Antena d'ona Z: 4 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:10

• Les antenes passives augmenten la potència i el rang
• No cal desmuntar ni soldar
• De baix cost
• Fàcil d'instal·lar

He estat experimentant amb el meu sistema Z-Wave Plus per augmentar l’abast dels sensors de porta / finestra de la meva bateria. Els faig servir per controlar les trampes per a ratolins i ratolins i necessitava més distància. Veure el meu altre https://www.instructables.com/id/Wireless-Mouse-Tr… instructible

Si no voleu llegir tota la informació tècnica que hi ha a continuació, proveu de gravar un cable de coure o piano recte de 8 "a un sensor tan a prop de l'antena interna (vegeu les marques de la ploma negra a les imatges 1 i 2) com sigui possible i comproveu si augmenta l'abast. També enganxeu un cable de 8 "al vostre concentrador Z-Wave a prop de l'antena interna, perquè el concentrador Smartthings V3 el cinteu a la part frontal del costat dret mentre mireu la cara del concentrador, directament en línia. amb el connector d'alimentació. Totes les antenes passives han de ser verticals. Per provar, activeu el sensor 10 vegades abans i després d'afegir les antenes i, a continuació, comproveu l'historial per veure quants esdeveniments es registren.

Col·locar el cable a prop de l’antena interna és fonamental. Els meus sensors es van desmuntar per trobar on es troben les antenes internes, estan enfront de la bateria. L'antena de la imatge 1 sembla una petita molla sota la marca negra. L'antena de la imatge 2 és gairebé un rectangle complet, marcat per les línies negres. Col·loqueu l'antena passiva directament sobre qualsevol de les marques negres. En moure l’antena passiva de la primera imatge sobre l’antena interna, el sensor va passar de gravar 0/10 a 10/10 esdeveniments tancats amb èxit oberts registrats a la història des de la mateixa ubicació

My SmartThings Antenna Instructable, la majoria de la informació es repeteix a l'últim pas d'aquest instructable

www.instructables.com/id/SmartThings-Anten…

Procediment de prova

Es van connectar antenes passives (fils de coure prims) als sensors i es van provar la intensitat del senyal amb un Hackrf One SDR (Software Defined Radio). Es van comparar longituds d'¼, ⅝ i 1 d'ona sense antena. L'antena de longitud d'ona ⅝ va funcionar millor.

A continuació es mostren els resultats en dB. dB és una escala de registre, de manera que un augment de potència de 3dB és 2x la potència. Per exemple, si es passa de -50dB a -47dB, la potència ha augmentat en 3dB o s'ha duplicat.

Els nivells de potència es van mesurar a una freqüència de 916 MHz Z-Wave PLus. Per a cada mesura separada per una coma a les dades següents, el sensor de la porta es va activar ~ 10 vegades i es va registrar el pic dels 10 activadors.

Resultats de la prova de potència màxima de 916 MHz

Antena passiva de longitud d'ona 5/8 (millor rendiment)

-55,6db, -55,4db, -55,6db, -55,6db, -56,3db

1 longitud d'ona (més llarg NO és millor!)

-59,9 dB, -59,4 db, -59 db

1/4 de longitud d'ona (la majoria d'informació d'Internet recomana 1/4 de longitud d'ona d'antenes passives, 5/8 és MOLT millor!)

-64,7 dB, -66,4 db, -62,8 db

Sense antena passiva (existent)

-71db, -68,5db, -69,1db, -67,4db

Nota

Z-Wave i Z-Wave Plus utilitzen la mateixa freqüència. Z-Wave Plus és la versió més recent amb un abast més llarg i una millor durada de la bateria, així que si podeu, obteniu Z-Wave Plus

Aquests són els dos sensors que faig servir.

Sensor de porta / finestra Monoprice Z-Wave Plus, SENSE LOGOTIP (Aquest tenia el millor guany de potència mesurat amb l’antena 5/8) Actualització: el sensor es va desmuntar per localitzar l’antena interna, col·locar l’antena passiva a sobre de qualsevol les marques negres de la foto 2.

www.monoprice.com/product?c_id=122&cp_id=1…

Sensor de portes i finestres Monoprice Z-Wave Plus, sense logotip (tenia un guany de potència molt inferior) Actualització: el sensor es va desmuntar per trobar on es trobava l’antena interna i va mostrar una gran millora en la quantitat d’esdeveniments de prova gravats (0 / 10 esdeveniments registrats: ubicació antiga, 10/10 ubicació nova) movent l’antena sobre el punt negre de la primera imatge.)

www.monoprice.com/product?p_id=24259

Pas 1: fer una antena passiva

Cerqueu la vostra freqüència d'ona Z a la llista de wikipedia a continuació. Molts països tenen 2 freqüències, si no esteu segur de quina freqüència és el vostre dispositiu d'ona Z, escolliu la mitjana de les 2. La majoria de la documentació diu que la freqüència dels EUA és de 908,42 MHz, he mesurat els meus sensors a la segona freqüència de 916 MHz..

