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Umbau HM-MOD-RPI-PCB auf externe Funkantenne

Kabellose und kabelgebundene Sender und Empfänger

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Umbau HM-MOD-RPI-PCB auf externe Funkantenne

Beitragvon jmaus » 21.10.2015, 10:55

Mit Erscheinen des Raspberry Pi2 Funkmodules von eQ3 (HM-MOD-RPI-PCB - http://www.elv.de/homematic-funkmodul-f ... usatz.html) gibt es seit geraumer Zeit verschiedene Hinweise bei der Nutzung mit RaspberryMatic (viewtopic.php?f=65&t=34497) darauf, dass die Funkreichweite des Modules leider nicht nur sehr limitiert ist, sondern sogar etwas geringer als die einer normalen CCU2 entspricht.

Nun ist schon länger bekannt das auch die CCU2 selbst nicht über die gewünschte Funkreichweite verfügt um in einem mehrstöckigen Haus immer problemlos alle Funkkomponenten eines HomeMatic Systems zu erreichen. Es wurden daher bereits in der Vergangenheit verschiedene Anstrengungen unternommen die in einer CCU2 verbaute Funkantenne gegen eine leistungsstärkere zu ersetzen. Diese Arbeiten kann man hier einsehen: viewtopic.php?t=16907

Dieser Artikel basiert auf diesen Vorarbeiten und zeigt wie man an dem HM-MOD-RPI-PCB Funkmodul eine externe Funkantenne für ein moderates Geld in Betrieb nehmen kann um die Sende- und Empfangsreichweite des Funkmoduls wesentlich zu vergrößern.

(1) Benötigte Komponenten

Um eine maximale Reichweite des Funkmoduls zu ermöglichen hat es sich gezeigt das der Einsatz einer externen Antenne die optimalste Lösung darstellt. Einfache Verlängerungen der Antenne oder aber der Tausch gegen eine Antenne die nur am Gehäuse des Raspberry Pi2 angebracht werden scheinen nur einen minimalen Effekt zu zeigen. Die in dieser Anleitung verwendeten Komponenten sind wie folgt:

  1. Externe Groundplane Antenne 868 MHz / 50 Ohm: https://www.conrad.de/de/antenne-aurel- ... 15140031:s
  2. Ferritkern 67 Ohm: http://www.voelkner.de/products/602393/ ... 1-St..html

(2) Umbauanleitung

  1. Zuerst muss die Groundplane Antenne entsprechend ihrer Anleitung zusammengebaut werden.
  2. Danach sollte man das Kabel mit der Gewindeseite fest mit der Grundplane verbinden.
  3. Nun sollte man das Kabel auf der anderen Seite an der der Bajonett-Verschluss (BNC Anschluss) des Koaxialkabels befestigt ist abschneiden und ggf. das Kabel auf die notwendige Länge kürzen.
  4. Nun führt man den Ferritkern durch das abgeschnittene Ende des Koaxialkabels und wickelt dieses 3–4x eng um den Ferritkern sodass von außen 3-4 Windungen zu sehen sind:
    Ferritkern.png
    Das um den Ferritkern umwickelte Koaxialkabel
  5. Nun isoliert man das Kabel auf einer Länger von ca. 2 cm entsprechend ab. Wichtig ist hierbei, dass die innere (teils durchsichtige) Ummantelung des Koaxialkabels einen gewissen Abstand zur äußeren Ummantelung aufzeigt und sich das innere Signalkabel nicht mit der Abschirmung (die direkt unter der äußeren Ummantelung steckt) berühren kann. Die äußere Abschirmung kann daraufhin zusammen verdrillt werden und am besten gleich mittels ausreichend Lötzinn miteinander verbunden werden:
    Abisolierung.png
    Darstellung der Abisolierung des Koaxialkabels
    Abisolierung.png (159.93 KiB) 20717-mal betrachtet
  6. Nun lötet man die alte Antenne des Funkmoduls vorsichtig und mit wenig Hitze ab sodass das Loch zumindest teilweise vom alten Antennenkabel befreit ist.
  7. Am besten beginnt man nun die bereits verdrillte und in sich verlötete Abschirmung an die Seite der metallischen Abschirmung des Funkmoduls anzulöten. Auch hier sollte mit sowenig Hitze wie möglich gearbeitet werden, jedoch die Abschirmung großflächig dort angelötet zu werden.
  8. Als letzte Lötarbeit lötet man nun das mittlere Signalkabel an den vorherigen Anschluss der alten Funkantenne an.

