Antenne Z-Wave : 4 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:05

• Les antennes passives augmentent la puissance et la portée
• Aucun démontage ni soudure nécessaire
• Peu coûteux
• Facile à installer

J'ai expérimenté avec mon système Z-Wave Plus pour augmenter la portée de mes capteurs de porte/fenêtre alimentés par batterie. Je les utilise pour surveiller mes pièges à rats/souris et j'avais besoin de plus de distance. Voir mon autre instructable

Si vous ne voulez pas lire toutes les informations techniques ci-dessous, essayez de coller un fil de cuivre ou de piano droit de 8" sur un capteur aussi près que possible de l'antenne interne (voir les marques de stylo noir sur les images 1 et 2) et voyez si cela augmente la portée. Collez également un fil de 8 "sur votre hub Z-Wave près de l'antenne interne, pour le hub Smartthings V3, collez-le à l'avant sur le côté droit lorsque vous regardez la face du hub, directement en ligne avec le connecteur d'alimentation. Toutes les antennes passives doivent être verticales. Pour tester, déclenchez le capteur 10 fois avant et après avoir ajouté les antennes, puis vérifiez l'historique pour voir combien d'événements sont enregistrés.

Il est essentiel de placer le fil près de l'antenne interne. Mes deux capteurs ont été démontés pour trouver où se trouvent les antennes internes, elles sont en face de la batterie. L'antenne de la photo 1 ressemble à un petit ressort sous la marque noire. L'antenne de l'image 2 est presque un rectangle complet, marqué par les lignes noires. Placez l'antenne passive directement sur l'une des marques noires. En déplaçant l'antenne passive de la première image sur l'antenne interne, le capteur est passé d'un enregistrement de 0/10 à 10/10 d'événements d'ouverture réussis enregistrés dans l'historique à partir du même emplacement

Mon antenne SmartThings Instructable, la plupart des informations sont répétées dans la dernière étape de cette instructable

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

Procédure de test

Des antennes passives (fils de cuivre minces) ont été fixées aux capteurs et testées pour la force du signal avec un Hackrf One SDR (Software Defined Radio). Les longueurs de, et 1 longueur d'onde ont été comparées sans antenne. L'antenne à longueur d'onde a donné les meilleurs résultats.

Voici les résultats en dB. dB est une échelle logarithmique, donc une augmentation de puissance de 3 dB équivaut à 2 fois la puissance. Par exemple si vous passez de -50dB à -47dB la puissance a augmenté de 3dB ou a doublé.

Les niveaux de puissance ont été mesurés à la fréquence US Z-Wave PLus de 916 MHz. Pour chaque mesure séparée par une virgule dans les données ci-dessous, le capteur de porte a été déclenché environ 10 fois et le pic des 10 déclencheurs a été enregistré.

Résultats des tests de puissance de crête à 916 MHz

Antenne passive 5/8 de longueur d'onde (meilleure performance !)

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

1 longueur d'onde (plus long n'est PAS meilleur !)

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

1/4 de longueur d'onde (la plupart des informations sur Internet recommandent des antennes passives à 1/4 de longueur d'onde, 5/8 c'est BEAUCOUP mieux !)

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

Pas d'antenne passive (stock)

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

Noter

Z-Wave et Z-Wave Plus utilisent la même fréquence. Z-Wave Plus est la version la plus récente avec une portée plus longue et une meilleure durée de vie de la batterie, alors obtenez Z-Wave Plus si vous le pouvez

Ce sont les deux capteurs que j'utilise.

Capteur de porte/fenêtre Monoprice Z-Wave Plus, SANS LOGO (Celui-ci avait le meilleur gain de puissance mesuré avec l'antenne 5/8) Mise à jour: Le capteur a été démonté pour localiser l'antenne interne, placez l'antenne passive au-dessus de l'un des les marques noires sur la photo 2.

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

Capteur de porte et fenêtre Monoprice Z-Wave Plus, pas de logo (avait un gain de puissance beaucoup plus faible) 10 événements enregistrés ancien emplacement, 10/10 nouvel emplacement) en déplaçant l'antenne sur le point noir de la 1ère image.)

www.monoprice.com/product?p_id=24259

Étape 1: fabrication d'une antenne passive

Trouvez votre fréquence d'onde Z dans la liste wikipédia ci-dessous. De nombreux pays ont 2 fréquences, si vous n'êtes pas sûr de la fréquence de votre appareil Z-wave, choisissez la moyenne des 2. La plupart des documents indiquent que la fréquence américaine est de 908,42 MHz, j'ai mesuré mes deux capteurs à la deuxième fréquence 916 MHz.

Liste des fréquences Z-Wave

Prenez votre fréquence et mettez-la dans ce lien de calcul ci-dessous pour obtenir 1 longueur d'onde, puis multipliez-la par ⅝ pour obtenir 5/8 de longueur d'onde, ce sera votre longueur d'antenne/fil.

