Z-Wave-antenne: 4 stappen

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:14

• Passieve antennes vergroten het vermogen en het bereik
• Geen demontage of solderen nodig
• Goedkoop
• Makkelijk te installeren

Ik heb geëxperimenteerd met mijn Z-Wave Plus-systeem om het bereik van mijn op batterijen werkende deur-/raamsensoren te vergroten. Ik gebruik ze om mijn ratten-/muizenvallen in de gaten te houden en had meer afstand nodig. Zie mijn andere instructable

Als je niet alle technische informatie hieronder wilt lezen, probeer dan een rechte 8" koperen of pianodraad aan een sensor zo dicht mogelijk bij de interne antenne te plakken (zie de zwarte penmarkeringen in afbeelding 1 & 2) en kijk of het vergroot het bereik. Plak ook een 8"-draad op je Z-Wave-hub in de buurt van de interne antenne, voor de Smartthings V3-hub plak je deze aan de voorkant aan de rechterkant vast terwijl je naar het gezicht van de hub kijkt, direct in lijn met de stroomaansluiting. Alle passieve antennes moeten verticaal staan. Om te testen, activeert u de sensor 10 keer voor en na het toevoegen van de antennes en controleert u vervolgens de geschiedenis om te zien hoeveel gebeurtenissen zijn geregistreerd.

Het is van cruciaal belang om de draad dicht bij de interne antenne te plaatsen. Mijn beide sensoren zijn uit elkaar gehaald om te zien waar de interne antennes zich bevinden, ze bevinden zich tegenover de batterij. De antenne op foto 1 ziet eruit als een veertje onder de zwarte vlek. De antenne in afbeelding 2 is bijna een volledige rechthoek, gemarkeerd door de zwarte lijnen. Plaats de passieve antenne direct boven een van de zwarte markeringen. Door de passieve antenne in de eerste afbeelding over de interne antenne te bewegen, ging de sensor van het opnemen van 0/10 naar 10/10 succesvolle open-close-gebeurtenissen die in de geschiedenis vanaf dezelfde locatie zijn opgenomen

Mijn SmartThings-antenne Instructable, de meeste info wordt herhaald in de laatste stap van deze instructable

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

Test procedure

Passieve antennes (dunne koperdraden) werden aan de sensoren bevestigd en getest op signaalsterkte met een Hackrf One SDR (Software Defined Radio). Lengtes van ¼, en 1 golflengte werden vergeleken zonder antenne. De ⅝-golflengte antenne presteerde het beste.

Hieronder staan de resultaten in dB. dB is een logschaal, dus een toename van 3 dB in vermogen is 2x het vermogen. Als je bijvoorbeeld van -50dB naar -47dB gaat, is het vermogen met 3dB toegenomen of verdubbeld.

Vermogensniveaus werden gemeten op 916MHz US Z-Wave PLus-frequentie. Voor elke meting, gescheiden door een komma in de onderstaande gegevens, werd de deursensor ~10 keer geactiveerd en werd de piek van de 10 triggers geregistreerd.

916MHz Piekvermogen Testresultaten

5/8 golflengte passieve antenne (Beste Prestaties!)

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

1 golflengte (langer is NIET beter!)

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

1/4 golflengte (de meeste internetinfo beveelt passieve antennes van 1/4 golflengte aan, 5/8 is VEEL beter!)

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

Geen passieve antenne (voorraad)

-71db, -68.5db, -69,1db, -67,4db

Opmerking

Z-Wave en Z-Wave Plus gebruiken dezelfde frequentie. Z-Wave Plus is de nieuwere versie met een groter bereik en een betere batterijduur, dus koop Z-Wave Plus als je kunt

Dit zijn de twee sensoren die ik gebruik.

Monoprice Z-Wave Plus deur-/raamsensor, GEEN LOGO (Deze had de best gemeten vermogenswinst met de 5/8-antenne) Update: de sensor is uit elkaar gehaald om de interne antenne te lokaliseren, plaats de passieve antenne bovenop een van de zwarte vlekken op foto 2.

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

Monoprice Z-Wave Plus deur- en raamsensor, geen logo (had een veel lagere vermogenswinst) Update: de sensor werd uit elkaar gehaald om te vinden waar de interne antenne zich bevond en toonde een enorme verbetering in het aantal geregistreerde testgebeurtenissen (0/ 10 opgenomen gebeurtenissen oude locatie, 10/10 nieuwe locatie) door de antenne over de zwarte stip in de 1e foto te bewegen.)

www.monoprice.com/product?p_id=24259

Stap 1: Een passieve antenne maken

Zoek uw Z-wave-frequentie in de onderstaande wikipedia-lijst. Veel landen hebben 2 frequenties, als je niet zeker weet op welke frequentie je Z-wave-apparaat staat, kies dan het gemiddelde van de 2. De meeste documentatie zegt dat de Amerikaanse frequentie 908.42MHz is, ik heb beide sensoren gemeten op de tweede frequentie 916MHz.

