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DualBeam … die HM-Antenne für besonders schwierige Funkbedingungen

DualBeam … die HM-Antenne für besonders schwierige Funkbedingungen

Warum die Antenne so wichtig ist !

Man kann nicht oft genug wiederholen, daß bei Funksystemen die Antenne die wichtigste Komponente ist. Leider wird gerade diesem Teil von  Entwicklern manchmal wenig Beachtung geschenkt. Das führt dann zu suboptimalen Lösungen, die aber auch entsprechendes Verbesserungspotential haben. Die CCU1,die CCU2 und alle käuflichen HM-Komponenten haben eine eingebaute Antenne, die nur aus einem oft in das Gehäuse eingeklemmten Stückchen Lambda-Viertel-Draht besteht. Wenn man gute Funkbedingungen im Haus hat, dann reicht diese Lösung. Aber oft hat man eben nicht gute Funkbedingungen und die Betondecken zum Keller und zum Obergeschoss schirmen die Funkwellen gewaltig ab. Dann entstehen die vom Homematiker so geliebten „Fehlermeldungen“, welche oftmals ein unstabiles Verhalten der CCU zur Folge haben. Für eine zuverlässige Hausautomation ist eine störsichere Funkkommunikation deshalb unverzichtbar.

Zu diesem Thema habe ich bereits einige Artikel im Homematic-Forum und hier auf meiner Webseite veröffentlicht. Dabei wird gezeigt, daß mit einer externen Antenne die Stabilität des heimischen Funknetzes deutlich verbessert werden kann. Hier für den Interessierten noch weitere Informationen dazu:  

Externe Antenne für Raspberrymatic  und hier: Externe Stabantenne für CCU und andere HM-Komponenten  und hier Externe Flachantenne  und hier: Groundplane-Antenne für Homematic

Zum Thema Mehrfach-Antennen gibt’s hier noch Informationen: 2 Antennen gleichzeitig an der CCU

Mittlerweile sind viele meiner externen Antennen im Einsatz mit durchweg sehr positiver Rückmeldung im Hinblick auf weniger Fehlermeldungen. Dabei ist immer zu beachten, daß die normalerweise bei Antennen angegebenen sog. Antennengewinne für die Anwendung im Haus eine nur untergeordnete Bedeutung haben. Im Haus breiten sich die Funkwellen mehr oder weniger chaotisch aus, weil Wände, Möbel und Betondecken den „Konzertsaal“ für die Funkwellen unkalkulierbar bestimmen. Eines ist aber in jedem Fall wichtig, daß die Antenne möglichst flexibel räumlich platzierbar sein sollte, um den optimalen Sendeplatz üblicherweise nach dem try&error -Verfahren  zu ermitteln.

Warum eine zweite Antenne ?

Für die meisten Anwender reichen die in meinem Webshop verfügbaren Stab- und Flachantennen völlig aus, um die Hausautomation stabil zu bekommen. Aber unter sehr schwierigen Ausbreitungsbedingungen kann es immer noch Empfangsprobleme geben. Ursache sind meist dicke stahlbewehrte Betondecken, die eine Ausbreitung der Funkwellen über mehrere Stockwerke stark dämpfen. Repeater können zwar eine Lösung sein, jedoch verbrauchen sie dauernd Strom, kosten Geld und müssen entsprechend administriert werden. Eine zweite Antenne kann hier eine gute und einfache Lösung sein, weil man u.U. die beiden Antennen räumlich getrennt in zwei verschiedenen Stockwerken platzieren kann. Die zwischenliegende Betondecke ist dann nicht mehr das Problem.

Dazu müssen aber die zwei Antennen in geeigneter Weise an die CCU gekoppelt werden. Eine einfache Parallelschaltung funktioniert nicht, weil die Parallelschaltung von zwei 50 Ohm Antennen einen Wellenwiderstand von 25 Ohm ergibt und das würde an dem 50 Ohm Antennenausgang der CCU zu einer erheblichen Fehlanpassung und damit Leistungseinbuße führen. Der Lösungsansatz ist einfach und sehr kostengünstig. Mit einem Stück 75 Ohm-Sat-Kabel kann man leicht einen sog. Viertelwellen-Transformator aufbauen, der den Wellenwiderstand der parallel geschalteten zwei Antennen (25 Ohm) auf wieder 50 Ohm hochtransformiert. Das folgende Bild zeigt die Schaltung dazu:

Damit die zwei Sat-Kabel-Leitungsstücke für die praktische Realisierung nicht zu kurz sind, wurde statt 1/4 Lambda eine Länge von 3/4 Lambda gewählt. Damit ergibt sich als Länge ein Wert von 21,2cm, was für den Aufbau einfacher und praktikabel ist. Die beiden Antennen können nun an exponierter Stelle in jeder Hausetage positioniert werden, so daß auf diese Weise auch sehr schwierige Ausbreitungsbedingungen eigentlich kein Problem mehr sein dürften.

Messergebnisse

Natürlich entsteht  immer die Hauptfrage: Was bringt eigentlich die neue Antenne gegenüber der eingebauten Antenne bzw. den bisher hier gezeigten Antenn wie der Stabantenne und der Flachantenne? 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 vorher 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 mehreren HM-Modulen vorher und nachher verglichen wird. Einzelne Messungen bringen wenig, weil die Signale im Haus stark streuen.

Im Vergleich zur eingebauten Antenne (lambda/4 Draht ) ist mit der Stabantenne im Mittel über 3dB Gewinn erzielt worden. Die Flachantenne (nicht in diesem Vergleich ) ist etwa vergleichbar. Mit dem Dualbeam ist noch ein weiterer deutlicher Gewinn zu erzielen, aber dafür ist der Aufwand auch größer. Schließlich muß man selbst abschätzen, welche Antenne für den Eigenbedarf die richtige ist .

Nachbau der DualBeam-Antenne

Um den Nachbau einfach zu machen wurde im Webshop ein Bausatz mit einer ausführlichen Bauanleitung zusammengestellt. Damit sollte es auch dem weniger erfahrenen Löter möglich sein, dieses Antennensystem nachzubauen.

Dazu einige bildliche Impressionen: Hier ist der Bausatz. Optional können noch ein oder zwei 3m-Anschlusskabel für die räumlich getrennte Platzierung der Stabantennen bestellt werden.

