placa incorpora componentes adicionales para gestionar mejor esos estados y evitar arranques incompletos.
También se ha añadido la circuitería necesaria para que el voltaje de la batería pueda ser leído directamente por el NRF52. De esta forma, la app de Meshtastic puede mostrar el estado de batería del nodo en la lista de dispositivos.
| Aspecto | MASN V1 | MASN V2.0 |
|---|---|---|
| Montaje | Componentes THT | THT + SMD |
| Dificultad | Más sencilla | Moderada |
| Lectura de batería en Meshtastic | No disponible de forma directa | Añadida mediante divisor de tensión |
| Protección frente a baja tensión | Dependiente del comportamiento del sistema | Añadida mediante supervisor de voltaje |
| Uso recomendado | Primer montaje, aprendizaje, pruebas | Instalaciones exteriores o remotas |
Lectura del nivel de batería en Meshtastic
Una de las mejoras incorporadas en MASN V2.0 es la lectura del voltaje de batería desde el microcontrolador NRF52.
Para ello se ha añadido un divisor de tensión conectado a una entrada analógica del microcontrolador. Este circuito adapta el voltaje de la batería a un rango seguro para el NRF52, permitiendo que Meshtastic pueda interpretar ese valor como información de batería del nodo.
Esta mejora no sustituye a la telemetría proporcionada por el INA3221. El INA3221 sigue siendo útil para consultar tensiones y corrientes en distintas partes del sistema, como el panel solar, la salida del cargador MPPT o el consumo del nodo.
La diferencia principal es de integración dentro de Meshtastic. Con MASN V2.0, el nivel de batería puede mostrarse en el listado general de nodos de la aplicación, junto al resto de dispositivos de la red.
Esto facilita comprobar de un vistazo el estado del nodo, especialmente cuando está instalado en una ubicación exterior o de difícil acceso. No añade una medición completamente nueva al sistema, pero sí hace que la información de batería sea más visible y más cómoda de consultar desde la interfaz habitual de Meshtastic.
Supervisor de voltaje y recuperación tras descarga completa
Durante las pruebas y el uso de MASN V1 se detectó un comportamiento concreto en algunos nodos alimentados por batería y panel solar.
Cuando la batería se descargaba por completo, la BMS cortaba la salida para protegerla. En ese estado, el nodo se apagaba correctamente. El problema podía aparecer después, cuando el panel solar empezaba a recibir luz y generaba una tensión inicial todavía insuficiente para alimentar el sistema de forma estable.
En esas condiciones, el NRF52 podía intentar arrancar antes de que la alimentación fuese adecuada. Ese arranque incompleto podía dejar el microcontrolador en un estado inestable, conocido como brownout, del que no siempre se recuperaba sin un reinicio manual.
MASN V2.0 incorpora un supervisor de voltaje para evitar este escenario.
Su función es mantener el sistema desconectado mientras la tensión no alcanza un valor seguro. Cuando la alimentación vuelve a estar dentro del rango adecuado, el nodo puede iniciar el arranque de forma limpia.
Esta modificación mejora especialmente el comportamiento del nodo en ciclos reales de carga solar, donde la tensión no aparece de forma instantánea, sino de manera progresiva según la luz disponible, la orientación del panel, el estado de la batería y las condiciones ambientales.
El objetivo de esta mejora es reducir la posibilidad de que un nodo remoto quede bloqueado tras una descarga profunda de la batería.
Variantes disponibles de MASN V2.0
MASN V2.0 está disponible en dos variantes, según el módulo de radio LoRa utilizado.
| Variante de PCB | Módulo LoRa |
|---|---|
| MASN Core1262 V2.0 | Waveshare Core1262 HF |
| MASN HT-RA62 V2.0 | HT-RA62 |
Ambas variantes incorporan las mismas mejoras de MASN V2.0. La diferencia está en el formato y patillaje del módulo LoRa, por lo que es importante elegir la PCB correspondiente antes de pedirla.
Consideraciones de montaje
MASN V2.0 mantiene un montaje similar al de la versión anterior en la mayoría de componentes principales. Los módulos, conectores, pulsadores e interruptores siguen colocándose de forma directa sobre la PCB.
La diferencia principal está en la incorporación de varios componentes SMD asociados a las nuevas funciones de lectura de batería y supervisión de voltaje. Estos componentes deben soldarse con más precisión que los elementos THT habituales.
Para montar esta versión se recomienda disponer de:
| Herramienta | Uso recomendado |
|---|---|
| Soldador con punta fina | Soldadura de componentes pequeños |
| Flux | Mejora la calidad de la soldadura SMD |
| Pinzas de precisión | Colocación de resistencias, condensadores y supervisor |
| Lupa o microscopio sencillo | Revisión visual de soldaduras |
| Multímetro | Comprobación de continuidad y tensiones antes de alimentar |
Antes de conectar batería o panel solar, conviene revisar todas las soldaduras SMD y comprobar que no existan puentes entre pads cercanos. También es recomendable verificar continuidad en las líneas principales de alimentación.
