Heltec LoRa 32 V4

Depuis quelque temps, nous explorons les usages possibles de Meshtastic et la manière dont ce type de réseau peut renforcer notre autonomie. Pour aller plus loin, il devient indispensable d’examiner concrètement le matériel qui rend ces communications possibles. Le Heltec LoRa 32 V4 fait partie des nouveaux venus sur le marché, et il mérite d’être passé au banc d’épreuves.

L’objectif ici n’est pas de donner un avis rapide, mais de comprendre ce que ce nœud apporte réellement : architecture radio, puissance d’émission, sensibilité, consommation, comportement thermique et résultats obtenus sur le terrain. Nous confronterons les promesses techniques aux usages concrets, afin de voir dans quelles conditions ce module peut devenir un choix pertinent pour un réseau Meshtastic orienté résilience.

Autrement dit, nous allons tester, mesurer et analyser (avec suffisamment de technique pour éclairer les décisions, mais sans compliquer inutilement les choses).

1. Sur le papier le Heltec V4

Le Heltec V4 utilise la puce radio Semtech SX1262 associée à un amplificateur de puissance externe (PA GC1109). Cette combinaison permet, en théorie, d’atteindre jusqu’à 28 ± 1 dBm sur la bande LoRa européenne, ce qui représente un gain énorme par rapport aux anciens modules basés sur la série SX127x avec une puissance de sortie courante de 21 ± 1 dBm. L’intérêt théorique de cette architecture est de pouvoir transmettre plus loin lorsque c’est nécessaire, tout en conservant une consommation très faible lorsque l’équipement reste en veille.

En pratique, l’amplificateur externe ne consomme vraiment que lors des émissions à forte puissance ; tant que le nœud écoute ou veille, la demande en énergie reste modérée. Il faut toutefois garder à l’esprit qu’émettre régulièrement à 27 dBm fait grimper la consommation et peut entraîner un certain échauffement interne du module, susceptible d’influencer ponctuellement les valeurs observées comme le RSSI ou le SNR (le RSSI indique simplement à quel point le signal arrive fort à l’antenne, tandis que le SNR montre s’il se détache bien du bruit. Si l’un ou l’autre se dégrade, la communication devient moins fiable).

Là où la puce SX1262 se distingue également, c’est sur la qualité du signal. Son oscillateur plus précis et son bruit de phase réduit améliorent la stabilité de la fréquence et rendent les communications plus fiables, même dans des environnements où les obstacles dégradent la réception. C’est ici qu’intervient un autre élément clé : le LNA (Low Noise Amplifier). Contrairement à l’amplificateur de puissance qui sert à « parler plus fort », le LNA est placé côté réception et sert à « mieux entendre ». Il amplifie les signaux très faibles en ajoutant le moins de bruit possible, ce qui améliore la sensibilité globale du récepteur et augmente les chances de décoder des messages lointains ou affaiblis. Autrement dit, le PA aide à atteindre plus loin en émission, tandis que le LNA renforce la capacité d’écoute (les deux contribuant à une portée utile plus stable).

La flexibilité du SX1262 permet par ailleurs d’ajuster facilement les paramètres radio, de sorte que l’on peut équilibrer portée, débit et consommation selon le scénario (Presets Meshtastic). Sa commutation très rapide entre réception et émission améliore la réactivité du réseau et limite les collisions, tandis que sa sensibilité pouvant descendre jusqu’à environ −148 dBm dans certaines configurations lui permet de capter des signaux extrêmement faibles. En théorie, tout cela se traduit par une meilleure portée et moins de paquets perdus, à condition de rester vigilant sur la chaleur générée à haute puissance et de valider les performances réelles par des mesures sur le terrain.

Les caractéristiques techniques

2. Banc d’épreuves

2.1 Analyse de la consommation énergétique du Heltec V4

À l’issue d’une série de tests comparatifs réalisés à la fois via l’USB-C et via l’entrée batterie Vin (avec 2 batterie Li-Ion modèle 18650 en parallèle), avec une configuration strictement identique :

• • • • Configuration Gaulix (LM, SF:11, CR:4/8, BW:125kHz)
      • Rôle Client
      • Power Saving activé,
      • Puissance d’émission fixée à 27 dBm,
      • GPS déclaré comme NOT_PRESENT,
      • Bluetooth désactivé.