Im mitgelieferten Kleinverteiler-Gehäuse haben für die Kabel des Powersplitters ausreichend Platz:

Am Gehause kann man entweder direkt zwei Stabantennen anschrauben oder wahlweise eine Stabantenne mit einem oder zwei optionalen 3m-Verbindungskabel räumlich getrennt platzieren

.

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  Antennenstecker 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.

Viel Erfolg beim Nachbau !

Externe Antenne für RaspberryMatic, OCCU, HM-MOD-RPI-PCB

Externe Antenne für RaspberryMatic, OCCU, HM-MOD-RPI-PCB

Weniger Fehlermeldungen und ein stabileres HM-System mit externer Stabantenne

Original haben die Homematic Aufsteckmodule HM-MOD-RPI-PCB 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-MOD-RPI-PCB 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.  Nachfolgend wird schrittweise das Vorgehen erläutert:

Zuerst die Kabelpeitsche auf eine Länge von etwa 15cm einkürzen:

P1000528

Das Kabelende vorsichtig abisolieren und Mantel und Innenleiter y-förmig spreizen und verzinnen:

peitsche_ende

Am Aufsteckmodul HM-MOD-RPI-PCB den schwarzen Antennenstummel ablöten und den Innenleiter des Koaxkabels stattdessen anlöten. Die Abschirmung wird entsprechend dem folgenden Bild an die Lötlasche des Abschirmgehäuses angelötet. Dabei nicht zu lange löten, damit das Gehäuse nicht überhitzt wird.

P1000531

Im Raspberry-Gehäuse entsprechend dem Bild ein 6mm Loch einbringen und die Buchse der Kabelpeitsche verschrauben.

Wichtig:
Abschließend  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.

Jetzt die Stabantenne aufschrauben und alles ist gut !

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  Antennenstecker 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.

 

Externe Stabantenne für viele HM-Funkmodule

Externe Stabantenne für viele HM-Funkmodule

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.

 

 

Externe Flachantenne für die Homematic und Vergleich mit anderen Antennen

Externe Flachantenne für die Homematic und Vergleich mit anderen Antennen

Warum überhaupt eine externe Antenne ?

Als Funkamateur hat man vielleicht ein anderes Verhältnis zur Hochfrequenz. Aber jeder Anfänger lernt als Erstes, daß die Antenne der beste Hochfrequenzverstärker ist. Die Antenne ist einfach das A und O einer Sende- und Empfangsanlage, man kann diesen Satz nicht genug betonen!

Die Homematic ist auch eine Sende- und Empfangsanlage , die auf 868Mhz arbeitet. Deshalb ist auch hier die Notwendigkeit einer guten Antenne die Vorrausetzung für einen stabilen  und störsicheren Sende- und Empfangsbetrieb. Allerdings wenn man in die geöffneten HM-Funkmodule reinschaut  und den dort als Antenne fungierenden Drahtstummel sieht,  dann weiß man sofort, welches Verbesserungspotential mit einer „richtigen“ externen Antenne möglich ist.

Natürlich lohnt eine externe Antenne nur dann, wenn man Verbindungsprobleme innerhalb des Homematic-Netzes hat. Haben die Module mehr oder weniger Sichtverbindung, dann muß man sich um eine Verbesserung der Antenne sicher nicht kümmern. Aber beispielsweise in einem  typischen 1 1/2-stöckigen Haus mit Keller , Erdgeschoss und Obergeschoss haben wir im ungünstigen Fall zwei Betondecken zwischen den HM-Kommunikationspartnern. Das kann schon zuviel sein, um einen störsicheren und zuverlässigen Betrieb sicher zu stellen.

Auf dieser Webseite wurden schon entsprechende Bauvorschläge veröffentlicht, wie man an der CCU1 , der CCU2 oder am Konfigurationsadapter einen Anschluss für eine externe Antenne herstellt und wie man sich im Selbstbau eine externe sog. Groundplane Antenne herstellt.

externe Antenne für die CCU1

externe Antenne für die CCU2

externe Antenne für den LAN Konfigurationsadapter

Warum eine Flachantenne ?

Die bisher sehr erfolgreich verwendete Antenne ist eine sog. Groundplane Antenne, die zwar klein ist aber doch aufgrund der räumlichen Antennenform nicht hinter dem Schrank oder  der Kommode unsichtbar versteckt werden kann. Deshalb kam der Wunsch nach einer flachen Antenne auf, die einfacher an einem geeigneten Ort platziert werden kann. Bei den sehr guten Funkeigenschaften der Groundplane habe ich versucht , auch bei der Flachantenne bei dem Konzept zu bleiben. Man könnte nämlich statt der vier räumlichen Radials auch nur zwei Radials verwenden , die in einer Ebene (Flachantenne) liegen. Die Berechnungen zeigen, daß dies sehr gut möglich ist und trotzdem nahezu eine Rundstrahlcharakteristik erreichbar ist (siehe folgendes Bild).

Die Maße der so berechnete Groundplane sind :

  • Vertikalstrahlerlänge  79,8mm
  • 2 Radials (45°) mit 82,0 mm Länge

Konzept und Selbstbau

Die praktische Umsetzung sollte auch mit wenig Bastelerfahrung möglich sein. Deshalb wurde eine Platine als Strahler konzipiert, an die einfach die Radials aufgelötet werden. Das folgende Bild sagt mehr als viele Worte:

hm_antenne_2

Die Radials sind Messingröhrchen mit 2mm Durchmesser aus dem Baumarkt. Sie sind auf eine Länge von 80mm abzuschneiden und wie auf dem Bild aufzulöten. Durch die Platine bekommt das Gebilde eine ausreichende Haltbarkeit.

Als Anschluss verwendet man typisches dünnes und biegsames 50-Ohm WLAN-Antennenkabel mit den gebräuchlichen SMA-Steckern.  Aber Achtung : SMA Stecker gibt es als Male und Female und für die innere Verbindung auch als Male- und Female-Ausführung. Es gibt also insgesamt 4 verschiedene Typen von SMA Steckern/Buchsen !! Also genau hinschauen, sonst kauft man die falschen Anschlüsse.  Weitere Fragen zum Anschluß der Antenne beantworten sicher die o.a. Artikel bzw. Links.

