Antena Z-Wave: 4 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:40

• Las antenas pasivas aumentan la potencia y el alcance
• No es necesario desmontar ni soldar
• Barato
• Fácil de instalar

He estado experimentando con mi sistema Z-Wave Plus para aumentar el alcance de mis sensores de puertas / ventanas que funcionan con baterías. Los uso para monitorear mis trampas para ratas / ratones y necesitaba más distancia. Vea mi otro instructable

Si no desea leer toda la información técnica a continuación, intente pegar un cable recto de cobre o de piano de 8 "a un sensor lo más cerca posible de la antena interna (vea las marcas de lápiz negro en las imágenes 1 y 2) y vea si aumenta el alcance. También pegue un cable de 8 "a su concentrador Z-Wave cerca de la antena interna, para el concentrador Smartthings V3 péguelo al frente en el lado derecho mientras mira la cara del concentrador, directamente en línea con el conector de alimentación. Todas las antenas pasivas deben ser verticales. Para probar, active el sensor 10 veces antes y después de agregar las antenas y luego verifique el historial para ver cuántos eventos se registran.

Colocar el cable cerca de la antena interna es fundamental. Mis dos sensores fueron desarmados para encontrar dónde están ubicadas las antenas internas, están frente a la batería. La antena de la imagen 1 parece un pequeño resorte debajo de la marca negra. La antena de la imagen 2 es casi un rectángulo completo, marcado por líneas negras. Coloque la antena pasiva directamente sobre cualquiera de las marcas negras. Al mover la antena pasiva en la primera imagen sobre la antena interna, el sensor pasó de registrar 0/10 a 10/10 eventos de apertura y cierre exitosos registrados en el historial desde la misma ubicación

My SmartThings Antenna Instructable, la mayor parte de la información se repite en el último paso de este instructable

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

Procedimiento de prueba

Se conectaron antenas pasivas (alambres de cobre delgados) a los sensores y se probó la intensidad de la señal con un Hackrf One SDR (Radio definida por software). Se compararon longitudes de ¼, ⅝ y 1 longitud de onda sin antena. La antena de ⅝ de longitud de onda funcionó mejor.

A continuación se muestran los resultados en dB. dB es una escala logarítmica, por lo que un aumento de 3dB en la potencia es el doble de la potencia. Por ejemplo, si pasa de -50dB a -47dB, la potencia ha aumentado en 3dB o se ha duplicado.

Los niveles de potencia se midieron a una frecuencia Z-Wave PLus de 916 MHz de EE. UU. Para cada medición separada por una coma en los datos a continuación, el sensor de la puerta se activó ~ 10 veces y se registró el pico de los 10 activadores.

Resultados de la prueba de potencia máxima de 916 MHz

Antena pasiva de 5/8 de longitud de onda (¡el mejor rendimiento!)

-55,6 dB, -55,4 dB, -55,6 dB, -55,6 dB, -56,3 dB

1 longitud de onda (¡Más largo NO es mejor!)

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

1/4 de longitud de onda (la mayoría de la información de Internet recomienda antenas pasivas de 1/4 de longitud de onda, ¡5/8 es MUCHO mejor!)

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

Sin antena pasiva (stock)

-71db, -68.5db, -69.1db, -67.4db

Nota

Z-Wave y Z-Wave Plus utilizan la misma frecuencia. Z-Wave Plus es la versión más nueva con mayor alcance y mejor duración de la batería, así que obtenga Z-Wave Plus si puede

Estos son los dos sensores que estoy usando.

Sensor de puerta / ventana Monoprice Z-Wave Plus, SIN LOGOTIPO (Este tenía la mejor ganancia de potencia medida con la antena de 5/8) Actualización: El sensor se desmontó para ubicar la antena interna, coloque la antena pasiva encima de cualquiera de las marcas negras en la foto 2.

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

Sensor de puerta y ventana Monoprice Z-Wave Plus, sin logotipo (tenía una ganancia de energía mucho menor) Actualización: el sensor se desmontó para encontrar dónde estaba ubicada la antena interna y mostró una gran mejora en la cantidad de eventos de prueba registrados (0 / 10 eventos registrados ubicación antigua, 10/10 nueva ubicación) moviendo la antena sobre el punto negro en la primera imagen).

www.monoprice.com/product?p_id=24259

Paso 1: hacer una antena pasiva

Encuentre su frecuencia de onda Z en la lista de wikipedia a continuación. Muchos países tienen 2 frecuencias, si no está seguro de en qué frecuencia se encuentra su dispositivo de onda Z, elija el promedio de las 2. La mayoría de la documentación dice que la frecuencia de EE. UU. Es 908,42 MHz, medí ambos sensores en la segunda frecuencia de 916 MHz..

Lista de frecuencias de Z-Wave

Tome su frecuencia y colóquela en este enlace de la calculadora a continuación para obtener 1 longitud de onda y luego multiplíquela por ⅝ para obtener 5/8 de longitud de onda, esta será la longitud de su antena / cable.

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

A continuación se explica cómo calcular la longitud de las 2 frecuencias de EE. UU.

