Antenna Z-Wave: 4 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 09:59

• Le antenne passive aumentano potenza e portata
• Non è necessario smontare o saldare
• Economico
• Facile da installare

Ho sperimentato con il mio sistema Z-Wave Plus per aumentare la portata dei miei sensori per porte/finestre alimentati a batteria. Li uso per monitorare le mie trappole per topi/topi e avevo bisogno di più distanza. Vedi il mio altro istruibile

Se non vuoi leggere tutte le informazioni tecniche di seguito, prova a collegare un filo di rame o di pianoforte da 8" dritto a un sensore il più vicino possibile all'antenna interna (vedi i segni di penna nera nelle immagini 1 e 2) e vedi se aumenta la portata. Fissa anche un cavo da 8 "al tuo hub Z-Wave vicino all'antenna interna, per l'hub Smartthings V3 fissalo sul davanti sul lato destro mentre guardi la faccia dell'hub, direttamente in linea con il connettore di alimentazione. Tutte le antenne passive dovrebbero essere verticali. Per eseguire il test, attivare il sensore 10 volte prima e dopo aver aggiunto le antenne, quindi controllare la cronologia per vedere quanti eventi vengono registrati.

Posizionare il cavo vicino all'antenna interna è fondamentale. Entrambi i miei sensori sono stati smontati per trovare dove si trovano le antenne interne, sono di fronte alla batteria. L'antenna nella foto 1 sembra una piccola molla sotto il segno nero. L'antenna in figura 2 è quasi un rettangolo completo, segnato dalle linee nere. Metti l'antenna passiva direttamente su uno dei segni neri. Spostando l'antenna passiva nella prima immagine sopra l'antenna interna, il sensore è passato dalla registrazione di 0/10 a 10/10 di eventi di apertura e chiusura riusciti registrati nella cronologia dalla stessa posizione

My SmartThings Antenna Instructable, la maggior parte delle informazioni viene ripetuta nell'ultimo passaggio di questo instructable

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

Procedura di test

Le antenne passive (sottili fili di rame) sono state collegate ai sensori e testate per la potenza del segnale con un Hackrf One SDR (Software Defined Radio). Lunghezze di ¼, ⅝ e 1 lunghezza d'onda sono state confrontate senza antenna. L'antenna a di lunghezza d'onda ha funzionato meglio.

Di seguito sono riportati i risultati in dB. dB è una scala logaritmica, quindi un aumento di 3dB di potenza è 2 volte la potenza. Ad esempio se si passa da -50dB a -47dB la potenza è aumentata di 3dB o raddoppiata.

I livelli di potenza sono stati misurati alla frequenza US Z-Wave PLUS di 916 MHz. Per ogni misurazione separata da una virgola nei dati sottostanti, il sensore della porta è stato attivato ~10 volte ed è stato registrato il picco dei 10 trigger.

Risultati del test della potenza di picco a 916 MHz

Antenna passiva 5/8 lunghezze d'onda (migliori prestazioni!)

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

1 lunghezza d'onda (più lunga NON è meglio!)

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

1/4 di lunghezza d'onda (la maggior parte delle informazioni su Internet consiglia antenne passive a 1/4 di lunghezza d'onda, 5/8 è MOLTO meglio!)

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

Nessuna antenna passiva (di serie)

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

Nota

Z-Wave e Z-Wave Plus utilizzano la stessa frequenza. Z-Wave Plus è la versione più recente con una maggiore autonomia e una migliore durata della batteria, quindi prendi Z-Wave Plus se puoi

Questi sono i due sensori che sto usando.

Sensore porta/finestra Monoprice Z-Wave Plus, NESSUN LOGO (questo aveva il miglior guadagno di potenza misurato con l'antenna 5/8) Aggiornamento: il sensore è stato smontato per individuare l'antenna interna, posizionare l'antenna passiva sopra uno qualsiasi dei i segni neri nella foto 2.

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

Sensore per porte e finestre Monoprice Z-Wave Plus, nessun logo (aveva un guadagno di potenza molto inferiore) Aggiornamento: il sensore è stato smontato per trovare dove si trovava l'antenna interna e ha mostrato un enorme miglioramento nella quantità di eventi di test registrati (0/ 10 eventi registrati vecchia posizione, 10/10 nuova posizione) spostando l'antenna sul punto nero nella prima immagine.)

www.monoprice.com/product?p_id=24259

Passaggio 1: realizzare un'antenna passiva

Trova la tua frequenza dell'onda Z nell'elenco di Wikipedia qui sotto. Molti paesi hanno 2 frequenze, se non sei sicuro di quale sia la frequenza del tuo dispositivo Z-wave scegli la media delle 2. La maggior parte della documentazione dice che la frequenza degli Stati Uniti è 908.42 MHz, ho misurato entrambi i miei sensori alla seconda frequenza 916 MHz.

Elenco delle frequenze Z-Wave

Prendi la tua frequenza e inseriscila in questo link del calcolatore qui sotto per ottenere 1 lunghezza d'onda e poi moltiplicala per per ottenere 5/8 di lunghezza d'onda, questa sarà la lunghezza dell'antenna/del cavo.