Sind diese Arbeiten abgeschlossen kann das Funkmodul wieder im Raspberry Pi in Betrieb genommen werden und ggf. auch eine Aussparung für das Koaxialkabel in das Raspberry Pi Gehäuse ausgefeilt werden. Nach in Betriebsame kann dann mittels folgender Anleitung (viewtopic.php?p=216625#p216625) die RSSI Werte in dBm abgelesen werden. Bei Werten größer -75 dBm kann davon ausgegangen werden das diese Komponenten dauerhaft keinerlei Probleme beim Funkverkehr machen sollten.

Inzwischen habe ich diese Lösung bei mir nun seit ca. 2 Wochen erfolgreich in Betrieb und hatte noch nicht eine Servicemeldung bzgl. nicht erreichbarer Geräte oder einer gestörten Kommunikation. Vorher traten solche Servicemeldungen mehrmals täglich auf und einige Geräte konnten sogar für mehrere Stunden nicht erreichbar sein. Mit der hier gezeigten Lösung ist das für meine Installation nun Geschichte und mein im Keller positionierter Raspberry Pi funkt nun problemlos und mit akzeptablen dBm Werten sogar bis ins Dachgeschoss.

Und hier noch ein paar Bilder der fertigen Installation:

Bilder:
FertigerUmbau.png
Bild des fertig umgerüsteten Funkmoduls im Raspberry Pi2

Antenne.png
Bild der verwendeten Groundplane Antenne
Zuletzt geändert von jmaus am 15.01.2017, 15:19, insgesamt 3-mal geändert.
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Re: Umbau HM-MOD-RPI-PCB auf externe Funkantenne

Beitragvon Jailbraik » 21.10.2015, 11:12

Sehr fein ;) werde ich auch umsetzen, obwohl es nicht ( bis auf einen Aktor im Keller ) nötig wäre.

Danke
@ 07.2013:
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Re: Umbau HM-MOD-RPI-PCB auf externe Funkantenne

Beitragvon Jailbraik » 28.10.2015, 08:35

Guten Morgen, habe meine Antenne jetzt auch Montiert und sieht erstmal ganz gut aus.
Ich habe das ganze nur mit einen Stecker umgesetzt, um ein wenig flexibler bei Änderungen zu sein.


2015-10-28 08.29.42.jpg
@ 07.2013:
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Re: Umbau HM-MOD-RPI-PCB auf externe Funkantenne

Beitragvon leknilk0815 » 28.10.2015, 09:52

jmaus hat geschrieben:...um die Sende- und Empfangsreichweite des Funkmoduls wesentlich zu vergrößern.

Servus,
schöne, ausführliche Anleitung!
Allerdings würde ich an Deiner Stelle noch auf die Illegalität hinweisen, dann bist Du rechtlich raus und was die Leute draus machen, kann Dir dann egal sein.
Gruß - Toni

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Re: Umbau HM-MOD-RPI-PCB auf externe Funkantenne

Beitragvon Luxtra » 28.10.2015, 13:46

Was bedeutet "wenig Hitze" in Grad?
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Re: Umbau HM-MOD-RPI-PCB auf externe Funkantenne

Beitragvon jmaus » 28.10.2015, 13:47

Luxtra hat geschrieben:Was bedeutet "wenig Hitze" in Grad?


Keine Ahnung, das hab ich nicht gemessen. Ich würde halt einfach nicht zulange draufhalten und vielleicht mehrmals mit gewissen Pausen. Es sollte einfach nur verdeutlicht werden das man eben Vorsicht walten lassen sollte.
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Re: Umbau HM-MOD-RPI-PCB auf externe Funkantenne

Beitragvon Daimler » 28.10.2015, 21:16

leknilk0815 hat geschrieben:Allerdings würde ich an Deiner Stelle noch auf die Illegalität hinweisen,
Sorry , aber bei aller Wertschätzung vor der retorischen und (foto-) grafischen Arbeit, die sich der TE gemacht hat, vermisse ich hier vor allem - neben dem kurzen Hinweis und Link - doch den deutlichen Hinweis, dass dies hier eigentlich nur eine u. U. etwas erweiterte Beschreibung der Idee / Entwicklung und eigentlich ausreichenden Beschreibung eines langjährigen Users ist!
Dort ist übrigens der Hinweis vorhanden!
Gruß Günter

System - Yahx mit 2.25.xx in Produktiv- und Testsystem, 2 * HPCx Studio, 4 * L-Gateway, 2 * L-Adapter, FHZ200x, vereinzelt noch FS2x-Komponenten.
HM: Zur Zeit knapp 250 Komponenten mit ~ 650 Kanälen .