Ganz einfach ist natürlich mein Komplettbausatz, bei dem alle Teile schon dabei sind. Komplettbausatz Flachantenne

Wichtige Information für den Komplettbausatz: 
Bei dem mitgelieferten Koaxkabel darf beim Abisolieren des Innenleiters nicht zu heftig an dem Innenleiter gezogen werden, weil sonst im „männlichen“ Stecker der Innenstift nach hinten gezogen wird. Danach ist dann kein Kontakt mehr vorhanden , wenn man beide Stecker zusammenschraubt.
Sicherheitshalber am Schluß mit dem Ohmmeter prüfen, ob der Innenleiter durchgehend vom Antennenanschluss in der CCU  bis zum Mittelstrahler der Antenne auch  Durchgang hat. Zusätzlich sollte man mit dem Ohmmeter prüfen, daß dieser Innenleiter keinen Kurzschluß zur Kabelabschirmung hat >> der Widerstand zwischen Innenleiter und Abschirmung muß hochohmig sein!

hm_antenne_3

Für den weniger erfahrenen „Löter“ hier noch ein Bild, wie man die Koaxkabel mit einem scharfen Messer ablängt und verzinnt. Aufpassen, daß man mit dem Messer nur die Isolierung des Innenleiters  und nicht die Kupferadern des Innenleiters anschneidet. Es reicht wie im Bild oben,  die Kabelabschirmung nur an einer Seite zu verlöten, weil die Radials über die Platine miteinander verbunden sind.

antenne_kabel


Anschluß an die CCU mit/ohne Ringkern ?

Zum Anschluß der Antenne muß man natürlich das jeweilige Gerät öffnen und verliert dementsprechend u.U. die Garantie. Man sollte deshalb schon mit dem Lötkolben umgehen können und etwas von Elektronik verstehen. In verschiedenen Artikeln hierzu (siehe o.a. Links) wird Schritt für Schritt das Vorgehen erklärt, so daß eigentlich jeder „Eingriff“ erfolgreich sein sollte 😉

Bisher habe ich immer einen Ringkern zwischen CCU-Antennenanschluss und Lötanschluss auf dem CCU-Board empfohlen. Dies ist sicher der richtige Weg, wenn unklar ist, inwieweit die Platine beim „Abstrahlen“ ungewollt mitspielt.  Deshalb habe ich zu diesem Thema verschiedene Versuche mit und ohne Ringkern unternommen.

Das Ergebnis
ist eindeutig:
Bei einer externen Antenne für die Homematic-Module ist ein Ringkern nicht notwendig bzw. ein Ringkern bringt keine meßtechnisch wahrnehmbaren Vorteile!

Wie lang darf die Antennenleitung sein ?

Die Frage nach der maximalen Länge der Antennenleitung kann man eigentlich nur so beantworten, daß die Leitung zwischen Antenne und CCU so kurz wie möglich sein sollte. Jeder Meter mehr bringt zusätzlich Dämpfung und damit Verschlechterung der Performance.

Die Dämpfung hängt entscheidend von der Kabelqualität ab. Da gibt es Riesenunterschiede.

Wir vergleichen mal 4 Koaxkabel:

> RG174 > Durchmesser: 2,8 mm, > Dämpfung bei 1000Mhz: 1,05dB/m
> RG316 > Durchmesser: 2,5 mm, > Dämpfung bei 1000Mhz: 0.87dB/m
> SS405 > Durchmesser: 2,7 mm, > Dämpfung bei 1000Mhz: 0,40dB/m
> RG213 > Durchmesser: 10,0 (!) mm, > Dämpfung bei 1000Mhz: 0,24dB/m

Gehen wir mal davon aus, daß eine externe Antenne am gleichen Standort wie die CCU etwa 3dB Gewinn bringt.
Dieser Gewinn wird aufgebraucht durch eine mehr oder weniger lange Leitung.
Für 3dB Leitungsverlust darf die Leitungslänge bei den verschiedenen Kabelsorten maximal sein:

> RG 174 : 2,85m
> RG316 : 3,45m
> SS405 : 7,50m
> RG216 : 12,50m

Also keine Frage: Man sollte das RG216 verwenden! Aber wer verlegt im Wohnraum mal eben ein 10mm dickes Kabel,  ganz abgesehen von dem dicken Antennenstecker an der CCU.

Also bei einem langen Antennenkabel ist ein hochwertiges Koaxkabel ein Muß, bei einem kurzen Antennekabel (<3m) kann man auch eine ungünstigere aber preisgünstige Kabelqualität ertragen. Nochmal:

Genau überlegen, wohin kommt die Antenne und wohin die CCU, daß einerseits die Antenne möglichst günsdz´tige Abstarhlbedingungen hat und andererseits das Antennekabel so kurz wie möglich ist!!

Zum Thema Koaxkabel gibt´s auf dieser Webseite mehr Informationen:
http://www.koax24.de/koaxialkabel/uebersicht-50-o/24-32-mm-gr2/rg174-au.html

Vergleich mit anderen Antennen

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 jeder die Frage möglichst in bezug auf sein individuelles  HM-Umfeld  beantwortet haben möchte. Deshalb habe ich mit meiner eigenen wahrscheinlich typischen HM-Installation die Leistungsfähigkeit verschiedener Antennen vermessen.  Als Meßwerkzeug wurde auf der CCU die Systemerweiterung „devconfig“ installiert. 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

Gemessen habe ich vier verschiedene Antennen :

  • die Original CCU2-Antenne
  • meine „alte“ Groundplane mit 4 Radials
  • eine käufliche 868Mhz-Stabantenne aus China
  • die „neue“ Flachantenne aus diesem Beitrag

Gemessen wurde an einem sehr ungünstigen Aufstellort im Keller und an einem günstigen Aufstellort im Erdgeschoss meines 1 1/2 stöckigen Einfamilienhauses. Gemessen wurde mit 30 verschiedenen HM-Modulen , die naturgemäß im ganzen Haus verteilt sind. Die gemessenen Werte sind immer Mittelwerte aus den Signalstärken der 30 Module.

Hier die Ergebnisse:

Bei der Interpretation der Vergleichswerte ist wichtig zu wissen, daß kleine negative dBm-Werte besser sind. Also je länger der Balken im Bild umso besser! Die Werte für den Aufstellort Keller (blaue Balken)  sind naturgemäß sehr schlecht. Hier bringt eine externe Antenne besonders viel. Für den günstigen Aufstellort im Erdgeschoss sind die Werte naturgemäß deutlich besser. Im Mittel  ist die Empfangsleistung im Keller um 8,6dBm schlechter. Das enspricht einem Faktor von 7,2 !

