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.
> Die 2-Radials Flachantenne ist funkmäßig gut (++), ist aber einfacher zu bauen und im Raum ideal hinter Schränken etc. zu platzieren
Und mit der Stabantenne kommt noch eine weitere Alternative dazu, die auch optisch ansprechend integriert werden kann:
> 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 in Wohnräumen etc. Gegenüber dem eingebauten Drahtstummel als Antenne hat diese Stabantenne in jedem Fall deutliche funktechnische Vorteile und ist deshalb nicht nur für die CCU2 oder hier dem Raspi mit Funkmodul sondern auch auch für beliebige drahtlose Sensoren und Aktoren an funktechnisch ungünstigen Einbauorten die erste Wahl.
Die verwendete 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 oder anderen HM-Modulen kontaktiert wird.
Modifikation des ELV Gehäuses RP-Case
In die Unterschale des Gehäuses wird der Raspberry ganz normal nach ELV-Anleitung montiert. Für die Anbringung der Antennenbuchse für die externe Antenne muß in die Unterschale eine geeignete 7mm-Bohrung eingebracht werden. Die folgenden Bilder zeigen die einfache Modifikation:
So wird die Antenne am RPI-RF-MOD angeschlossen
Für die Herstellung eines Antennenanschlusses ist schon etwas Löterfahrung notwendig, weil das relativ dünne Koaxkabel an die entsprechenden Anschlüsse im HM-Modul angelötet werden muß. Die folgenden Bilder erläutern das Vorgehen:
Den Antennen-Drahtstummel am Funkmodul ablöten und Lötstelle für neuen Anschluß vorbereiten. Die beiden Lötanschlüsse links und rechts sind die Massepunkte, an die die Abschirmung des Koaxkabels zum Antennenanschluss angeschlossen wird. Eine dieser beiden Massepunkte (in diesem Fall der linke) wird dazu gut verzinnt. An den mittleren Lötpunkt, da wo vorher der Drahtstummel war, wird der Innenleiter des Koaxkabels angelötet.
Abschließend unbedingt mit dem Durchgangsprüfer oder Ohmmeter prüfen, …
>> daß Innenleiter und Abschirmung des Koaxkabeld keine Verbindung (Kurzschluss) haben und
>> daß der Mittelpin in der SMA-Buchse einwandfreien Durchgang mit dem Antennen-Lötpunkt am Sendemodul hat
Nun den oberen Gehäusedeckel aufstecken, die Stabantenne aufschrauben und fertig!
Meist ist eine räumlich getrennte Anbringung der Antenne von Vorteil, weil die Antenne dann außerhalb des Störnebels der Raspi-Platine ist und weil man die Antenne so funktechnisch vorteilhafter platzieren kann. Was man als Hintergrundinformatioin über externe Antennen für die Hausautomation sonst noch wissen sollte, kann man hier erfahren.
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.
Wichtig ist bei der von „devconfig“ ist, daß man vor jeder Messung die entsprechenden HM-Module betätigt oder abgefragt hat, damit die ermittelten Werte auch aktuell 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.
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 vorsichtig abisolieren!
> 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 immer 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. Einzelne Messwerte bringen gar nichts!
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 bei der praktischen Umsetzung !
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 diese „Sicherheitshinweise und Haftungsausschluss„
