Antena Z-Wave: 4 stopnie

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:27

• Anteny pasywne zwiększają moc i zasięg
• Brak konieczności demontażu lub lutowania
• Niedrogi
• Łatwe do zainstalowania

Eksperymentowałem z moim systemem Z-Wave Plus, aby zwiększyć zasięg moich czujników drzwi/okien zasilanych bateryjnie. Używam ich do monitorowania pułapek na szczury/myszy i potrzebowałem większej odległości. Zobacz moje inne instrukcje

Jeśli nie chcesz czytać wszystkich poniższych informacji technicznych, spróbuj przykleić prosty 8-calowy przewód miedziany lub fortepianowy do czujnika jak najbliżej anteny wewnętrznej (patrz czarne oznaczenia na rysunkach 1 i 2) i sprawdź, czy zwiększa zasięg. Przyklej również 8-calowy przewód do koncentratora Z-Wave w pobliżu anteny wewnętrznej, w przypadku koncentratora Smartthings V3 przyklej go z przodu po prawej stronie, gdy patrzysz na przód koncentratora, bezpośrednio w linii ze złączem zasilania. Wszystkie anteny pasywne powinny być ustawione pionowo. Aby przetestować, uruchom czujnik 10 razy przed i po dodaniu anten, a następnie sprawdź historię, aby zobaczyć, ile zdarzeń zostało zarejestrowanych.

Umieszczenie przewodu blisko anteny wewnętrznej ma kluczowe znaczenie. Oba moje czujniki zostały rozebrane, aby dowiedzieć się, gdzie znajdują się anteny wewnętrzne, znajdują się one naprzeciwko akumulatora. Antena na zdjęciu 1 wygląda jak mała sprężynka pod czarnym oznaczeniem. Antena na zdjęciu 2 to prawie cały prostokąt, zaznaczony czarnymi liniami. Umieść pasywną antenę bezpośrednio nad dowolnym czarnym znacznikiem. Przesuwając pasywną antenę na pierwszym obrazie nad anteną wewnętrzną, czujnik przeszedł z rejestrowania 0/10 do 10/10 udanych zdarzeń otwierania i zamykania zarejestrowanych w historii z tej samej lokalizacji

Moja instruktażowa antena SmartThings, większość informacji jest powtarzana w ostatnim kroku tej instrukcji

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

Procedura testowa

Anteny pasywne (cienkie miedziane przewody) zostały przymocowane do czujników i przetestowane pod kątem siły sygnału za pomocą Hackrf One SDR (Radio definiowane programowo). Porównano długości fali ¼, ⅝ i 1 bez anteny. Najlepiej wypadła antena o długości fali ⅝.

Poniżej wyniki w dB. dB to skala logarytmiczna, więc wzrost mocy o 3 dB to 2x moc. Na przykład, jeśli przejdziesz z -50dB do -47dB, moc wzrosła o 3dB lub podwoiła się.

Poziomy mocy zostały zmierzone przy częstotliwości 916 MHz US Z-Wave PLus. Dla każdego pomiaru oddzielonego przecinkiem w poniższych danych czujnik drzwi został wyzwolony ~10 razy i zarejestrowano szczyt z 10 wyzwalaczy.

Wyniki testu mocy szczytowej 916 MHz

Antena pasywna o długości fali 5/8 (najlepsza wydajność!)

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

1 długość fali (dłuższe NIE jest lepsze!)

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

1/4 długości fali (większość informacji internetowych zaleca anteny pasywne o długości 1/4 fali, 5/8 to DUŻO lepsze!)

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

Brak anteny pasywnej (zapas)

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

Notatka

Z-Wave i Z-Wave Plus używają tej samej częstotliwości. Z-Wave Plus to nowsza wersja z większym zasięgiem i lepszą żywotnością baterii, więc kup Z-Wave Plus, jeśli możesz

To są dwa czujniki, których używam.

Czujnik drzwi/okien Monoprice Z-Wave Plus, BEZ LOGO (ten miał najlepszy zmierzony zysk mocy z anteną 5/8) Aktualizacja: Czujnik został rozebrany, aby zlokalizować antenę wewnętrzną, umieść pasywną antenę na dowolnym czarne ślady na zdjęciu 2.

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

Czujnik drzwi i okien Monoprice Z-Wave Plus, brak logo (mał znacznie mniejszy zysk mocy) Aktualizacja: Czujnik został rozebrany w celu ustalenia, gdzie znajduje się antena wewnętrzna i wykazał ogromną poprawę w ilości zarejestrowanych zdarzeń testowych (0/ 10 nagranych zdarzeń stara lokalizacja, 10/10 nowa lokalizacja) poprzez przesunięcie anteny nad czarną kropką na pierwszym zdjęciu.)

www.monoprice.com/product?p_id=24259

Krok 1: Tworzenie pasywnej anteny

Znajdź swoją częstotliwość Z-wave na poniższej liście wikipedii. Wiele krajów ma 2 częstotliwości, jeśli nie jesteś pewien, jaka częstotliwość ma twoje urządzenie Z-wave, wybierz średnią z 2. Większość dokumentacji mówi, że częstotliwość w USA to 908.42 MHz, zmierzyłem oba moje czujniki na drugiej częstotliwości 916 MHz.

Lista częstotliwości Z-Wave

Weź swoją częstotliwość i umieść ją w poniższym kalkulatorze, aby uzyskać 1 długość fali, a następnie pomnóż ją przez ⅝, aby uzyskać 5/8 długości fali, to będzie długość Twojej anteny/przewodu.