Bei dem günstigen Aufstellort der Antennen im Erdgeschoss ist der Unterschied der verschiedenen Antennenformen nicht so groß.  Aber immerhin sind zwischen CCU-Antenne und den anderen Antennen so um die 3dB Unterschied auzumachen, was einer doppelten Empfangsleistung entspricht.

Nicht jeder ist mit dem logarithmischen Maß Dezibel vertraut, deshalb im folgenden Bild die Unterschiede der Signalleistung als Faktoren:

So kann sich jeder ein Bild machen, was meßtechnisch eine externe Antenne bringt. Subjektiv möchte ich anmerken, daß ich auf eine externe Antenne nicht mehr verzichten möchte, weil damit in meiner individuellen Hausumgebung erst ein stabiler und zuverlässiger Betrieb möglich war. Und die vielen Posts zu diesem Thema sprechen eine beredte Sprache !

 

Für schwierige Bedingungen: 2 Antennen an der CCU

Obwohl die beschriebene Antenne sehr viel bringt kann es unter schwierigen Ausbreitungsbedingungen immer noch Empfangsprobleme geben. Ursache sind meist  dicke stahlbewehrte Betondecken, die eine Ausbreitung der Funkwellen über mehrere Stockwerke stark dämpfen. Repeater sind können zwar eine Lösung sein,  jedoch verbrauchen sie dauernd Strom, kosten Geld und müssen entsprechend administriert werden.  Eine zweite Antenne kann hier eine gute und einfache Lösung sein.

Dazu müssen aber die zwei Antennen in geeigneter Weise an die CCU gekoppelt werden. Eine einfache Parallelschaltung funktioniert nicht, weil die Parallelschaltung von zwei 50 Ohm Antennen einen Wellenwiderstand von 25 Ohm ergibt und das würde an dem 50 Ohm Antennenausgang der CCU zu einer erheblichen Fehlanpassung und damit Leistungseinbuße führen. Der Lösungsansatz ist einfach und sehr kostengünstig. Mit einem Stück 75 Ohm-Sat-Kabel kann man leicht einen sog. Viertelwellen-Transformator aufbauen, der den Wellenwiderstand der  parallel geschalteten zwei Antennen (25 Ohm) auf wieder 50 Ohm hochtransformiert.  Das folgende Bild zeigt die Schaltung dazu:Folie10

Damit die zwei Sat-Kabel-Leitungsstücke für die praktische Realisierung nicht zu kurz sind, wurde eine Länge von 3/4 Lambda dewählt. Damit ergibt sich als Länge ein Wert von 21,2cm, was für den Aufbau einfacher und  praktikabel ist.

Die beiden Antennen können nun an exponierter Stelle in jeder Hausetage positioniert werden, so daß auf diese Weise auch sehr schwierige Ausbreitungsbedingungen eigentlich kein Problem mehr sein dürften.

Viel Erfolg bei der praktischen Umsetzung !

 

Anmerkung:
Interessenten können den Komplettbausatz für die Flachantenne in meinem Webshop erwerben. https://www.stall.biz/produkt/komplettbausatz-fuer-ccu-flachantenne

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.

 

 

 

Für schwierige Funkbedingungen: 2 externe Antennen an einer CCU

Für schwierige Funkbedingungen: 2 externe Antennen an einer CCU

Daß man mit einer externen Antenne an der CCU oder anderen HM-Modulen die Stabilität des heimischen Funknetzes erheblich verbessern kann, haben bereits viele Homematiker praktisch ausprobiert. Die folgenden Links geben dazu mehr Informationen:
https://www.stall.biz/project/externe-flachantenne-fuer-die-homematic-und-vergleich-mit-anderen-loesungen
https://www.stall.biz/project/externe-antenne-an-ccu2-fur-ein-stabiles-hm-funknetz
https://www.stall.biz/project/externe-antenne-fur-den-lan-konfigurations-adapter

Obwohl die beschriebene externe Antenne sehr viel bringt kann es unter schwierigen Ausbreitungsbedingungen immer noch Empfangsprobleme geben. Ursache sind meist dicke stahlbewehrte Betondecken, die eine Ausbreitung der Funkwellen über mehrere Stockwerke stark dämpfen. Repeater sind können zwar eine Lösung sein, jedoch verbrauchen sie dauernd Strom, kosten Geld und müssen entsprechend administriert werden. Eine zweite Antenne kann hier eine gute und einfache Lösung sein.Dazu müssen aber die zwei Antennen in geeigneter Weise an die CCU gekoppelt werden. Eine einfache Parallelschaltung funktioniert nicht, weil die Parallelschaltung von zwei 50 Ohm Antennen einen Wellenwiderstand von 25 Ohm ergibt und das würde an dem 50 Ohm Antennenausgang der CCU zu einer erheblichen Fehlanpassung und damit Leistungseinbuße führen. Der Lösungsansatz ist einfach und sehr kostengünstig. Mit einem Stück 75 Ohm-Sat-Kabel kann man leicht einen sog. Viertelwellen-Transformator aufbauen, der den Wellenwiderstand der parallel geschalteten zwei Antennen (25 Ohm) auf wieder 50 Ohm hochtransformiert. Das folgende Bild zeigt die Schaltung dazu:

Damit die zwei Sat-Kabel-Leitungsstücke für die praktische Realisierung nicht zu kurz sind, wurde statt 1/4 Lambdaeine Länge von 3/4 Lambda gewählt. Damit ergibt sich als Länge ein Wert von 21,2cm, was für den Aufbau einfacher und praktikabel ist.

Die beiden Antennen können nun an exponierter Stelle in jeder Hausetage positioniert werden, so daß auf diese Weise auch sehr schwierige Ausbreitungsbedingungen eigentlich kein Problem mehr sein dürften.

Viel Erfolg bei der praktischen Umsetzung !