Une fois les conditions de test stabilisées et reproductibles, les mesures en mode laboratoire mettent en évidence un plancher de consommation d’environ 12 mA en veille profonde. Lors des sorties de veille radio, la consommation présente des montées transitoires à environ 115 mA pendant une dizaine de secondes, correspondant aux phases de réveil du système et de remise en écoute du transceiver LoRa.

En phase d’émission, avec la puissance configurée à 27 dBm, les appels de courant deviennent nettement plus marqués, avec des pointes proches de 1 A sur environ une seconde. Ce comportement est cohérent avec l’activation de l’amplificateur de puissance [PA : Power Amplifier] (GC1109) et les caractéristiques du SX1262 lorsque l’étage RF fonctionne à pleine puissance.

Après 24 heures le node Heltec v4 dans la configuration minimaliste ci-dessus évoquée :

L’enjeu était de mesurer le cumul pondéré de la consommation énergétique sur 24 heures du Heltec V4 avec ses différentes phases : veilles profondes, réceptions et émissions. Cette consommation est fortement influencée par le duty-cycle et par les conditions radio, incluant notamment les réémissions, collisions et accusés de réception (ACK). Il est important de noter que le nœud était naturellement exposé au trafic Meshtastic/Gaulix, relayé par ma passerelle MQTT, ce qui ajoute un contexte réel et dynamique aux mesures effectuées. Cette approche permet d’obtenir une vision pragmatique de la consommation moyenne dans des conditions d’usage proches de celles d’un réseau maillé local.

Consommation avec Bluetooth activé

J’ai refait une série de tests avec le Bluetooth activé. Lors de mes essais antérieurs, l’écart entre Bluetooth activé/désactivé me paraissait atypique. Afin de lever le doute, j’ai donc relancé un nouveau batch complet, cette fois en laissant le Heltec V4 aller jusqu’au point de rupture et au reboot.

Il apparaît qu’en dessous de 3,45 V, le fonctionnement devient aléatoire : un appel de courant un peu important (accusé de réception, télémétrie, burst RF, etc.) suffit à déclencher un redémarrage de l’ESP32. Dans mon cas précis, le reboot est survenu à 3,40 V, soit environ 18 % d’indication batterie, après 46 h 40 min de fonctionnement continu.

Sur cette période, la capacité réellement soutirée représente environ 4429 mAh, ce qui correspond à une consommation moyenne de l’ordre de 95 mA. Cela représente environ le double de la consommation mesurée Bluetooth désactivé, confirmant l’impact très net du BLE sur le budget énergétique.

Contexte opérationnel du test

• • • • alimentation : 2× 18650 de 3000 mAh en parallèle
      • Bluetooth : activé
      • exposition permanente à ma passerelle MQTT (Fr_Blabla)
      • télémétrie périodique active
      • environ une douzaine de connexions BLE
      • environ trentaine de messages TX LoRa

En synthèse : le Bluetooth reste utilisable, mais son coût énergétique est réel. Pour un déploiement sur batterie longue durée, il doit être considéré comme un service premium, à activer uniquement lorsqu’il est nécessaire.

2.2 Mesure de la puissance effective

Pour mesurer la puissance réellement émise par le Heltec V4, j’ai utilisé un analyseur de spectre TinySA Ultra Plus, avec un atténuateur 40 dB / 10 Wmax intercalé entre l’émetteur et l’appareil pour le protéger d’un signal trop fort. La capture d’écran ci‑dessous met en évidence une puissance mesurée de 25,6 dBm, avec une précision de ±2 dBm. On y observe également les pics de puissance correspondant aux émissions réelles du module, ce qui permet de visualiser concrètement la dynamique du signal lors des transmissions et de vérifier son comportement en conditions réelles.

Considérant la réalité calibré de l’atténuateur et la marge de précision de l’analyseur, avec cette mesure, on peut considérer le niveau de puissance officielle annoncé comme réel.

Position concurrentielle : Aujourd’hui, sur le marché, le Heltec V4 est un des rares nœud Meshtastic offrant une puissance de sortie élevée de ce niveau. Aucun autre module certifié pour l’Europe ne combine à la fois la compatibilité Meshtastic et cette puissance d’émission, ce qui place le Heltec V4 comme le choix privilégié pour ceux qui recherchent un nœud à la fois performant et conforme aux standards existants.