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

Oto jak obliczyć długość dla 2 częstotliwości US

Fala Z plus 908.42 MHz: długość fali = 0,33001526 m = 12,99 cala: ⅝ długość fali = 8,11 cala

Fala Z plus 916 MHz: długość fali 0,32728434 = 12,88 cala: ⅝ długość fali = 8,05 cala

Przytnij mały drut miedziany lub drut fortepianowy do obliczonej długości fali 5/8. Możesz kupić drut fortepianowy w sklepie z narzędziami, uzyskać najcieńszy, jaki mają.

Przyklej przewód z boku czujnika i przetestuj!

Wskazówka: aby uzyskać większy zasięg, spróbuj skierować przód koncentratora z-wave na najdalszy czujnik. Mam koncentrator Samsung Smartthings v3, ich strona internetowa mówi, że najsilniejszy odbiór jest z przodu.

Krok 2: Jak wykonano pomiary

Pierwsze zdjęcie jest z pasywną anteną o długości fali 5/8 przyklejoną z przodu, drugie zdjęcie jest bez anteny.

Użyłem Hackrf One, ponieważ mogłem go pożyczyć od znajomego. To przesada do pomiaru fali Z, są tańsze SDR, które powinny działać, chociaż nie jestem z nimi zaznajomiony. Potrzebujesz takiego, który będzie mierzył częstotliwości w zakresie fali Z, ~850Mhz do ~950Mhz. Jeśli ktoś wymyśli, jak mierzyć za pomocą tańszych SDR, proszę o komentarz.

Wyposażenie pomiarowe

Hackrf One ~300 USD

www.seattletechnicalbooks.com/hackrf

Myślę, że to jest antena, zaktualizuję po zapytaniu kolegi.

Oprogramowanie pomiarowe

Użyłem tego darmowego analizatora widma, „analizatora widma Pavsa hackrf”. Był łatwy w konfiguracji, niezawodny i działał dobrze.

Ustawienia pomiaru

Ustaw analizator widma, aby zaczynał się tuż poniżej i kończył tuż powyżej częstotliwości fali Z, dla mnie było to 915 MHz do 917 MHz. Bawiłem się liczbą próbek i FFT Bin (Hz), aż uzyskałem spójne pomiary, 5000 Bin (Hz) i 65536 próbek działały dobrze. Na karcie opcji wykresu wybierz „Włączony wodospad”, „Pokaż szczyty” i „Stałe wyświetlanie” i ustaw „Czas trwałości” na 60 sekund.

Krok 3: Pasywna antena Smartthings V3 Hub

Spróbuj przykleić przewód o długości fali 5/8 (8 cali dla fali Z w USA) z przodu po prawej stronie koncentratora Smartthings V3, poniższe testy pokazują, że rozszerza on zakres

Znalazłem zdjęcie płytki drukowanej koncentratora Smartthings V3, patrz link poniżej. Antena Z-wave znajduje się przed koncentratorem, bezpośrednio przed złączem zasilania. Poniższy rysunek przedstawia spód płytki drukowanej, więc antena pasywna musi znajdować się po prawej stronie. W przypadku koncentratorów innych marek spróbuj znaleźć miejsce montażu anteny wewnętrznej i umieść przewód jak najbliżej.

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

Nie mogłem znaleźć sposobu, aby zmusić koncentrator Smartthings do wysłania sygnału wychodzącego do pomiaru za pomocą SDR, więc uruchomiłem moje czujniki 15 razy bez pasywnej anteny koncentratora i 15 razy ponownie z pasywną anteną koncentratora w odległości ~ 40 'od Centrum. Historia została sprawdzona, aby zobaczyć, ile zdarzeń zostało zarejestrowanych. Moje wyniki z pasywną anteną w piaście były bliskie ideału.

Wyniki bez pasywnej anteny piasty

Czujnik prostokątny 11/15 (nagrane zdarzenia/całkowita liczba wyzwolenia czujnika)

Zaokrąglony czujnik 13/15

Wyniki z pasywną anteną piasty

Czujnik prostokątny 15/15

Zaokrąglony czujnik 14/15

Krok 4: Eksperyment z pasywną anteną Smartthings V3

Dzięki czujnikom stwierdziłem, że umieszczenie anteny pasywnej bliżej anteny wewnętrznej zwiększyło sygnał. Umieszczenie anteny pasywnej bliżej wewnętrznej anteny koncentratora również powinno pomóc w zwiększeniu sygnału/zasięgu. Nie mogłem rozebrać piasty, więc wywierciłem duży otwór pod gumową stopką i umieściłem przewód 8" (5/8 długości fali) obok anteny wewnętrznej. Jest o około 1/2" bliżej niż miejsce, w którym został przyklejony z przodu piasty. Antena wewnętrzna wygląda jak sprężyna o tej samej średnicy co ołówek (patrz rysunek 3). Obecnie nie mam możliwości wykonania pomiarów tą anteną. Próbuję pożyczyć Hackrf One SDR, abym mógł wykonać pomiary i je opublikować.

Dramat demontażu

Bezskutecznie próbowałem rozebrać piastę. Pod etykietą nie ma śrub ani kwadratowego gumowego dolnego uchwytu. Wygląda na to, że dolny slajd jest włączony, jest nawet strzałka wskazująca kierunek przesuwania. Mój się nie ślizgał, próbowałem nawet użyć młotka i dużego płaskiego śrubokręta, aby zmusić go do ślizgania się w obu kierunkach, nie drgnął. Skończyło się na użyciu dużego wiertła, aby zrobić otwór, który zostanie zakryty gumowym uchwytem. Pamiętaj, że płytka jest montowana do góry nogami, musisz wiercić od dołu, aby mieć dostęp do anteny. Antena znajduje się bezpośrednio przed wtyczką zasilania, patrz rysunek 3.