ESP8266 mit externer WLAN-Antenne für WIFFI, WeMos …

ESP8266 mit externer WLAN-Antenne für WIFFI, WeMos …

1 Ausgangssituation

Für viele Projekte in der Hausautomation werden die sehr leistungsfähigen und preisgünstigen Mikrocontroller der ESP8266 -Reihe verwendet. Dabei gibt es Versionen mit verschiedenem Layout und  unterschiedlicher Anzahl von Ports. Sie werden mit dem ergänzenden Kürzel ESP-01  bis ESP-12 gekennzeichnet. Fast alle Versionen haben eine gedruckte Antenne auf der Modulplatine, lediglich die Versionen ESP-02 , ESP-05  und ESP07 haben eine Pigtail-Buchse als  externen WLAN-Antennenanschluss.  Allerdings haben gerade diese Versionen nur wenige Ports und sind auch nicht so verbreitet wie zum Beispiel die „Vollversion“ ESP-12. Dieser letztgenannte Typ wird in sehr kostengunstigen Lösungen für die Arduino-Entwicklungsumgebung eingesetzt. Kleine fertige Mikrocontroller mit dem ESP8266 ESP-12 heißen Wemos, Nodemcu usw.

2 Warum eine externe Antenne ?

Ganz einfach, weil gerade im Haus wegen der Wände und Betondecken die Funkabdeckung mit dem hauseigenen Router manchmal zu schwach ist! Man kann zur Problemlösung zwar Repeater o.ä. einsetzen, aber mit einer verbesserten Antenne ist meistens eine deutlich bessere Verbindung sicher gestellt. Und das ohne  stromfressende Zusatzgeräte! Dazu kommt, daß die Platinenantennen der Module nicht so überragende Sende- Empfangseigenschaften haben können, einfach weil sie einfach räumlich sehr klein sind. Mit einer größeren externen Antenne ist da einiges an Reichweite zu holen.

3 Der Umbau

So ganz einfach ist der Umbau nicht, weil die zu verändernden Teile ausgesprochen klein sind.  Auch muß eine geeignetes Equipment vorhanden sein:
>> möglichst eine Leuchtlupe,
>> Lötstation mit feiner Lötspitze ,
>> Cuttermesser o.ä.

Und natürlich benötigt man zum Umbau eine kurze Koaxleitung mit SMA-Einbaubuchse, im folgenden nur Kabelpeitsche genannt . An die SMA-Einbaubuchse kann dann eine WLAN-Antenne angeschraubt werden. Wichtig ist, daß Antennenanschluss und Kabelpeitsche auch den zueinander passenden SMA-Anschluss haben.

esp8266_antenne7

Wichtig: Es gibt zwei SMA-Steckerfamilien: die einfachen SMA-Steckverbinder als Male und Female  und die sog. RP-SMA-Steckverbinder auch als Male und Female -Ausführung. Man muß darauf achten, daß Steckeranschluss und Antennenanschluss aus der gleichen Steckerfamilie stammen, sonst passt nichts zueinander !

Bei den ESP8266 ESP-12 Chips gibt es nach meiner Kenntnis zwei verschiedene Antennenformen (feiner Mäander und grober Mäander ) , die beim folgenden Umbau in den einzelnen Schritten bildmäßig auch erläutert werden.

Los geht´s.
Erst mit dem Cuttermesser  die Leitungen der Leiterplatten-Antenne unterbrechen. Dazu schneidet man vorsichtig die Leiterbahnen an den Stellen wie im folgenden Bild gezeigt.

wiffi1

 

wemos1Dann werden die Leiterbahnen zwischen den Schnitten durch vorsichtiges Kratzen mit dem Cuttermesser wie in folgendem Bild entfernt:

wiffi2

Übrig bleibt eine Lötinsel zum Anschluss der Koaxkabel-Seele . Diese Lötinsel wird jetzt verzinnt und auch das daneben liegende Gehäuse wird zum Anschluß der Koaxkabe-Abschirmung verzinnt. Aber nicht zu lange mit dem  Lötkolben erwärmen!

wiffi3

wemos2

Jetzt wird die Kabelpeitsche mit dem konfektionierten SMA-Stecker angelötet.

wemos3

Und so sieht das ganze dann im verlöteteten Zustand aus. Die Abschirmung des Koaxkabels ist mit dem Blechgehäuse des ESP8266 verlötet, so daß dies gleichzeitig auch eine gute Zugentlastung ist.

wiffi4

wemos4

Zum Schluss mit einem Ohmmeter nachprüfen, daß beim  Koaxkabel die Seele und die Abschirmung keine ungewollte Verbindung haben und daß der Innenanschluß der SMA-Buchse auch Durchgang hat zur Lötinsel auf dem ESP8266.

Nun die Antennenbuchse in das Modulgehäuse einschrauben und die WLAN-Antenne einstecken bzw. aufschrauben so wie beim WIFFI-wz in folgendem Bild :

esp8266_antenne4

4 Das Ergebnis

Das Ergebnis war bei mir überraschend gut,  deutlich mehr als 10dB Gewinn gegenüber der Leiterplattenantenne !!  Selbst im abgelegensten Winkel meines Hauses kann ich meinen  WIFFI-wz nun platzieren ohne einen Repeater o.ä. einzusetzen. Der Aufwand hat sich gelohnt.

Viel Erfolg beim Nachbau !

Haftungs- und Sicherheitshinweise

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.

Externe Antenne an CCU2 für ein stabiles HM-Funknetz

Externe Antenne an CCU2 für ein stabiles HM-Funknetz

In einem früheren Beitrag hatte ich beschrieben, wie man eine externe Antenne für die Homematic selbst baut und wie man dafür einen Antennenanschluss an der CCU1 anbringt.