3. Bilan de la mise à l’épreuve

Au fil des mesures et des tests menés, le Heltec V4 s’impose progressivement comme une plateforme crédible pour déployer des nœuds Meshtastic capables de fonctionner de manière autonome, alimentés par batterie et panneau solaire. Malgré un microcontrôleur ESP32 réputé gourmand et un étage RF montant à 27 dBm, son comportement énergétique reste étonnamment maîtrisable. Les phases de veille, les réveils radio et les pics d’émission suivent un schéma reproductible, ce qui permet d’anticiper plus sereinement la consommation réelle et donc de dimensionner correctement la chaîne d’alimentation.

À titre d’ordre de grandeur, passer d’un node configuré à 22 dBm à un Heltec V4 à 27 dBm ne représente pas “un petit cran de plus”, mais environ trois fois plus de puissance émise.

Dans cette logique, le Heltec V4 ne se limite plus au simple usage expérimental. Bien configuré, installé proprement et associé à un système énergétique cohérent, il peut tenir durablement son rôle de nœud d’infrastructure tout en offrant une couverture radio robuste. L’ajout d’une horloge RTC externe compatible Meshtastic, comme la PCF8563, renforcerait encore cette orientation : en stabilisant la gestion du temps pendant les phases de sommeil profond, elle optimise les réveils, évite des activations inutiles et contribue directement à préserver l’autonomie.

En résumé, ce qui apparaît sur le papier comme une carte puissante mais gourmande se révèle, en réalité, comme une plateforme étonnamment adaptée aux scénarios off-grid (à condition d’aborder l’énergie comme un composant du système à part entière, et non comme un simple accessoire).

4. Perspective de déploiement

Prenons un cas concret. Imaginons un nœud Meshtastic basé sur un Heltec V4, installé en extérieur, et alimenté par un petit panneau solaire de 10 W associé à deux Batterie Li–ion 21700 (ex.: 2 x 4800mAh) montées en parallèle.

Dans cette configuration, les deux 21700 forment une vraie réserve tampon. Leur capacité plus élevée et leur faible résistance interne leur permettent d’encaisser sans difficulté les pics proches de 1 A générés lors des transmissions à 27 dBm, tout en évitant les chutes de tension brutales qui peuvent amener le node à redémarrer. Pendant ce temps, le panneau de 10 W ne cherche pas à alimenter le système en temps réel : il recharge progressivement, au fil des heures d’ensoleillement disponibles.

Sur une journée typique, la production solaire peut suffire à reconstituer l’énergie consommée, surtout si la configuration logicielle limite les réveils inutiles et optimise les périodes de veille. Et lorsque la météo se dégrade — ciel couvert, neige, ombre partielle — le pack de deux 21700 assure la continuité, retardant significativement l’atteinte du seuil critique autour de 3,2 V. Le système fonctionne alors comme un ensemble cohérent : le panneau recharge par petites touches, la batterie absorbe les irrégularités, et le node maintient sa disponibilité radio.

Parce que les cellules sont en parallèle, la tension reste stable, le contrôleur solaire travaille dans une zone confortable et la profondeur de décharge moyenne diminue, ce qui prolonge la durée de vie des batteries. Cet exemple illustre une architecture simple mais robuste : un Heltec V4, deux 21700, un MPPT et un panneau de 10 W constituent une base réaliste pour un nœud d’infrastructure Meshtastic réellement autonome dans le temps.

5. Et après

Les mesures présentées ici constituent une première étape. Elles seront complétées par des tests en conditions réelles sur le terrain, afin de confronter les données théoriques et en laboratoire aux contraintes du monde extérieur. Par ailleurs, un article dédié sera prochainement publié sur l’intégration du Heltec LoRa 32 V4 dans le kit d’extension « Mobile », le WiFi LoRa 32 Expansion Kit (lien Heltec), permettant d’explorer les usages nomades et les possibilités d’extension matérielle offertes par ce module.

Le Résilient

Je m’appelle Sébastien. Sans jugement ou catégorisation, je ne m’identifie pas plus particulièrement aux « Survivalistes », « Preppers », « Décroissant », (…) qui ont cependant le mérite de mettre en lumière des sujets et connaissances malgré tout. Je me reconnais plutôt comme un « Résilient ». En tant que père de famille, je développe une approche modéré, structurée et éducative avec une forte envie d’apprendre et transmettre. En savoir plus.

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