Llista de freqüències Z-Wave

Agafeu la vostra freqüència i poseu-la en aquest enllaç de la calculadora a continuació per obtenir una longitud d'ona i, a continuació, multipliqueu-la per ⅝ per obtenir una longitud d'ona 5/8, aquesta serà la vostra longitud d'antena / cable.

www.everythingrf.com/rf-calculators/freque…

A continuació s’explica com calcular la longitud de les dues freqüències dels EUA

Ona Z més 908,42 MHz: longitud d'ona = 0,33001526 m = 12,99 polzades: ⅝ longitud d'ona = 8,11 polzades

Ona Z més 916 MHz: longitud d'ona 0,32728434 = 12,88 polzades: ⅝ longitud d'ona = 8,05 polzades

Talleu un fil de coure o de piano de calibre petit a la longitud d’ona 5/8 que calculeu. Podeu obtenir filferro de piano a la ferreteria, obtenir el més prim que tenen.

Enganxeu el cable al costat del sensor i proveu-lo.

Consell: per obtenir un abast més llarg, proveu d’orientar la part frontal del hub d’ona z cap al sensor més llunyà. Tinc el centre Samsung Smartthings v3; el seu lloc web diu que la recepció més forta és la frontal.

Pas 2: Com es van fer les mesures

La primera imatge és amb l’antena passiva de longitud d’ona 5/8 gravada al davant, la segona imatge no té antena.

He utilitzat un Hackrf One perquè el podia demanar prestat a un amic. És excessiu per mesurar l’ona Z, hi ha SDR més barats que haurien de funcionar tot i que no els estic familiaritzat. Necessiteu una que mesuri les freqüències en el rang de l'ona z, de ~ 850Mhz a ~ 950Mhz. Si algú esbrina com mesurar-se amb un DEG menys costós, comenteu-ho.

Equips de mesura

Hackrf One ~ $ 300

www.seattletechnicalbooks.com/hackrf

Crec que aquesta és l'antena, s'actualitzarà després de preguntar-ho al meu amic.

Programari de mesura

He utilitzat aquest analitzador d’espectre gratuït, ‘Pavsa hackrf spect analizer’. Era fàcil de configurar, era fiable i funcionava bé.

Configuració de mesurament

Configureu l'analitzador d'espectre perquè comenci just a sota i acabi just per sobre de la vostra freqüència d'ona z, per a mi era de 915 MHz a 917 MHz. Vaig jugar amb el nombre de mostres i FFT Bin (Hz) fins que vaig obtenir mesures consistents, 5000 Bin (Hz) i 65536 mostres van funcionar bé. A la pestanya d'opcions del gràfic, trieu "Cascada habilitada", "Mostra pics" i "Visualització persistent" i configureu "Temps de persistència" a 60 segons.

Pas 3: antena passiva del hub Smartthings V3

Proveu de gravar un cable de longitud d'ona de 5/8 (8 "per a ona Z dels EUA) a la part davantera dreta del concentrador Smartthings V3, les proves següents mostren que amplia el rang

He trobat una foto de la placa de circuits del hub Smartthings V3; vegeu l’enllaç següent. L'antena d'ona Z es troba davant del concentrador, directament endavant del connector d'alimentació. La imatge següent és la part inferior de la placa de circuit, de manera que l’antena passiva ha d’anar al costat dret. Per a altres marques de concentradors, intenteu trobar on està muntada l’antena interna i col·loqueu el cable el més a prop possible.

community.smartthings.com/t/should-i-wait-…

No he pogut trobar una manera de forçar el concentrador Smartthings a enviar un senyal de sortida per mesurar amb el SDR, de manera que vaig activar els meus sensors 15 vegades cadascun sense antena de concentrador passiu i 15 vegades de nou amb una antena de concentrador passiu a ~ 40 'de la hub. Es va comprovar l'historial per veure quants esdeveniments es van registrar. Els meus resultats amb l’antena del hub passiu van ser gairebé perfectes.

Resultats sense antena de passiu

Sensor rectangular 11/15 (esdeveniments enregistrats / temps total del sensor activat)

Sensor arrodonit 13/15

Resultats amb antena de passiu

Sensor rectangular 15/15

Sensor arrodonit 14/15

Pas 4: Experiment d'antena passiva Smartthings V3

Amb els sensors vaig trobar que situant l’antena passiva més a prop de l’antena interna augmentava el senyal. Situar l’antena passiva més a prop de l’antena interna del concentrador hauria d’ajudar a augmentar també el senyal / abast. No vaig poder separar el hub, així que vaig acabar perforant un forat gran sota el peu de goma i col·locant un cable de 8 "(longitud d'ona 5/8) al costat de l'antena interna. Està aproximadament 1/2" més a prop del lloc on estava gravat. a la part frontal del hub. L'antena interna sembla un ressort aproximadament del mateix diàmetre que un llapis (vegeu la imatge 3). Actualment no tinc cap manera de prendre mesures amb aquesta antena. Estic intentant demanar prestat l'SDR de Hackrf One per poder prendre mesures i publicar-les.

Drama de desmuntatge

Vaig intentar desvincular el hub sense èxit. No hi ha cargols sota l’etiqueta ni l’empunyadura inferior de goma quadrada. Sembla que la part inferior es llisca, fins i tot hi ha una fletxa que mostra quina direcció cal lliscar. El meu no lliscava, fins i tot vaig provar d'utilitzar un martell i un tornavís de fulla plana gran per forçar-lo a lliscar en ambdues direccions, no es mouria. Vaig acabar fent servir una broca gran per fer un forat que quedaria tapat per l’empunyadura de goma. Tingueu en compte que el tauler està muntat de cap per avall, cal perforar des de la part inferior per tenir accés a l’antena. L'antena es troba just davant de l'endoll, vegeu la imatge 3.