http://homematic-forum.de/forum/viewtopic.php?f=31&t=10957&hilit=externe+Antenne
Obwohl die CCU2 bezüglich Funkreichweite mit viel Vorschuss-Lorbeeren bedacht wurde, hat sich im praktischen Betrieb keinerlei Verbesserung zur CCU1 ergeben.Wie sollte auch, denn der eingebaute Transceiver scheint der Gleiche zu sein und das als Antenne verwendete Drähtchen kann man hochfrequenztechnisch ziemlich vergessen.Also habe ich ziemlich direkt nach Kauf der CCU2 wieder meine bei der CCU1 bereits verwendete externe Antenne angeschlossen ….
und weg waren meine Verbindungsprobleme und regelmässigen Fehlermeldungen hierzu!Für den interessierten Nachbauer habe ich hier das Kochrezept des Umbaus einer CCU2 mit einigen Fotos dokumentiert.
Benötigt werden für den Antennenanschluss an der CCU2 nur …1.) ein Ferrit Ringkern
Nicht zu gross , ich verwende einen mit den Maßen (in mm) :13×7,5×6,5 Eine Alternative wäre auch z.B. bei Conrad: Epcos Beschichteter Ringkern RINGKERN, BESCHICHTET, 12,5X7,5X5 T38 R12.5 5110 nH T382.) ca. 0,5m flexibles 50Ohm Koaxialkabel RG58 mit SMA-Buchse.
Damit man die kleinen Stecker und dünnen Kabel nicht löten muß, empfehle ich dringend die Verwendung vorkonfektionierter Kabel . Wird bei ebay günstig angeboten. Suche mit Stichwort „sma RG58“ . Ein Anbieter ist z.B. hier:http://www.ebay.de/itm/WLAN-ANTENNEN-KABEL-REVERSE-RG58-VERLANGERUNG-RP-SMA-1m-/130676036259?pt=DE_Computing_Richtantennen&hash=item1e6ce612a3Wichtig ist bei der ganzen SMA-Steckerwirtschaft, dass man sich die passenden Kabel besorgt. Es gibt Buchsen mit Aussengewinde sowohl als „male“ oder als „female“. Ebenso gibt es Stecker mit Innengewinde als „male“ und „female“.Also bei der Bestellung genau hinschauen! Ich verwende an der CCU2 einen SMA-Anschluss mit Aussengewinde und „male“ (siehe Bild weiter unten).
Zuerst schraubt man die CCU2 auf, wozu man leider einen kleinen Vielzahn-Imbussschlüssel benötigt. :mrgreen:
Achtung: Formal verliert man spätestens hier die Garantie!

Bild1

Vom konfektionierten Kabel wird nun ein 40cm-Endstück mit der verwendeten Gerätebuchse abgeschnitten und auf den Ringkern ca. 2 bis 3 Windungen aufgebracht. Das abgeschnittene Kabelende wird nun mit sorgfältig verzinntem Innenleiter und verzinntem Aussenleiter an die entsprechenden Anschlüssen in der CCU2 angelötet. Die nachfolgenden Bilder sagen hoffentlich mehr als tausend Worte!

Bild4

Das Koaxkabel wird bei mir durch ein möglichst unsichtbares Loch in der Rückwand nach außen geführt.

Bild3

So sieht der externe SMA-Antennenanschluss aus:

Bild2

Das ist meine selbstgebaute Antenne (siehe http://homematic-forum.de/forum/viewtopic.php?f=31&t=10957&hilit=externe+Antenne)

Bild5

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.

 

Externe CCU1  Antenne: mehr Reichweite,weniger Fehlermeldungen

Externe CCU1 Antenne: mehr Reichweite,weniger Fehlermeldungen

1  Warum das Ganze ?
Ich hatte recht häufig Fehlermeldungen, die mit dem hier im Forum beschriebenen Scripten zwar deutlich reduziert werden konnten, aber dennoch schien mir die Ursache damit nicht behoben. Auch die Reichweite der Fernbedienungen bei Benutzung außerhalb des Hauses z.B. im Garten war unbefriedigend, so dass ich nach Verbesserung suchte.
Mit der hier beschriebenen selbst gebauten externen Groundplane-Antenne konnte ich bei mir die Fehlermeldungen nahezu komplett beseitigen und insgesamt einen viel stabileren Systemzustand erreichen, bei dem eine kritische oder ungünstige Einbaullage der Aktoren und Sensoren sich kaum negativ sich auf die Übertragungssicherheit auswirkt.
Nach wenig erfolgreichen Recherchen in den einschlägigen Foren fand ich eine Veröffentlichung zu einer verbesserten CCU- Antenne hier: http://www.techwriter.de/beispiel/funkeige.htm
Der Verfasser hat die offensichtlichen hochfrequenztechnischen Schwächen der CCU-Antenne erkannt und eine sehr gute und einfache Lösung für eine verbesserte eingebaute Antenne beschrieben. Diese habe ich so nachgebaut und auf Anhieb erhebliche Verbesserungen gehabt. Diese Lösung kann man deshalb m.E. uneingeschränkt empfehlen!
2  CCU Herzoperation
Als Funkamateur ließ mich das Thema aber nicht ruhen und ich wollte noch mehr aus dem System herausholen. Zuerst habe ich mal das Sendemodul auseinandergenommen, um nach den verwendeten ICs zu schauen. (Bilder 1 bis 3 )
Folie1
Bild 1: Sendemodul
Bild 2. Sendemodul geöffnet                                                           Bild 3: Sendemodul von unten
Herz des Sendmoduls ist ein Chip CC1100 von Texas Instruments. Das Datenblatt in http://www.ti.com/lit/ds/symlink/cc1100.pdf zeigt u.a. auch die typische Applikationsschaltung, die nach meiner Prüfung am Sendemodul bis auf geringfügige Änderungen hier ebenfalls verwendet wurde. Die Ausgangsimpedanz für den Antennenanschluss ist auf jeden Fall 50Ohm, was für die optimale Auslegung einer geeigneten Antenne natürlich wichtig ist.
3  Externer Antennenanschluss
Um bei der Optimierung der Antenne mehr Spielraum zu haben, habe ich die CCU mit einem externen Antennenanschluss versehen. Die Bilder 4 bis 7 zeigen die Vorgehensweise beim Umbau der
CCU und benötigen hoffentlich keine weiteren Erklärungen :Folie2
Folie2
Folie2
Bild 4: CCU mit SMA-Antennenbuchse                                           Bild 5: Geöffnete CCU im Bereich der AntenneFolie3Bild 6: Der Antennenanschluss mit Ringkern                                                       Bild 7: Eingebauter AntennenanschlussAls Antennenanschluss verwendet man am besten ein konfektioniertes WLAN-Kabel mit SMA- Steckern. (gibt´s beispielsweise bei ebay mit den Suchworten „SMA Kabel“ ). Den Ferrit-Ringkern kauft man bei den typischen Elektronikläden… z.B. hier:
http://www.pollin.de/shop/dt/NDk5OTQ3OTk-/Bauelemente_Bauteile/Passive_Bauelemente/Spulen_Filter/Ferrit_Ringkern.html
Abhängig von der Größe des Ringkerns bringt man 2 bis 3 Windungen mit dem Antennenkabel auf. Das Ganze wird sorgfältig an das Sendemodul angelötet und die SMA-Buchse eingeschraubt.
CCU wieder zuschrauben und eine geeignete externe Antenne mit einem Verbindungskabel an einem strahlungsmäßig möglichst vorteilhaften Ort positionieren!4  Berechnung einer externen Antenne für 868Mhz
Die einfachste Methode ist natürlich der Kauf einer externen Antenne möglichst als Rundstrahlantenne für die Frequenz 868,35 Mhz, wie Sie beispielsweise bei Conrad angeboten wird:
http://www.conrad.de/ce/de/product/190123/Aurel-650200599-Ground-Plane-Antenne/2401030&ref=list
Für meine Versuche habe ich eine Groundplane Antenne selbst ausgelegt und gebaut. Mit etwas Geschick beim Löten ist der Aufwand recht gering, weil die Abmessungen solch einer Antenne relativ klein sind. Die Berechnung erfolgte mit einem Antennenberechnungsprogramm MMANA-GAL, welches man in einer deutschen Version für die private Verwendung kostenlos hier herunterladen kann:
http://dl2kq.de/mmana/4-7.htm
Dieses Programm ist sehr leistungsfähig und man kann sehr gut eigene Antennengeometrien optimieren. Im Amateurfunkkreisen wird die Software häufig verwendet. Das Ergebnis meiner Antennenberechnungen für eine sog. Groundplane-Antenne mit dieser Software ist in den nachfolgenden Bildern erklärt:Folie4Bild 8: Geometrie der berechneten Groundplane-AntenneDie berechneten Strahlungsdiagramme unterscheiden sich natürlich, je nachdem ob Freiraum Strahlungsverhältnisse oder reale Verhältnisse vorliegen. Die Bilder 9 und 10 zeigen die Unterschiede recht deutlich:Folie5Bild 9: Freifeld-Strahlungsdiagramm Bild 10: „reales“ Strahlungsdiagramm