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

Voici comment calculer la longueur pour les 2 fréquences US

Onde Z plus 908,42MHz: longueur d'onde = 0,33001526m = 12,99 pouces: longueur d'onde = 8,11 pouces

Onde Z plus 916MHz: longueur d'onde 0,32728434 = 12,88 pouces: longueur d'onde = 8,05 pouces

Coupez un fil de cuivre ou une corde à piano de petit calibre à la longueur d'onde 5/8 que vous avez calculée. Vous pouvez vous procurer de la corde à piano à la quincaillerie, procurez-vous les plus fines dont ils disposent.

Collez le fil sur le côté du capteur et testez !

Astuce: pour une portée plus longue, essayez de pointer l'avant de votre hub z-wave vers le capteur le plus éloigné. J'ai un hub Samsung Smartthings v3, leur site Web indique que la réception la plus forte vient de l'avant.

Étape 2: Comment les mesures ont été effectuées

La première image est avec l'antenne passive de longueur d'onde 5/8 collée à l'avant, la deuxième image est sans antenne.

J'ai utilisé un Hackrf One parce que je pouvais l'emprunter à un ami. C'est exagéré pour mesurer l'onde Z, il existe des SDR moins chers qui devraient fonctionner bien que je ne les connaisse pas. Vous en avez besoin d'un qui mesurera les fréquences dans la plage des ondes z, de ~850Mhz à ~950Mhz. Si quelqu'un sait comment mesurer avec un SDR moins cher, veuillez commenter.

Équipement de mesure

Hackrf One ~ 300 $

www.seattletechnicalbooks.com/hackrf

Je pense que c'est l'antenne, sera mise à jour après avoir demandé à mon ami.

Logiciel de mesure

J'ai utilisé cet analyseur de spectre gratuit, « l'analyseur de spectre Pavsa hackrf ». Il était facile à installer, était fiable et fonctionnait bien.

Paramètres de mesure

Réglez l'analyseur de spectre pour qu'il commence juste en dessous et se termine juste au-dessus de votre fréquence d'onde z, pour moi c'était 915Mhz à 917Mhz. J'ai joué avec le nombre d'échantillons et FFT Bin (Hz) jusqu'à ce que j'obtienne des mesures cohérentes, 5000 Bin (Hz) et 65536 échantillons ont bien fonctionné. Dans l'onglet des options du graphique, choisissez « Waterfall enabled », « Afficher les pics » et « Affichage persistant », et définissez « Durée de persistance » sur 60 secondes.

Étape 3: Antenne passive Smartthings V3 Hub

Essayez de coller un fil de longueur d'onde 5/8 (8 "pour US Z-wave) sur le côté avant droit de votre hub Smartthings V3, les tests ci-dessous montrent qu'il étend la portée

J'ai trouvé une photo de la carte de circuit imprimé du hub Smartthings V3, voir le lien ci-dessous. L'antenne Z-wave se trouve devant le hub, directement devant le connecteur d'alimentation. L'image ci-dessous est le bas du circuit imprimé, donc l'antenne passive doit aller du côté droit. Pour les autres marques de hubs, essayez de trouver où l'antenne interne est montée et placez le fil le plus près possible.

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

Je n'ai pas trouvé de moyen de forcer le hub Smartthings à envoyer un signal sortant pour mesurer avec le SDR, j'ai donc déclenché mes capteurs 15 fois chacun sans antenne de hub passive et 15 fois à nouveau avec une antenne de hub passive à ~ 40 'de la moyeu. L'historique a été vérifié pour voir combien d'événements ont été enregistrés. Mes résultats avec l'antenne hub passive étaient presque parfaits.

Résultats sans antenne Hub passif

Capteur rectangulaire 11/15 (événements enregistrés/temps total de déclenchement du capteur)

Capteur arrondi 13/15

Résultats avec l'antenne à hub passif

Capteur rectangulaire 15/15

Capteur arrondi 14/15

Étape 4: Expérience d'antenne passive Smartthings V3

Avec les capteurs, j'ai trouvé que le fait de placer l'antenne passive plus près de l'antenne interne augmentait le signal. Placer l'antenne passive plus près de l'antenne interne du hub devrait également aider à augmenter le signal/la portée. Je n'arrivais pas à séparer le moyeu, j'ai donc fini par percer un grand trou sous le pied en caoutchouc et placer un fil de 8" (5/8 longueur d'onde) à côté de l'antenne interne. Il est environ 1/2" plus près que l'endroit où il était scotché à l'avant du moyeu. L'antenne interne ressemble à un ressort à peu près du même diamètre qu'un crayon (voir photo 3). Je n'ai actuellement aucun moyen de prendre des mesures avec cette antenne. J'essaie d'emprunter le Hackrf One SDR pour pouvoir prendre des mesures et les publier.

Drame de démontage

J'ai essayé en vain de démonter le hub. Il n'y a pas de vis sous l'étiquette ou la poignée inférieure en caoutchouc carré. On dirait que le bas glisse, il y a même une flèche indiquant dans quelle direction glisser. Le mien ne glissait pas, j'ai même essayé d'utiliser un marteau et un gros tournevis plat pour le forcer à glisser dans les deux sens, il ne bougerait pas. J'ai fini par utiliser un gros foret pour faire un trou qui sera recouvert par la poignée en caoutchouc. Notez que la carte est montée à l'envers, vous devez percer par le bas pour avoir accès à l'antenne. L'antenne est directement devant la prise d'alimentation, voir photo 3.