Ich übernehme für alle von mir gegebenen Hinweise, Tipps und Links keine Haftung! Das Befolgen meiner Tipps ist nur für Fachkundige gedacht und erfolgt auf eigene Gefahr!
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Re: Umbau HM-MOD-RPI-PCB auf externe Funkantenne

Beitragvon jmaus » 28.10.2015, 21:43

Daimler hat geschrieben:
leknilk0815 hat geschrieben:Allerdings würde ich an Deiner Stelle noch auf die Illegalität hinweisen,
Sorry , aber bei aller Wertschätzung vor der retorischen und (foto-) grafischen Arbeit, die sich der TE gemacht hat, vermisse ich hier vor allem - neben dem kurzen Hinweis und Link - doch den deutlichen Hinweis, dass dies hier eigentlich nur eine u. U. etwas erweiterte Beschreibung der Idee / Entwicklung und eigentlich ausreichenden Beschreibung eines langjährigen Users ist!
Dort ist übrigens der Hinweis vorhanden!


Erst einmal sei gesagt das ich einen Namen habe und nicht "TE" heise. Des Weiteren habe ich – denke ich – klar genug hervorgehoben und ausreichend den anderen Beitrag referenziert und klargestellt das dieser Beitrag hier eben darauf basiert und nur die Umsetzung auf das HM-MOD-RPI-PCB Modul beschreibt. Und als letztes sei darauf verwiesen, dass das gesamte Forum hier stark auf Kollaboration und gegenseitigen Respekt setzt und deine Äußerungen doch sehr wenig für die Zusammenarbeit hier beitragen.

Und als allerletztes wurde meiner Meinung nach ausreichend bereits in verschiedensten Beiträgen erörtert (und ihr habt ja nun auch schon wieder darauf hingewiesen) das es auch rechtliche Aspekte solcher Modifikationen zu beachten gibt. Es muss also meiner Meinung nach nicht erneut mit einem großen Disclaimer darauf hingewiesen werden oder es wäre am besten wenn der Forumbetreiber bei jedem Beitrag einfach einen Standarddisclaimer einfügt das Hardwaremodifikationen immer rechtlichen Aspekten unterliegt. Und ehrlich gesagt überlasse ich selbst rechtliche Bewertungen am liebsten den Profis. Solltet ihr also keine Anwälte für Telekommunikationsrecht sein würde ich euch auch raten in Zukunft es bei jedem neuen Beitrag darauf hinzuweisen das es doch rechtliche Aspekte zu beachten gibt, das versteht sich nämlich von selbst.
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Re: Umbau HM-MOD-RPI-PCB auf externe Funkantenne

Beitragvon leknilk0815 » 28.10.2015, 22:15

Servus JMAUS,
der Beitrag hat auch einen Namen und Deiner steht drunter.
Mein Hinweis war ein gutgemeinter Rat an Dich, wenn Dir das nicht passt, dann ignoriere das halt einfach.
Auch wenn an anderer Stelle mehrfach schon auf die rechtliche Problematik (wobei es sich eigentlich um eine rechtliche Tatsache handelt) hingewiesen wurde, bist DU!!! für den Inhalt DEINES Beitrags verantwortlich - ob Dir das passt oder klar ist, ist vollkommen unwichtig. Ebenso ist es unwichtig, wo und wann schon mal auf einen diesbezüglichen Rechtsverstoß hingewiesen wurde, der Fred stammt von Dir und die Rechtslage läßt sich auch im Fernmeldegesetz nachlesen.
Wem nicht zu raten, dem ist auch nicht zu helfen.
Gruß - Toni

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Re: Umbau HM-MOD-RPI-PCB auf externe Funkantenne

Beitragvon jmaus » 28.10.2015, 22:21

leknilk0815 hat geschrieben:[...]
Ebenso ist es unwichtig, wo und wann schon mal auf einen diesbezüglichen Rechtsverstoß hingewiesen wurde, der Fred stammt von Dir und die Rechtslage läßt sich auch im Fernmeldegesetz nachlesen.


Dann ist ja nur gut das du darauf jetzt hingewiesen hast und das jetzt somit dokumentiert ist. Schade aber nur das dadurch dieser Thread mehr rechtliche Hinweise bekommen hat als technische für das dieses Forum eigentlich erschaffen wurde. Aber so entgehe ich wenigstens einer Millionenklage. Danke nochmal.
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