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

Ecco come calcolare la lunghezza per le 2 frequenze USA

Z-wave più 908.42 MHz: lunghezza d'onda = 0,33001526 m = 12,99 pollici: lunghezza d'onda = 8,11 pollici

Z-wave plus 916MHz: lunghezza d'onda 0,32728434 = 12,88 pollici: lunghezza d'onda = 8,05 pollici

Taglia un filo di rame di piccolo calibro o un filo per pianoforte alla lunghezza d'onda di 5/8 che hai calcolato. Puoi prendere il filo per pianoforte dal negozio di ferramenta, prendere il più sottile che hanno.

Attacca il filo sul lato del sensore e prova!

Suggerimento: per una portata maggiore, prova a puntare la parte anteriore del tuo hub z-wave verso il sensore più lontano. Ho un hub Samsung Smartthings v3, il loro sito web dice che la ricezione più forte è dalla parte anteriore.

Passaggio 2: come sono state effettuate le misurazioni

La prima immagine è con l'antenna passiva a 5/8 di lunghezza d'onda fissata alla parte anteriore, la seconda immagine è senza antenna.

Ho usato un Hackrf One perché potevo prenderlo in prestito da un amico. È eccessivo per misurare l'onda Z, ci sono SDR più economici che dovrebbero funzionare anche se non li conosco. Hai bisogno di uno che misuri le frequenze nella gamma dell'onda z, da ~ 850 Mhz a ~ 950 Mhz. Se qualcuno scopre come misurare con un DSP meno costoso, per favore commenta.

Equipaggiamento da misurazione

Hackrf uno ~ $ 300

www.seattletechnicalbooks.com/hackrf

Penso che questa sia l'antenna, si aggiornerà dopo aver chiesto al mio amico.

Software di misurazione

Ho usato questo analizzatore di spettro libero, 'Pavsa hackrf Spectrum Analyzer'. È stato facile da configurare, affidabile e ha funzionato bene.

Impostazioni di misurazione

Imposta l'analizzatore di spettro in modo che inizi appena sotto e finisca appena sopra la frequenza dell'onda z, per me era da 915 Mhz a 917 Mhz. Ho giocato con il numero di campioni e FFT Bin (Hz) fino a ottenere misurazioni coerenti, 5000 Bin (Hz) e 65536 campioni hanno funzionato bene. Nella scheda delle opzioni del grafico, scegli "Cascata abilitata", "Mostra picchi" e "Display persistente" e imposta "Tempo di persistenza" su 60 secondi.

Passaggio 3: Antenna Passiva Hub Smartthings V3

Prova a fissare un filo di lunghezza d'onda 5/8 (8 "per US Z-wave) sul lato anteriore destro del tuo hub Smartthings V3, il test di seguito mostra che estende la gamma

Ho trovato un'immagine del circuito dell'hub Smartthings V3, vedere il link qui sotto. L'antenna Z-wave si trova davanti all'hub, direttamente davanti al connettore di alimentazione. L'immagine sotto è la parte inferiore del circuito, quindi l'antenna passiva deve andare sul lato destro. Per altre marche di hub, prova a trovare dove è montata l'antenna interna e posiziona il cavo il più vicino possibile.

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

Non sono riuscito a trovare un modo per forzare l'hub Smartthings a inviare un segnale in uscita per la misurazione con l'SDR, quindi ho attivato i miei sensori 15 volte ciascuno senza un'antenna hub passiva e 15 volte di nuovo con un'antenna hub passiva a ~ 40 'dal centro. La cronologia è stata controllata per vedere quanti eventi sono stati registrati. I miei risultati con l'antenna hub passiva erano quasi perfetti.

Risultati senza antenna hub passiva

Sensore rettangolare 11/15 (eventi registrati/tempi totali di attivazione del sensore)

Sensore Arrotondato 13/15

Risultati con antenna hub passiva

Sensore rettangolare 15/15

Sensore Arrotondato 14/15

Passaggio 4: Esperimento sull'antenna passiva Smartthings V3

Con i sensori ho scoperto che posizionare l'antenna passiva più vicino all'antenna interna ha aumentato il segnale. Posizionare l'antenna passiva più vicino all'antenna interna dell'hub dovrebbe aiutare ad aumentare anche il segnale/la portata. Non riuscivo a smontare il mozzo, quindi ho finito per praticare un grande foro sotto il piedino in gomma e posizionare un cavo da 8" (5/8 lunghezza d'onda) accanto all'antenna interna. È circa 1/2" più vicino rispetto a dove è stato registrato alla parte anteriore del mozzo. L'antenna interna sembra una molla dello stesso diametro di una matita (vedi figura 3). Al momento non ho modo di effettuare misurazioni con questa antenna. Sto cercando di prendere in prestito l'SDR Hackrf One in modo da poter prendere le misure e pubblicarle.

Dramma da smontaggio

Ho provato senza successo a smontare l'hub. Non ci sono viti sotto l'etichetta o l'impugnatura quadrata in gomma inferiore. Sembra che il fondo scivoli, c'è anche una freccia che mostra la direzione in cui scorrere. Il mio non scivolava, ho anche provato a usare un martello e un grosso cacciavite a lama piatta per costringerlo a scorrere in entrambe le direzioni, non si muoveva. Ho finito per usare una punta da trapano grande per fare un buco che sarà coperto dall'impugnatura in gomma. Notare che la scheda è montata capovolta, è necessario forare dal basso per accedere all'antenna. L'antenna si trova direttamente davanti alla spina di alimentazione, vedere l'immagine 3.