 

5  Selbstbau der Groundplane
Für die Strahlungselemente wird Messingrohr mit 1.5mm Durchmesser aus dem Baumarkt verwendet. Als mittiger Halter der Strahler dient eine SMA-Buchse für Platinenmontage, wobei die Beinchen abgetrennt wurden und an deren Stelle mit dem Dremel kleine Einsenkungen für die anzulötenden Radials angebracht. Die Bilder 11 bis 13 zeigen die praktische Umsetzung:

Folie6

Bild 11: Die zusammengelötete Antenne                                              Bild 12: Antenne mit Anschlusskabel

 

Folie7

Bild 13: Die SMA-Platinenbuchse mit den angelöteten Radials und dem Strahler oben

 

Folie8

Bild 14: Die Antenne mit Kleinverteiler als Untersatz

 

6  Erfahrungen
Mit dieser Antenne konnte ich den Aufstellungsort der Antenne und der Homematic CCU trennen und für die Antenne einen in meinem Haus strahlungstechnisch optimalen Platz finden. Die Verbesserungen in der Zahl von Fehlermeldungen war sofort spürbar; seitdem hatte ich praktisch keine Fehlermeldungen mehr.
Mit einer 4-Tasten-Fernbedienung habe ich erste Reichweitenversuche angestellt. Die Antenne war dabei mittig im Erdgeschoss meines freistehenden Einfamilienhauses aufgestellt. Die einwandfreie Fernbedienungsfunktion konnte ich bei Entfernung vom Haus bis zu 200m feststellen. Vorher hatte ich schon direkt außerhalb des Hauses meine Probleme. Dies ist aber nur ein erster Eindruck. Für einen richtigen Vergleich müsste ich irgendwann meine CCU wieder auf die originale Antenne umrüsten müssen.

… aber das möchte ich eigentlich auf keinen Fall mehr!

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.

868Mhz-Funksignal ansehen mit DVB-T Stick

868Mhz-Funksignal ansehen mit DVB-T Stick

Es kann sehr hilfreich sein, die Sendesignale der Homematic sich mal genauer anzusehen. Bisher waren hierfür teure Empfänger notwendig, die in diesem Zusammenhang den Aufwand sicher nicht rechtfertigen. Dazu kommt, daß die Funkaussendungen meist nur sehr kurz sind (ca. 0,1sec) und diese kurzen Signale mit einem einfachen Scanner- oder Kontrollempfänger bestenfalls als Knacken im Lautsprecher wahrgenommen werden. Eine hochfrequenzmäßige Optimierung ist so kaum möglich.
Seit einem halben Jahr gibt es aber die Möglichkeit, mit einem ganz bestimmten DVB-T Stick und spezieller Treiber (anstelle der Original-Treiber) in Verbindung mit einer tollen Freeware auf dem PC einen fast professionellen Panoramaempfänger für unter 20€ zu realisieren! Damit kann dann nicht nur eine diskrete Empfangsfrequenz sondern ein Frequenzbereich von fast 3Mhz wie auf einem teuren Frequenzanalysator dargestellt werden. Gleichzeitig kann mit einem sog. Wasserfalldiagramm das Frequenzspektrum über längere Zeit beobachtet und aufgezeichnet werden, so dass keine Aussendung verborgen bleibt.
Statt vieler Worte schaut man sich am besten das angefügte Bild der Bedienoberfläche an.Wer diesen sog. Software Define Receiver (SDR) auch haben möchte , der sollte sich die folgenden Links ansehen.
http://www.oe7.oevsv.at/opencms/referat … /RTL2832U/
http://dl3jin.de/sdr.htm
… oder Googeln mit „RTL2832 und SDR“Es gibt mittlerweile eine große Entwicklergemeinde, die innerhalb kürzester Zeit verschiedene Empfänger-Software an den DVB-T Stick angepasst haben.
Mein Favorit ist die Empfänger-Software SDR# : http://rtlsdr.org/softwarewindows… noch eine Anmerkung zur Beschaffung eines geeigneten DVB-T Stick:
ein nach meinen Erfahrungen besonders empfindlicher Stick ist mit der Chipkombination RTL2832U und R820T ausgeführt.
Preiswert in China über ebay zu beziehen mit den Suchbegriffen „DVB-T RTL2832U R820T“ unter „weltweit“.
Preis ca. 10€ inkl. Porto , Lieferung dauert meistens 2 bis 3 Wochen. Zoll ist bei dieser Einkaufssumme m.E. keiner fällig.
Viel Spass beim Nachbau

Nachtrag:

