SN1 Solar Node – บอร์ด ESP32-C3 พร้อมตัวเครื่องกันน้ำระดับ IP67 รองรับการชาร์จแบบโซล่าเซลล์ และเฟิร์มแวร์ ESPHome

SN1 Solar Node ซึ่งออกแบบโดย Granz Scientific LLC เป็นบอร์ดพัฒนา/โหนด IoT ที่ใช้ชิป ESP32-C3 ถูกออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับโปรเจกต์ IoT แบบ off-grid, มีบอร์ดพัฒนาประเภทนี้ที่เรากล่าวถึงอย่างเช่น Seeed Studio Wio Tracker หรือคอนโทรลเลอร์อุตสาหกรรมอย่าง DFRobot LoRaWAN Control Terminal จะเปิดโอกาสให้คุณจัดการระบบแบตเตอรี่และการป้องกันสภาพอากาศได้ด้วยตัวเอง ในอีกด้านหนึ่งก็มีผลิตภัณฑ์อย่าง SenseCAP Solar Node P1 ที่มาพร้อมระบบทุกอย่างแบบครบวงจรในตัว แต่มีข้อจำกัดคือไม่สามารถเพิ่มฮาร์ดแวร์แบบกำหนดเองได้

แต่ SN1 Solar Node แตกต่างออกไปโดยมาพร้อมคุณสมบัติเด่นคือ ตัวเครื่องระดับ IP67 rating ที่สามารถป้องกันฝุ่นและน้ำได้อย่างดี และมีแผงโซลาร์เซลล์ติดตั้งอยู่บนฝาครอบ, รองรับแบตเตอรี่ขนาด 18650, มีพื้นที่แบบ strip-board สำหรับการสร้างวงจรต้นแบบ (prototyping) เพื่อเพิ่มฮาร์ดแวร์ตามต้องการ นอกจากนี้ยังมีสวิตช์พลังงานอัจฉริยะที่ช่วยให้แบตเตอรี่ยังคงชาร์จจากแผงโซลาร์เซลล์ได้ แม้บอร์ดจะถูกปิดอยู่, ฟีเจอร์ตรวจสอบแรงดันแบตเตอรี่, การแยกขา GPIO ส่วนใหญ่ให้นำไปใช้งานได้สะดวก และจัมเปอร์เสริมสำหรับเปิดใช้งาน LED บนบอร์ดและเซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิ บอร์ดรองรับการใช้งานแบตเตอรี่ 18650 ได้ทั้งแบบก้อนเดียวหรือสองก้อน (โดยการใช้สองก้อนจะแลกกับพื้นที่ prototyping ที่ลดลง) และสามารถจ่ายไฟหรือชาร์จพลังงานได้ทั้งจากโซลาร์เซลล์หรือพอร์ต USB-C ด้วยคุณสมบัติเหล่านี้ SN1 Solar Node จึงเหมาะสำหรับงาน IoT ระยะไกล เช่น ระบบตรวจวัดสภาพแวดล้อม, เกษตรอัจฉริยะ และเครือข่ายเซ็นเซอร์แบบกระจาย

สเปคของ SN1 Solar Node:

โมดูลหลัก – ESP32-C3-WROOM-02U
- SoC – ชิป ESP32-C3 แบบ single-core RISC-V ความเร็ว 160 MHz รองรับ WiFi 2.4 GHz (WiFi 4) และ Bluetooth 5.0 LE
- หน่วยความจำ – QSPI Flash ขนาด 4MB (โดยทั่วไป)
- รองรับสายอากาศภายนอกผ่านคอนเนกเตอร์ U.FL
USB – พอร์ต USB-C สำหรับโปรแกรม จ่ายไฟ และชาร์จแบตเตอรี่
การขยาย
- GPIO header 16 พิน รองรับ UART, I2C, ไฟเลี้ยง และ I/O
- พื้นที่ strip-board สำหรับทำวงจรต้นแบบและเชื่อมต่อเซ็นเซอร์เพิ่มเติม
- จัมเปอร์ (J5, J6, J7) สำหรับเชื่อมต่อเทอร์มิสเตอร์ (TH1) บนบอร์ดและ LED แสดงสถานะ (LED1)
อื่น ๆ
- สวิตช์เปิด/ปิดแบบ SPDT
- LED บนบอร์ด
- เทอร์มิสเตอร์บนบอร์ด (TH1)
- LED แสดงสถานะ “CHRG” และ “DONE” (LED2, LED3)
- วงจรแบ่งแรงดันสำหรับวัดแรงดันแบตเตอรี่
ระบบพลังงาน
- รับไฟ 5V จากพอร์ต USB-C
- รองรับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน 18650 battery จำนวน 1 หรือ 2 ก้อน
- แผงโซลาร์เซลล์ติดตั้งอยู่บนฝาครอบ
- ใช้ชิป Texas Instruments TPS63802 สำหรับแปลงแรงดันเป็น +3.3V
- ใช้ชิป Consonance CN3163 สำหรับชาร์จพลังงานจากโซลาร์/แบตเตอรี่
- วงจรป้องกันแบตเตอรี่ ประกอบด้วยชิป DW01A แบบคู่ (U4, U5) ทำงานร่วมกับ MOSFET รุ่น FS8205A
ขนาด – ยังไม่ระบุ (TBD)
เคส – ตัวเครื่องกันน้ำระดับ IP67 rating

WiFi IoT Solar Node – รองรับแบตเตอรี่แบบก้อนเดียวและสองก้อนSN1 Solar Node มาพร้อมเฟิร์มแวร์ ESPHome ที่ถูกติดตั้งมาให้พร้อมใช้งานตั้งแต่แกะกล่อง (out of the box) โดยมีไฟล์ตั้งค่าแบบ YAML ให้ใช้งานได้ทันทีบน GitHub สำหรับการเชื่อมต่อกับ Home Assistant เนื่องจากบอร์ดนี้ใช้ชิป ESP32-C3 จึงรองรับทั้งเฟรมเวิร์กมาตรฐานของ Espressif อย่าง ESP-IDF และ Arduino Core อีกทั้งยังรองรับโหมดประหยัดพลังงาน (low-power modes) และสามารถเชื่อมต่อกับเซ็นเซอร์หรืออุปกรณ์ต่อพ่วงต่าง ๆ ได้ผ่านระบบซอฟต์แวร์ที่ได้รับความนิยมอย่างแพร่หลาย

SN1 Solar Node วางจำหน่ายแล้วบน บน Tindie ในราคา $49.99 (~1,600฿) โดยมีตัวเลือกทั้งแบบรองรับแบตเตอรี่ 18650 หนึ่งก้อนหรือสองก้อน ผู้พัฒนาได้ระบุว่า สินค้า ไม่รวมแบตเตอรี่ และรองรับเฉพาะแบตเตอรี่ 18650 battery แบบหัวนูน (button-top) เท่านั้น เนื่องจากแบตเตอรี่แบบหัวแบน (flat-top) จะไม่สามารถใช้งานกับที่ใส่แบตเตอรี่ที่ให้มาได้