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Externe Stabantenne für viele HM-Funkmodule

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Externe Stabantenne für viele HM-Funkmodule
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Weniger Fehlermeldungen und ein stabileres HM-System mit externer Stabantenne

Original haben die drahtlosen HM-Module im Gehäuse nur ein Stückchen Draht als einfache sog Lambda-Viertel-Antenne.  Für funkmäßig günstige Wohnverhältnisse reicht das meistens aus. Aber immer häufiger hat man Wohnungen und Häuser mit viel Beton oder oder Fertighäuser mit eingebauten Dampfsperren aus Alufolie etc. wo die Funkverhältnisse u.U. sehr ungünstig sind . In diesen Fällen kann eine bessere Antennentechnik sehr viele Vorteile bringen bzw. vorhandene Probleme beseitigen. Weniger Fehlermeldungen und  meist deutlich stabilere und robustere Funkverbindungen zwischen den HM-Sensoren/Aktoren und der CCU oder dem Repeater sind Beweise für eine spürbare Verbesserung.

In früheren Threads wurden bereits die Vorteile von verschiedenen Antennenformen ausführlich  erläutert und diskutiert.

> Die 4 Radials Groundplane ist funkmäßig sehr gut (+++), erfordert aber einiges Bastelgeschick und läßt sich wegen der Abmessungen nicht ganz einfach im Raum platzieren.
Groundplane mit 4 Radials und hier im HM-Forum : Groundplane Antenne

Die2 Radials Flachantenne ist funkmäßig gut (++),  ist aber einfacher zu bauen und im Raum ideal hinter Schränken etc. zu platzieren
Flachantenne zum Selbstbau und hier im HM-Forum: http://homematic-forum.de/forum/viewtopic.php?f=31&t=27782&hilit=Flachantenne#p245961

Und jetzt kommt mit der Stabantenne noch eine weitere Alternative dazu:

> Die Stabantenne ist funkmäßig gut(++) , ist bereits fertig und kann entweder direkt am Gehäuse oder abgesetzt im Raum platziert werden

Die Stabantenne  ist  funktechnisch vielleicht nicht ganz so gut wie die vorgenannten Antennenformen, passt  aber optisch besser in die Verhältnisse iin Wohnräumen etc.  Gegenüber dem eingebauten Drahtstummel als Antenne hat diese Stabantenne  in jedem Fall deutliche funktechnische Vorteile  und ist deshalb nicht nur für die CCU1 oder CCU2  sondern auch auch für beliebige drahtlose Sensoren und Aktoren an funktechnisch ungünstigen Einbauorten die erste Wahl.

Was ist das für eine Stabantenne?

Die verwendete Stabantenne sieht zwar ähnlich aus wie die typischen WLAN-Antennenstummel, die hier verwendete Antenne ist aber speziell für die Homematic-Frequenz von 868Mhz ausgelegt; sie ist auch deutlich länger als die normalen WLAN-Stabantennen. Die Antenne hat einen sog. RP-SMA-Male Anschluss mit einem Gelenk, damit man die Stabantenne flexibel verstellen und dadurch ggf.  die Abstrahlung bzw. Empfangscharakteristik optimieren kann. Aufgeschraubt wird die Antenne auf eine RP-SMA-Female Einbaubuchse, welche im Gehäuse über eine Stück hochfexibles und verlustarmes Koaxkabel mit dem Sende/Empfangsmodul in der CCU1/2 oder anderen HM-Modulen kontaktiert wird.

Alle notwendigen Teile kann man im Webshop als Komplettbausatz erwerben.  Je nach den individuellen Funkverhältnissen  ist auch noch ein koaxiales Verlängerungskabel zu empfehlen, um die Antenne ggf. bis zu 3m abgesetzt vom HM-Modul platzieren zu können. Dieses 3m lange Verlängerungskabel kann optional mit der Antenne erworben werden. Das folgende Bild zeigt die Stabantenne mit dem Verlängerungskabel  an einem einfachen Wandhalter aus dem Baumarkt:

stabantenne_11

 

Wie wird die Antenne am HM-Modul angeschlossen?

Für die Herstellung eines Antennenanschlusses ist schon eine gewisse Löterfahrung notwendig, weil das relativ dünne Koaxkabel an die entsprechenden Anschlüsse im HM-Modul angelötet werden muß.  Am Beispiel der CCU2 wird nachfolgend schrittweise das Vorgehen erläutert:

Öffnen des CCU2-Gehäuses mit einem  Vielzahnschraubendreher, insgesamt 4 Schrauben:

Alte Antenne bzw. Drahtstück ablöten. (ist im Bild schon erfolgt!)