Die Besitzer von einigen FS20 Komponenten können wahrscheinlich ein Lied darauf singen, wie wichtig die „Funk-Gesundheit“ eines drahtlosen Automationssystems ist. Lt. aktueller c´t -Ausgabe haben einige FS20-Komponenten wohl sehr breitbandige Empfänger, die mit den Aussendungen des LTE-Datenfunks im Frequenzbereich 790 bis 882Mhz einige Probleme haben. siehe : http://www.heise.de/ct/12/26/links/025.shtmlWenn ich das Datenblatt des Funkchips (CC1100 von Texas Instruments) von den Homematic-Komponenten richtig interpretiere, haben wir hier einen relativ schmalbandigen Empfänger und sind hoffentlich von diesem Thema verschont. Trotzdem sieht man an dem FS20-Beispiel, wie wichtig die „Funk-Hygiene“ für den störungsarmen und sicheren Betrieb eines Automationssystems ist.Zwar ist der Funkverkehr mit der Homematic insofern „sicher“, weil er die Befehle quittiert. Aber was nützt das alles, wenn bei Funkstörungen dauernd Fehlermeldungen entstehen? Eine zuverlässige und damit sichere Verbindung ist auch bei der Homematic nur bei sauberen Hochfrequenz-Verhältnissen möglich! Zwar ist die Arbeitfrequenz von 868,35Mhz z.Zt. noch recht frei, aber dies wird sich sicher in Zukunft ändern, ähnlich wie schon bei 435Mhz vorgelebt.Also wer ein zuverlässiges Homematic-System haben will sollte ….
1  die Antennen für optimale Verbindung einrichten
2  ggf. eine externe CCU-Antenne platzieren
3  hochfrequenzmäßige Störquellen identifizieren und beseitigen.
4  Repeater nur im Notfall einsetzen
Für den Punkt 3. habe ich den Panoramampfänger mit dem DVB-T Stick sehr gut einsetzen können! Mit einer geeigneten Antenne kann man ausgezeichnet sehen, was die eigene Homematic aussendet und, was noch wichtiger ist, ob auf der Sendefrequenz sich noch andere Sender tummeln, die der eigenen Homematic das Leben schwer machen. Wenn man einfach nur den DVB-Stick kauft und die spezielle Software auf dem PC betreibt, dann reicht dies eigentlich für den Homematic-User zur Kontrolle seines Systems völlig aus.Wer aber mehr mit diesem tollen Stick machen möchte und beispielsweise auch niederfrequentere Störungen im Mittel- und Kurzwellenbereich analysieren möchte, die beispielsweise von schlechten Schaltnetzteilen oder Datenübertragungen über Netzleitungen verursacht werden, der kauft sich einen zusätzlichen Frequenzumsetzer.
Ich habe mir einen preiswerten Umsetzer „Ham It Up“ über ebay in den USA bestellt. Kosten mit Versand unter 40€. Dieser Frequenzumsetzer transformiert die Eingangsfrequenz von 0 bis 50Mhz in einen für den DVB-T Stick empfangbaren Bereich von 100 bis 150Mhz. In der Empfangssoftware SDR# wird dann lediglich ein Frequenzoffset von 100Mhz eingestellt.Selbst ohne Lötkolben kann man dieses Modul mit geeigneten Verbindungskabeln mit dem DVB-T Stick und der USB-Buchse des PC verbinden. Wer´s besonders gut machen will, der baut sowohl den Stick als auch den Frequenzumsetzer in ein Weißblechkästchen ein. Weitere Details findet man hier:
http://www.hamradioscience.com/ham-it-up-hf-converter/
Damit hat man nun einen Kontrollempfänger von 0 bis in den Ghz-Bereich und kann entweder zum Vergnügen auf Wellenjagd gehen oder zielgerichtet irgendwelche Störer ermitteln. Ich habe damit bereits das 24V-Schaltnetzeil für meine Wired-Komponenten als Störenfried entdecken können. Die angehängten Bilder zeigen sehr schön die beachtlichen Störungen („Lattenzaum“) im Kurzwellenbereich mit schlechtem und „gutem“ Netzteil. In meinem Haus hatte ich noch weitere Schaltnetzteile mit erheblichem „Sendungsbewusstsein“, die ich so leicht identifizieren konnte. Sicher sind diese Störungen für die Homematic kaum relevant, aber an dem Beispiel kann man gut erkennen, wie gut die Störungssuche mit diesem Panoramaempfänger möglich ist.
Hier noch einige Links bei Youtube zum Angucken: Stichwort „RTL2832“ und/oder „Ham It Up“
http://www.youtube.com/watch?v=Rnof4xGkdAo
http://www.youtube.com/watch?v=Z0hEquzLsWUsdr2normales Frequenzspektrum ohne StörungenFrequenzspektrum mit Störungen durch schlechtes Schaltnetzteilssdr4

Externe Antenne für den LAN Konfigurations-Adapter

Externe Antenne für den LAN Konfigurations-Adapter

Für meine aktuellen Versuche mit der CCU2 auf Basis des Raspberry habe ich mir nun einen LAN Adapter zugelegt, dessen Reichweite leider nicht ausreichend war. Deshalb habe ich an diesen LAN-Adapter  einen Anschluss für eine externe Antenne angebracht. Die Modifikation ist sehr einfach möglich, ohne am Gehäuse irgendwelche sichtbaren Löcher zu bohren. Man kann also einfach alles wieder zurückrüsten!
Die fertig konfektionierte Antennenbuchse mit einem etwa 30cm langen Kabelschwanz wird am Hf-Modul mit Abschirmung und Seele angelötet. Aus hochfrequenztechnischen Gründen ist es sinnvoll, einen kleinen Ringkern in die Antennenleitung einzufügen. Dafür wird die Antennenleitung mit ca. 2 bis 3 Windungen auf den Ringkern aufgebracht. Genaueres kann man im o.a. Beitrag lesen.Die folgenden Bilder zeigen die einzelnen Schritte:
bild1

Durch ein Loch für die Wandbefestigung wird das Koaxkabel mit dem konfektionierten SMA-Stecker eingeführt.

bild3

Mit ca. 2 bis 3 Windungen wird das Koaxkabel durch den Ringkern geführt und am Hf-Modul angelötet. Bitte einen kleinen Ringkern verwenden. damit das Wicklungsgebilde im Gehäuse ausreichend Platz findet.

Zuschrauben und fertig!
Es ist natürlich klar, dass man nach solchen Transaktionen die Garantie für das Gerätchen verliert. Aber wegen der deutlich verbesserten Reichweite und viel weniger Fehlermeldungen möchte ich auf meine externe Antenne nicht mehr verzichten.

Warnhinweis: 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.

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  Antennenstecker 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.

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