El montaje no requiere equipamiento avanzado, pero sí más atención que MASN V1. Por ese motivo, esta versión es más adecuada para usuarios que ya tengan cierta experiencia soldando o que puedan contar con ayuda durante el montaje.
Si no quieres soldar los componentes SMD manualmente, puedes valorar pedir la PCB con esos componentes ya montados por el fabricante. Esta opción simplifica el montaje, aunque aumenta el coste final del pedido.
Lista de materiales (BOM)
La electrónica de MASN V2.0 se construye a partir de una serie de módulos y componentes que se detallan a continuación.
Como algunos enlaces de compra pueden dejar de funcionar con el tiempo, se incluyen también fotos de referencia de cada componente. De esta forma será más fácil identificarlos y buscarlos en otros vendedores si fuera necesario.
Puedes montar la PCB en cualquier caja estanca compatible con el tamaño de la placa, la batería y el panel solar que vayas a utilizar.
Componentes MASN V2.0 para el módulo Core1262
| Parte | Cant. | Costo | Origen | Notas |
|---|---|---|---|---|
| MASN V2.0 PCB para Core1262 | 1 | 5€ | Descargar | |
| Módulo LoRa Waveshare Core1262 HF | 1 | 8,79€ | Aliexpress | Elegir versión 868 MHz si estás en Europa |
Componentes MASN V2.0 para el módulo HT-RA62
| Parte | Cant. | Costo | Origen | Notas |
|---|---|---|---|---|
| MASN V2.0 PCB para HT-RA62 | 1 | 5€ | Descargar | |
| Módulo LoRa HT-RA62 | 1 | 5,29€ | Aliexpress |
Componentes comunes a las dos variantes
| Ref | Parte | Cant. | Costo | Origen | Notas |
|---|---|---|---|---|---|
| NiceNano (NRF52840) | 1 | 3€ | Aliexpress | Compra la PCB roja | |
| Cable antena UFL to SMA | 1 | 2€ | Aliexpress | Elegir versión hembra de 15cm | |
| Antena GrandWisdom 868 MHz | 1 | 3,40€ | Aliexpress | Conector antena SMA macho | |
| Panel solar 5V | 1 | 6,89€ | Aliexpress | Dice que es de 35W pero no es real | |
| Cargador MPPT CN3791 | 1 | 2,20€ | Aliexpress | Elige la versión de 6V | |
| Sensor corriente INA 3221 | 1 | 1,72€ | Aliexpress | Compra el violeta no el negro | |
| Sensor temperatura/humedad BMP280 | 1 | 0,94€ | Aliexpress | Compra la versión de 6 pines y 3,3V | |
| Batería lipo (Ion Litio) 4400mAh / 3.7V | 1 | 10€ | Aliexpress | Con conector PH2.0 y BMS (Battery Management System) | |
| Tiras de 40 pines rectos 2,54mm | 2 | 1,4€ | Aliexpress | ||
| Tiras de 40 pines a 90º 2,54mm | 1 | 1,56€ | Aliexpress | ||
| Conector para batería 2P, JST PHx2.0mm | 1 | 1,62€ | Aliexpress | ||
| Switches SS12D10 | 2 | 0,99€ | Aliexpress | ||
| Conectores de tornillo para batería/panel solar 2P | 2 | 1,80€ | Aliexpress | ||
| R1, R2 | Resistencia SMD 1 MΩ – 1206 | 2 | 4,59€ | Aliexpress | Compra el pack 1206 (vienen varios valores) |
| U4 | Supervisor de voltaje SMD MCP1321T-29LE/OT – SOT+23 | 1 | 0,85€ | TME | |
| C1 | Condensador SMD 100nF – 1206 | 1 | 4,59€ | Aliexpress | Compra el pack 1206 (vienen varios valores) |
| R4 | Resistencia SMD 680kΩ – 1206 | 1 | 0 | Aliexpress | Ya vienen en el pack anterior |
| R3 | Resistencia SMD 200Ω – 1206 | 1 | 0 | Aliexpress | Ya vienen en el pack anterior |
| Q1 | Transistor SMD AO3407A – SOT+23 | 1 | 0,85€ | TME | Viene un paquete de 5 unidades |
Diagramas esquemáticos y archivos
A continuación se incluyen los esquemáticos y archivos de fabricación de MASN V2.0.
La placa está disponible en dos variantes, según el módulo LoRa utilizado. Antes de pedir la PCB, revisa que estás descargando los archivos correspondientes al módulo que vas a montar.