Folie2

Hier ist der vergrößerte Antennenanschluß zu sehen. (allerdings etwas „verbraten“ wegen der vielen Versuche)

Jetzt Koax-Anschlusskabel abisolieren:

…Abschirmung und Seele verzinnen und anlöten an den Antennenanschluß:

Folie7

 

… und die Koaxbuchse ins Gehäuse einschrauben. Dafür vorher eine 6mm-Bohrung in das Gehäuse einbringen:

Folie6

Wichtig:
Vor dem Zusammenschrauben mit dem Durchgangsprüfer oder Ohmmeter prüfen, daß Seele und Abschirmung keine Verbindung haben und ob die Seele im SMA-Stecker auch Durchgang mit dem Antennen-Lötpunkt am Sendemodul der CCU hat.

Vergleich vorher/nachher

Natürlich entsteht  immer die Hauptfrage: Was bringt eigentlich die externe Antenne gegenüber der eingebauten Antenne? Allgemein kann man die Frage nur in einem idealen Versuchsumfeld (Freifeld) messen und beantworten. Aber „ideal“ nützt dem Einzelnen gar nichts , weil man die Frage  nur in bezug auf sein individuelles  HM-Umfeld  beantworten kann. Deshalb sollte man vor dem Umbau die Sende- Empfangs-Feldstärken der einzelnen HM-Module messen und dann nach dem Umbau die Messung zum Vergleich wiederholen. Als Meßwerkzeug kann man  dafür auf der CCU die Systemerweiterung „devconfig“ installieren. Damit kann man die Sende- und Empfangsfeldstärken der einzelnen Funkmodule abfragen. Mehr dazu im Homematic-Forum: Stichworte rssi und devconfig.http://homematic-forum.de/forum/viewtopic.php?f=31&t=26624&p=233643&hilit=rssi+devconfig#p233643

Wichtig ist bei der Messung mit „devconfig“ , daß man auch die entsprechenden HM-Module betätigt oder abgefragt hat, damit die ermittelten  Werte auch  mit der neuen Antenne gemessen wurden. Und auch wichtig, daß möglichst der Mittelwert von mehereren HM-Modulen vorher und nachher verglichen wird. Einzelne Messungen bringen wenig, weil die Signale stark streuen.

Viel Erfolg bei der praktischen Umsetzung !

Anmerkung:
Interessenten können den Komplettbausatz für die Stabantenne in meinem Webshop erwerben.

Haftungs- und Sicherheitshinweise

Nur HM-Module mit Spannungsversorgung aus Batterie oder galvanisch getrennten externen Netzteilen umrüsten. Keinesfalls HM-Module mit internem/integriertem  Netzteil oder 230V Netzspannung modifizieren, da über den  Antennensteckers gefährliche Berührungsspannungen entstehen können.

Beim Nachbau müssen natürlich alle wichtigen einschlägigen Sicherheitsvorschriften für den Umgang mit gefährlichen Spannungen  eingehalten werden. Fundierte theoretische und praktische Fachkenntnisse der Elektrotechnik und für den Umgang mit gefährlichen Spannungen sind unverzichtbar!! Durch eine unsachgemäße Installation gefährden Sie ihr Leben und das Leben ihrer Mitmenschen! Darüberhinaus riskieren Sie erhebliche Sachschäden , welche durch Brand etc. hervorgerufen werden können ! Für alle Personen- und Sachschäden durch falsche Installation etc. ist nicht der Hersteller sondern nur der Betreiber verantwortlich. Ich verweise hier unbedingt auf  die  „Sicherheitshinweise und Haftungsausschluss„-Seite dieses Blogs.

Tipps für die Fehlersuche

Normalerweise ist der Anschluss der Antenne völlig problemlos und in wenigen Minuten erledigt. Wenn dennoch Probleme bleiben, dann können die nachfolgend aufgelisteten Lösungsvorschläge möglicherweise helfen:

