El salto del cajón al tejado

Un nodo de sobremesa es fácil. Un nodo que aguanta meses colgado de un tejado, expuesto al sol, la lluvia, el hielo y la condensación, ya no lo es tanto. Aquí es donde más nodos mueren: agua dentro de la carcasa, batería que no aguanta un día nublado, antena que se corroe. Este artículo es la receta para montar un nodo outdoor que no tengas que bajar cada dos semanas, con dimensionado solar real y lista de materiales.

La carcasa: estanca de verdad

El cuerpo del nodo es lo primero. Busca una caja estanca con grado de protección IP65 o superior. El código IP (Ingress Protection) lleva dos cifras: la primera es la protección contra sólidos y polvo, la segunda contra agua. IP65 significa estanco al polvo y resistente a chorros de agua; IP68, además, aguanta inmersión. El material importa para la intemperie:

• ASA: plástico resistente a los rayos UV (los del sol, que con el tiempo amarillean y agrietan los plásticos comunes), ideal si imprimes la carcasa en 3D (el módulo 1 cubre esa impresión). El PLA no vale para exterior: el sol lo degrada y se deforma con el calor.
• Policarbonato / ABS: cajas comerciales de instalación eléctrica, baratas y fiables.

El punto crítico no es la caja, son las entradas:

• Pasacables (prensaestopas) IP68 para el cable del panel solar o de alimentación. El prensaestopas es el racor roscado que comprime una junta de goma alrededor del cable al apretarlo, cerrando el paso al agua.
• Conector SMA externo estanco para sacar la antena fuera de la caja, con su junta tórica (el anillo de goma en forma de O que sella la unión al comprimirse). Saca la antena al exterior; meterla dentro de una caja metalizada o muy cerrada degrada la radiación.
• Sella las uniones con junta de EPDM (un caucho sintético muy resistente a la intemperie y al ozono, el habitual en burletes y juntas de exterior) o silicona neutra (no la ácida, que corroe).

La filosofía: cuantas menos perforaciones, mejor, y cada una sellada como si fuera a estar bajo el agua.

Alimentación solar: el dimensionado real

Esta es la parte donde la gente se equivoca por optimista. Un nodo solar tiene que sobrevivir a días nublados consecutivos, no solo a un día soleado de verano. Vamos con números concretos para un nodo de bajo consumo (placa nRF52840 tipo RAK4631, que es la elección correcta para solar por su consumo).

El dimensionado consiste en encadenar cuatro cifras: cuánto consume el nodo al día, qué batería cubre los días sin sol, qué panel la recarga y qué controlador gestiona esa carga. El consumo se mide en mA (miliamperios, milésimas de amperio) y la energía acumulada en mAh (miliamperios-hora, la corriente que una batería entrega durante una hora). Calculamos cada cifra a continuación.

Consumo del nodo

Un nodo nRF52840 bien configurado (sin GPS activo permanente, telemetría espaciada) consume de media muy poco: del orden de 15-40 mA según actividad de radio. Tomemos un valor conservador de 30 mA medios.

Consumo diario ≈ 30 mA × 24 h ≈ 720 mAh/día

La batería

Una celda 18650 de 3500 mAh (Li-ion de calidad, marca conocida) da margen. Con 720 mAh/día de consumo:

Autonomía sin sol ≈ 3500 mAh / 720 mAh/día ≈ 4,8 días teóricos

En la práctica, no descargues la celda por debajo del 20% para no dañarla, así que cuenta con un margen útil de unos 2 días nublados de autonomía real. Si tu zona tiene rachas largas de mal tiempo, sube a dos celdas 18650 en paralelo (7000 mAh).

El panel solar

Un panel de 5 W / 6 V es el caballo de batalla para estos nodos. En un día con sol genera de sobra para recargar el consumo diario y dejar la celda llena:

Generación día soleado ≈ 5 W / 6 V ≈ 0,8 A pico, varias horas útiles
→ holgadamente por encima de los 720 mAh/día que gasta el nodo

Incluso en días nublados, un panel de 5 W suele aportar una fracción que reduce la descarga. La clave es que el panel recargue por completo la celda en los días buenos para llegar con reserva a los malos.

El controlador de carga

No conectes el panel directo a la batería. Necesitas un controlador de carga solar Li-ion (un MPPT pequeño o, como mínimo, un cargador TP4056 con protección y entrada solar adecuada). Un MPPT (Maximum Power Point Tracking, seguimiento del punto de máxima potencia) ajusta de forma continua la carga al panel para extraerle el máximo rendimiento según la luz disponible, algo que un cargador simple no hace. Muchas placas RAK WisBlock aceptan entrada solar directa con su circuito de carga; comprueba el rango de tensión admitido.

BOM orientativa

Componente	Ejemplo	Función
Nodo	RAK4631 (nRF52840 + SX1262)	Bajo consumo, modular
Batería	1-2 × 18650 3500 mAh	Reserva energética
Panel	Solar 5 W / 6 V	Recarga diaria
Cargador	MPPT solar Li-ion / TP4056 solar	Gestión de carga
Carcasa	Caja IP65 ASA o ABS	Protección
Pasacables	Prensaestopas IP68	Entrada de cable sellada
Antena	Colineal 868 MHz exterior + SMA estanco	Radiación (ver artículo 6-4)
Sellado	Junta EPDM, silicona neutra	Estanqueidad

Adapta modelos y proveedores a tu mercado; usa la tabla como guía de qué necesitas, no como lista de compra cerrada. Verifica siempre la compatibilidad de tensiones entre panel, cargador y placa.

Condensación: el enemigo silencioso

Una caja estanca tiene un problema contraintuitivo: si entra aire húmedo y luego cambia la temperatura, el vapor condensa dentro y el agua aparece sin que haya entrado ni una gota de lluvia. La estanqueidad perfecta no basta; hay que gestionar la humedad.

Dos medidas que se complementan:

• Gel de sílice (desecante): mete una o dos bolsitas dentro de la caja para absorber la humedad atrapada al cerrarla. Mejor las de tipo recargable, que cambian de color al saturarse. Es la solución barata para la humedad residual del montaje.
• Membrana de ventilación tipo Gore-Tex (válvula de compensación de presión IP67/IP68): un pequeño respiradero que deja salir el vapor de agua pero no entrar el agua líquida. Equilibra la presión interior con la exterior (evitando que la caja “respire” agua al enfriarse) y evacúa la humedad. Es lo que usan las luminarias y cámaras de exterior, y para un nodo permanente marca la diferencia.

Combinando gel de sílice (para la humedad del cierre) y membrana Gore-Tex (para el día a día), tu electrónica se mantiene seca durante meses.

Montaje y orientación

• Coloca el panel orientado al sur (en el hemisferio norte) con la inclinación adecuada a tu latitud, sin sombras de chimeneas o árboles a lo largo del día.
• Pon la antena lo más alto y despejada posible; la altura gana más alcance que cualquier ajuste de software.
• Asegura mecánicamente la caja: el viento en un tejado es brutal. Bridas metálicas o soportes, no cinta.

Antes de subirlo al tejado

Haz una prueba de 48-72 horas a la intemperie pero accesible (un balcón) antes del despliegue definitivo. Comprueba que la batería se mantiene, que no hay condensación y que el nodo sigue en la red. Bajar un nodo de un tejado para arreglar algo que se habría detectado en el balcón es la lección que todo el mundo aprende una sola vez. En el siguiente artículo medimos alcance, consumo real y diagnosticamos lo que falle.