Referencias de componentes SMD
Los componentes SMD añadidos en MASN V2.0 son: R1 = 1 MΩ, R2 = 1 MΩ, R3 = 200 Ω, R4 = 680 kΩ, Q1 = AO3407A, C1 = 100 nF y U4 = MCP1321T-29LE/OT.
Antes de fabricar o ensamblar la placa, revisa siempre estos valores junto con el esquemático correspondiente.
Dimensiones y montaje
- Tamaño de la PCB: 63,4mm x 96,9mm
- Agujeros de fijación: 56,7mm x 90mm
Diagrama esquemático MASN V2.0 para Core1262
Diagrama esquemático MASN V2.0 para HT-RA62
Pedir PCBs MASN V2.0
Puedes pedir las PCBs directamente en pcbway.com, que colabora con el proyecto proporcionando placas para las iteraciones de prototipado.
PCBWay permite subir los archivos Gerber, revisar la previsualización de la placa y fabricar las PCBs sin necesidad de modificar parámetros avanzados. Para este proyecto, los ajustes por defecto suelen ser suficientes.
En el siguiente vídeo se muestra el proceso completo para pedir las PCBs de MASN V2.0 en PCBWay.
Además de pedir únicamente la PCB, también es posible solicitar el montaje de los componentes SMD directamente al fabricante.
Esta opción puede ser útil si no tienes experiencia soldando SMD o si quieres montar varias placas con mayor comodidad. En ese caso, el fabricante se encarga de soldar los componentes indicados durante el proceso de fabricación.
Hay que tener en cuenta que esta opción incrementa el precio final del pedido. Además del coste de la PCB, se añaden los componentes, el servicio de montaje y, en algunos casos, costes adicionales de preparación.
Para solicitar este tipo de montaje normalmente es necesario aportar archivos adicionales, como la lista de materiales específica para ensamblaje y el archivo de posición de componentes. Por ese motivo, revisa que estás usando los archivos correspondientes a MASN V2.0 y a la variante correcta de la placa.
Pruebas realizadas
Para validar MASN V2.0 se realizaron pruebas centradas en el comportamiento de alimentación del nodo. El objetivo principal fue comprobar que la placa respondía correctamente ante situaciones de baja tensión, cortes de batería y recuperación progresiva desde el panel solar.
Las pruebas se realizaron con una fuente de laboratorio, simulando distintos niveles de tensión de entrada y observando el arranque del sistema en condiciones controladas.
Escenarios probados
| Prueba | Objetivo |
|---|---|
| Alimentación normal desde batería | Comprobar el funcionamiento general del nodo |
| Descarga completa y corte por BMS | Verificar el apagado del sistema |
| Recuperación con tensión progresiva | Comprobar el comportamiento durante el arranque |
| Activación del supervisor de voltaje | Validar que el nodo no inicia hasta tener una tensión adecuada |
| Lectura de batería | Confirmar que Meshtastic recibe el valor esperado |
| Funcionamiento con panel solar | Revisar el comportamiento del sistema en condiciones reales de carga |
Fotos del prototipo y de algunas pruebas
Montaje, firmware y configuración
El proceso general de montaje y configuración de MASN V2.0 es el mismo que en MASN V1. La instalación del firmware, la configuración inicial de Meshtastic, la preparación de la caja y los ajustes básicos de telemetría pueden seguirse desde el artículo original.
Para esta versión, el orden recomendado de trabajo es el siguiente:
- Soldar primero los componentes SMD de la PCB
- Revisar continuidad y posibles puentes de soldadura
- Comprobar el bootloader del NiceNano / NRF52840
- Instalar el firmware de Meshtastic antes del montaje definitivo
- Soldar los módulos principales y conectores
- Conectar la antena antes de alimentar el nodo
- Alimentar inicialmente con batería y comprobar el arranque
- Configurar región, nombre del nodo y telemetría desde la app Meshtastic
- Configurar el factor del divisor de tensión en la app de Meshtastic
- Verificar la lectura de batería en la aplicación
A la hora de descargar e instalar el firmware de Meshtastic se debe seleccionar el dispositivo NRF52 Pro-micro DIY, igual que en la versión anterior. Después de instalar el firmware, conviene activar la telemetría correspondiente para poder visualizar los datos del nodo desde la aplicación.
Antes de cerrar la caja (si es que usas una), es recomendable realizar una prueba completa con batería, panel solar y antena conectados. También conviene comprobar que la lectura de batería aparece correctamente en Meshtastic y que el nodo sigue siendo accesible por Bluetooth o mediante administración remota.
Qué placa montar ¿V1 o V2?