  • Die Kabelpeitsche mit der SMA-Buchse muß an die entsprechenden Lötpunkte am Sendemodul angelötet werden. Beim Abisolieren kann durch zu heftiges Ziehen am Innenleiter der Innenstift der SMA-Buchse zurückgezogen werden. Deshalb beim Abisolieren den Innenleiter immer festhalten!
  • Nach dem Anlöten mit einem Ohmmeter prüfen, ob die Verbindung zwischen dem Innenstift der SMA-Buchse und dem Innenleiter-Lötpunkt am HM-Sendemodul vorhanden ist.
  • Mit dem Ohmmeter prüfen, ob der Aussenleiter (Abschirmung)  zwischen dem Gehäuse der SMA-Buchse und dem Abschirmungsanschluss am HM-Sendemodul auch  gute Verbindung hat
  • Mit dem Ohmmeter prüfen,  daß Innenleiter und Aussenleiter keinen Kurzschluss haben.
  • Bei Feldstärkemessungen mit devconfig ist zu berücksichtigen, daß die Zahlen negativ sind. Je kleiner die negativen Zahlen sind, umso besser! Weiterhin sind die angezeigten Werte vom letzten Datenverkehr und der kann u.U. sehr alt sein! Deshalb die für die Messung verwendeten Aktoren unbedingt manuell oder per Programm vor der Messung betätigen.
  • Feldstärkemessungen müssen mit mehreren Aktoren erfolgen und ein Mittelwert gebildet werden, weil die „chaotischen“ Wellenausbreitungen und Interferenzen im Haus an manchen Stellen zu Feldstärkeverberbesserungen aber auch zu Felstärkeminderungen führen können.
  • Der richtige Standort der Antenne ist von zentraler Bedeutung für gute Funkverbindungen im Haus. Leider kann kein Rezept dafür gegeben werden, weil im Haus eben durch Betondecken, Wände und aluminisierte Dampfsperren etc. eine völlig „chaotische“ Wellenausbreitung erfolgt. Antennen mit hoher Richtwirkung bzw. Gewinn sind deshalb im Haus völlig kontraproduktiv! Also Probieren und mit Verstand und Glück den richtigen Sendestandort finden.

Haftungs- und Sicherheitshinweise

Durch diese Modifikationen verliert das Gerät ggf. die herstellerseitig zugesicherte gesetzliche Konformität. Bitte informieren Sie sich über die rechtlichen Konsequenzen.
Ich übernehme natürlich keinerlei Gewähr oder Haftung beim Nachbau.

Beim Nachbau müssen natürlich alle wichtigen einschlägigen Sicherheitsvorschriften für den Umgang mit gefährlichen Spannungen  eingehalten werden. Fundierte theoretische und praktische Fachkenntnisse der Elektrotechnik und für den Umgang mit gefährlichen Spannungen sind unverzichtbar!!

Durch eine unsachgemäße Installation gefährden Sie ihr Leben und das Leben ihrer Mitmenschen! Darüberhinaus riskieren Sie erhebliche Sachschäden , welche durch Brand etc. hervorgerufen werden können ! Für alle Personen- und Sachschäden durch falsche Installation etc. ist nicht der Hersteller sondern nur der Betreiber verantwortlich.

Ich verweise hier unbedingt auf  die  „Sicherheitshinweise und Haftungsausschluss„-Seite dieses Blogs.

 

 

Fähigkeiten

Gepostet am

18. Oktober 2015

52 Kommentare

  1. Hallo,
    hab das auch probiert.
    Gefühlt war es so wie HM Bausätze – die funktionieren bisher immer.
    Hier habe ich jetzt zwischen Masse und Seele 6 Megaohm.
    Das ist zwar kein Kurzschluss, aber ist das so ok?
    Das Teil funktioniert, aber bisher nicht merkbar besser (leider hatte ich vorher nicht gemessen).
    Gibt es hierzu Erfahrungswerte?
    Danke vorab!

  2. Sehr schnelle Lieferung, sehr gute Wahre 🙂

  3. … das müßte für alle Homematic-Funkmodule funktionieren!

  4. kann man denn so eine Antenne auch z.B. für den Schaltaktor Batteriebetrieb verwenden? Der scheint bei mir unter Empfangsschwäche zu leiden obwohl die CCU2 bereits eine externe Antenne hat. Danke!

  5. Ich war deshalb enttäuscht weil nach dem einschalten der Systeme sämtliche Tür-/Fensterkontakte keine Verbindung mehr hatten. Zumindest wurden auf dem Tablet-PC keine Zustände der Fenster/Türen mehr angezeigt. Nach der Aktivierung der Sensoren war ja dann alles OK. War das nicht eindeutig zu verstehen?

    Und ich habe auch nicht die Empfangs-/Sendeleistung kritisiert sondern einfach nur den IST-Zustand nach der Antenneninstallation beschrieben und was angezeigt wurde vor und nach der Aktivierung eines Sensors.
    Ebenso habe ich einfach nur meinen Eindruck nach dem Neustart meiner ECU wiedergegeben. Warum die ECU nun schneller startet weiß ich nicht, ob die Antenne daran „Schuld“ ist, keine Ahnung. Fakt ist jedenfalls das es so ist und es ist gut so.