Onda Z más 908,42 MHz: longitud de onda = 0,33001526 m = 12,99 pulgadas: ⅝ longitud de onda = 8,11 pulgadas

Onda Z más 916MHz: longitud de onda 0.32728434 = 12.88 pulgadas: ⅝ longitud de onda = 8.05 pulgadas

Corte un cable de cobre de calibre pequeño o un cable de piano a la longitud de onda de 5/8 que calcule. Puedes conseguir cuerdas de piano en la ferretería, conseguir las más delgadas que tengan.

Pega el cable con cinta adhesiva al costado del sensor y pruébalo.

Consejo: para un alcance más largo, intente apuntar el frente de su concentrador z-wave al sensor más alejado. Tengo el concentrador Samsung Smartthings v3, su sitio web dice que la recepción más fuerte es desde el frente.

Paso 2: Cómo se realizaron las mediciones

La primera imagen es con la antena pasiva de 5/8 de longitud de onda pegada al frente, la segunda imagen es sin antena.

Usé un Hackrf One porque se lo podía pedir prestado a un amigo. Es excesivo medir la onda Z, hay SDR más baratos que deberían funcionar, aunque no estoy familiarizado con ellos. Necesita uno que mida frecuencias en el rango de onda z, ~ 850Mhz a ~ 950Mhz. Si alguien descubre cómo medir con un DEG menos costoso, comente.

Equipo de medicion

Hackrf One ~ $ 300

www.seattletechnicalbooks.com/hackrf

Creo que esta es la antena, se actualizará después de que le pregunte a mi amigo.

Software de medición

Utilicé este analizador de espectro gratuito, "Pavsa hackrf espectro analizador". Fue fácil de configurar, confiable y funcionó bien.

Configuración de medición

Configure el analizador de espectro para que comience justo debajo y termine justo por encima de su frecuencia de onda z, para mí fue de 915Mhz a 917Mhz. Jugué con el número de muestras y FFT Bin (Hz) hasta que obtuve mediciones consistentes, 5000 Bin (Hz) y 65536 muestras funcionaron bien. En la pestaña de opciones del gráfico, elija "Cascada habilitada", "Mostrar picos" y "Visualización persistente", y establezca "Tiempo de persistencia" en 60 segundos.

Paso 3: Antena pasiva Smartthings V3 Hub

Intente pegar con cinta un cable de 5/8 de longitud de onda (8 "para la onda Z de EE. UU.) En el lado frontal derecho de su concentrador Smartthings V3, la prueba a continuación muestra que extiende el rango

Encontré una imagen de la placa de circuito del concentrador Smartthings V3, vea el enlace a continuación. La antena de onda Z está frente al concentrador, directamente adelante del conector de alimentación. La imagen de abajo es la parte inferior de la placa de circuito, por lo que la antena pasiva debe ir en el lado derecho. Para otras marcas de concentradores, intente encontrar dónde está montada la antena interna y coloque el cable lo más cerca posible.

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

No pude encontrar una manera de obligar al concentrador Smartthings a enviar una señal saliente para medir con el SDR, así que activé mis sensores 15 veces cada uno sin una antena concentradora pasiva y 15 veces nuevamente con una antena concentradora pasiva a ~ 40 'del centro. Se verificó el historial para ver cuántos eventos se registraron. Mis resultados con la antena concentradora pasiva fueron casi perfectos.

Resultados sin antena concentradora pasiva

Sensor rectangular 11/15 (eventos registrados / total de veces que se activó el sensor)

Sensor redondeado 13/15

Resultados con antena concentradora pasiva

Sensor rectangular 15/15

Sensor redondeado 14/15

Paso 4: Experimento de la antena pasiva Smartthings V3

Con los sensores descubrí que colocar la antena pasiva más cerca de la antena interna aumentaba la señal. Colocar la antena pasiva más cerca de la antena interna del concentrador también debería ayudar a aumentar la señal / rango. No pude separar el cubo, así que terminé perforando un gran agujero debajo del pie de goma y colocando un cable de 8 "(5/8 de longitud de onda) al lado de la antena interna. Está aproximadamente 1/2" más cerca de donde estaba pegado. al frente del cubo. La antena interna parece un resorte del mismo diámetro que un lápiz (vea la imagen 3). Actualmente no tengo ninguna forma de tomar medidas con esta antena. Estoy tratando de tomar prestado el Hackrf One SDR para poder tomar medidas y publicarlas.

¡Drama de desmontaje

Intenté sin éxito desmontar el cubo. No hay tornillos debajo de la etiqueta o la empuñadura inferior de goma cuadrada. Parece que la parte inferior se desliza, incluso hay una flecha que muestra en qué dirección deslizarse. El mío no se deslizaba, incluso intenté usar un martillo y un destornillador grande de punta plana para forzarlo a deslizarse en ambas direcciones, no se movía. Terminé usando una broca grande para hacer un agujero que será cubierto por la empuñadura de goma. Tenga en cuenta que la placa está montada al revés, debe perforar desde la parte inferior para tener acceso a la antena. La antena está directamente en frente del enchufe de alimentación, vea la imagen 3.