La elección depende principalmente de dos factores: la dificultad de montaje asumible y el módulo LoRa disponible.
| Caso | Opción recomendada |
|---|---|
| Primer montaje de MASN | MASN V1 |
| Usuario sin experiencia soldando SMD | MASN V1 |
| Nodo para pruebas o aprendizaje | MASN V1 |
| Usuario con experiencia soldando SMD | MASN V2.0 |
| Nodo exterior de larga duración | MASN V2.0 |
| Nodo instalado en una ubicación poco accesible | MASN V2.0 |
MASN V1 sigue siendo la opción más sencilla para empezar. Su montaje es más directo y requiere menos precisión durante la soldadura.
MASN V2.0 es más adecuada cuando se busca una placa preparada para instalaciones más exigentes, especialmente si el nodo va a depender únicamente de batería y panel solar durante largos periodos.
La elección de la variante debe hacerse en función del módulo LoRa que se vaya a utilizar. No conviene pedir la PCB antes de tener claro este punto.
Seguridad y avisos importantes
Antes de alimentar el nodo, revisa cuidadosamente el montaje. Una soldadura incorrecta, una polaridad invertida o una antena desconectada pueden dañar componentes.
Antena
⚠️ Nunca enciendas el nodo sin antena conectada. Puedes quemar el módulo LoRa.
Alimentación
⚠️ No alimentes por USB y solar/batería a la vez. Puedes dañar el USB del ordenador.
Polaridad
⚠️ Comprueba siempre la polaridad antes de conectar batería o panel solar. Revisa con multímetro antes del primer encendido.
Componentes SMD
⚠️ Después de soldar los componentes SMD, revisa que no existan puentes entre pads. Una inspección visual con lupa y una prueba básica de continuidad pueden evitar fallos difíciles de localizar más adelante.
Batería
⚠️ Utiliza baterías LiPo o Ion Litio con BMS integrada. No uses baterías dañadas, hinchadas o sin protección. La caja debe permitir una instalación segura, evitando presión mecánica sobre la batería y exposición directa a temperaturas excesivas.
Normativa de radio
⚠️ Configura Meshtastic según la región donde vaya a funcionar el nodo. En Europa corresponde utilizar la banda EU868 y respetar los límites de potencia aplicables. También conviene tener en cuenta la ganancia de la antena, ya que afecta a la potencia radiada efectiva.
Agradecimientos
El desarrollo de MASN V2.0 ha sido posible gracias a la colaboración y ayuda de varias personas y comunidades.
Un agradecimiento especial a Andrés, de Bricolabs, por prestarme una fuente de laboratorio para realizar las pruebas de alimentación del prototipo. Esta herramienta permitió simular distintos escenarios de tensión, comprobar el comportamiento del nodo durante arranques inestables y validar los cambios incorporados en esta versión.
También quiero agradecer a Bricolabs como comunidad, por el apoyo, las conversaciones técnicas y el entorno colaborativo que facilita que proyectos como este puedan probarse, mejorarse y compartirse.
Gracias también a TC Robotics, por la masterclass sobre LoRa y por ayudarme a comprender mejor el funcionamiento del protocolo. Ese conocimiento ha sido muy útil para tomar mejores decisiones durante el desarrollo del proyecto.
Por último, un agradecimiento adicional a PCBWay, que colabora con MASN proporcionando PCBs para las iteraciones de prototipado. Esto ha permitido fabricar y probar nuevas revisiones de la placa con mayor agilidad durante el desarrollo de MASN V2.0.
Licencia: CERN OHL-S v2
MASN es un proyecto de hardware libre y abierto, licenciado bajo la CERN Open Hardware Licence versión 2 – Strongly Reciprocal (CERN OHL-S v2).
Esto significa que puedes usar, fabricar, modificar y compartir este diseño libremente, incluso con fines comerciales, siempre que mantengas la misma licencia y publiques las modificaciones que hagas.
El objetivo es garantizar que el conocimiento y las mejoras sigan siendo accesibles para toda la comunidad, fomentando un ecosistema abierto, colaborativo y transparente.
Disclaimer
Este proyecto se comparte tal cual, sin garantía de funcionamiento en todos los escenarios posibles.
Cada persona es responsable del montaje, instalación y uso de su propio nodo. Antes de desplegarlo en exterior, conviene revisar cuidadosamente las soldaduras, la polaridad de las conexiones, el estado de la batería, la estanqueidad de la caja y la correcta fijación de la antena.
El uso de equipos de radio debe cumplir la normativa aplicable en cada país o región. La frecuencia, la potencia de transmisión y la ganancia de la antena deben configurarse de acuerdo con los límites legales correspondientes.
También es responsabilidad del usuario verificar que la instalación sea segura desde el punto de vista eléctrico y mecánico, especialmente si el nodo se coloca en tejados, mástiles, ubicaciones expuestas al sol o zonas de difícil acceso.