    Warum so „genervt“ nur weil man berichtet wie es einem nach der Installation der Antenne ergangen ist? Ich habe keinerlei Kritik an dem Teil geäussert.
    Wenn Erfahrungsberichte nicht gewünscht sind dann bitte darauf hinweisen und meine Kommentare löschen.

  6. Ich verstehe den Kommentar nicht! Einen objektiven Vergleich hast Du nicht gemacht, aber Du warst enttäuscht?? Die RSSI-Werte der Türsensoren sind zum Vergleich kaum brauchbar, weil diese Sensoren nur bei Betätigung senden und die Werte oft „veraltet“ sind.
    Und dass ein Neustart der CCU mit einer guten Antenne schneller gehen soll ist mir neu??

  7. Sämtliche Türen und Fenster (26 Stück) meines Häuschen (Unter-, Erd-, Obergeschoss, separate Garage) sowie sämtliche Lichter (28 Stück) steuere ich über die CCU2 ausschließlich nur mit dem Programm Homeputer CL Studio von Contronics auf einem kleinen Tablet-PC.
    Bei einigen weit von der CCU entfernten Fenstern und Lichtschaltern im Untergeschoss hatte ich immer wieder Verbindungsunterbrechungen, eine Verlegung der CCU war nicht möglich, die Repeater von EQ3 gibt es nicht mehr, deshalb die Entscheidung eine externe Antenne zu installieren.
    Gesagt getan, Antenne installiert, CCU2 sowie Homeputer CL neu gestartet und ……

    meine Enttäuschung was grenzenlos. Sämtliche Tür- und Fensterkontakte hatten keine Verbindung mehr. Mein erster Gedanke: „so ne Sch….. Never Change a running system“. Ihab die CCU nochmal neu gestartet, das gleiche Eregebnis.
    Dann hab ich alle Fenster und Türen geöffnet/geschlossen damit die Sensoren gezwungen wurden ein Signal zu senden. Das klappte dann, die Verbindungen wurden automatisch wieder hergestellt.
    Ob mit Hilfe der Antenne die Signalstärke verbessert wurde kann ich nicht sagen da ich vorher keine Messung gemacht habe. Jetzt, nach der Antenneninstallation zeigt mir die RSSI-List (devconfig) bei der Hälfte der Geräte Werte zwischen -54dBm und -76dBm an, bei der anderen Hälfte der Geräte Werte zwischen -170dBm und -206dBm an. Betätige ich einen der Lichtschalter fällt der Wert auf ca. -45dBm (vorher -204dBm).
    Ich werde beobachten ob die Verbindungsunterbrechungen der weit entfernten Geräte/Sensoren weiterhin erscheinen oder dank der neuen Antenne nicht mehr vorkommen.
    Eines ist mir jedenfalls sofort aufgefallen: der Neustart der CCU geht mindestens doppelt so schnell wie vorher noch mit der Serienantenne.

  8. „Empfang nicht besser geworden“ >> wie hast Du das denn geprüft ? mit devconfig nach Anleitung ?
    Das Gehäuse des Funkmoduls ist normalerweise die Masse. Dort anlöten, aber nur kurz, damit das Modul nicht „verbrät“.
    Hast Du auch die Tipps wirklich alle geprüft ????
    Und ggf. mal die Antenne in anderen Positionen betreiben.
    Im Haus ist das Funkfeld chaotisch und man muß etwas probieren.

  9. Hallo,

    ich habe mir vor ein paar Tagen die Stabantenne bestellt und eingebaut. Leider ist mein Empfang nicht wirklich besser geworden. Die Tipps für Fehlersuche habe ich schon alle durch und konnte keinen Fehler finden.
    Was ich auf den Bildern nicht so richtig erkennen kann ist die Masseanbindung. Muss die nur an die Leiterplatte angelötet werden oder auch an das darunter liegende Gehäuse des Funkmoduls?
    Oder gibt es noch irgendwelche andere Möglichkeiten die ich ausprobieren kann um zu einem besseren Erfolg zu kommen?

  10. Die Masse muss unbedingt angelötet werden, sonst hat die Antenne schlechtere Eigenschaften.

  11. Hallo,
    Habe die Antenne aus dem Shop heute an die gleiche Stelle gelötet,wo die alte Antenne auch war. Nur mit der Masse verstehe ich nicht. Muss ich jetzt auch noch die Aussenhaut des Kabels anlöten ?? Welchen Effekt hat das ? Die alte Antenne hatte doch auch keine Masse oder ?

  12. Wie hast Du das denn gemessen ?

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