Z-Wave frequentielijst

Neem uw frequentie en plaats deze in deze calculatorlink hieronder om 1 golflengte te krijgen en vermenigvuldig deze vervolgens met ⅝ om 5/8 golflengte te krijgen, dit is uw antenne / draadlengte.

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

Hier leest u hoe u de lengte voor de 2 Amerikaanse frequenties kunt berekenen

Z-wave plus 908.42 MHz: golflengte = 0.33001526 m = 12.99 inches: ⅝ golflengte = 8.11 inches

Z-wave plus 916 MHz: golflengte 0,32728434 = 12,88 inch: ⅝ golflengte = 8,05 inch

Knip een koperdraad of pianodraad van klein formaat af op de 5/8 golflengte die u berekent. Je kunt pianodraad krijgen bij de bouwmarkt, de dunste die ze hebben.

Tape de draad aan de zijkant van de sensor en test!

Tip: probeer voor een groter bereik de voorkant van je z-wave hub naar de verste sensor te richten. Ik heb een Samsung Smartthings v3-hub, hun website zegt dat de sterkste ontvangst vanaf de voorkant is.

Stap 2: Hoe de metingen zijn gedaan

De eerste foto is met de passieve 5/8 golflengte antenne aan de voorkant geplakt, de tweede foto is zonder antenne.

Ik gebruikte een Hackrf One omdat ik die van een vriend kon lenen. Het is overdreven om Z-wave te meten, er zijn goedkopere SDR's die zouden moeten werken, hoewel ik er niet bekend mee ben. Je hebt er een nodig die frequenties meet in het z-wave bereik, ~850Mhz tot ~950Mhz. Als iemand erachter komt hoe te meten met een goedkopere SDR, graag commentaar.

Meetapparatuur

Hackrf One ~ $ 300

www.seattletechnicalbooks.com/hackrf

Ik denk dat dit de antenne is, zal updaten nadat ik het aan mijn vriend heb gevraagd.

Meetsoftware

Ik gebruikte deze gratis spectrumanalysator, 'Pavsa hackrf spectrumanalysator'. Het was eenvoudig in te stellen, was betrouwbaar en werkte goed.

Meetinstellingen

Stel de spectrumanalysator in om net onder te beginnen en net boven je z-golffrequentie te eindigen, voor mij was het 915Mhz tot 917Mhz. Ik speelde met het aantal samples en FFT Bin (Hz) totdat ik consistente metingen kreeg, 5000 Bin (Hz) en 65536 samples werkten goed. Kies op het tabblad met kaartopties 'Waterval ingeschakeld', 'Toon pieken' en 'Persistente weergave' en stel 'Persistentietijd' in op 60 seconden.

Stap 3: Smartthings V3 Hub passieve antenne

Probeer een draad van 5/8 golflengte (8" voor US Z-wave) aan de rechtervoorzijde van uw Smartthings V3-hub te plakken, de onderstaande test laat zien dat dit het bereik vergroot

Ik vond een foto van de Smartthings V3 hub printplaat, zie onderstaande link. De Z-wave-antenne bevindt zich voor de hub, direct voor de voedingsconnector. De afbeelding hieronder is de onderkant van de printplaat, dus de passieve antenne moet aan de rechterkant komen. Probeer bij hubs van andere merken te vinden waar de interne antenne is gemonteerd en plaats de draad zo dicht mogelijk bij elkaar.

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

Ik kon geen manier vinden om de Smartthings-hub te dwingen een uitgaand signaal te verzenden voor het meten met de SDR, dus activeerde ik mijn sensoren elk 15 keer zonder passieve hub-antenne en 15 keer opnieuw met een passieve hub-antenne op ~ 40 'van de middelpunt. De geschiedenis werd gecontroleerd om te zien hoeveel gebeurtenissen werden geregistreerd. Mijn resultaten met de passieve hubantenne waren bijna perfect.

Resultaten zonder passieve hubantenne

Rechthoekige sensor 11/15 (opgenomen gebeurtenissen/totaal aantal keren dat de sensor werd geactiveerd)

Afgeronde sensor 13/15

Resultaten met passieve hubantenne

Rechthoekige sensor 15/15

Afgeronde sensor 14/15

Stap 4: Smartthings V3 passief antenne-experiment

Met de sensoren ontdekte ik dat het plaatsen van de passieve antenne dichter bij de interne antenne het signaal verhoogde. Door de passieve antenne dichter bij de interne antenne van de hub te plaatsen, zou ook het signaal/bereik moeten worden vergroot. Ik kon de hub niet uit elkaar krijgen, dus ik boorde uiteindelijk een groot gat onder de rubberen voet en plaatste een 8" (5/8 golflengte) draad naast de interne antenne. Het is ongeveer 1/2" dichterbij dan waar het was vastgebonden naar de voorkant van de naaf. De interne antenne ziet eruit als een veer met ongeveer dezelfde diameter als een potlood (zie afbeelding 3). Ik heb momenteel geen mogelijkheid om met deze antenne te meten. Ik probeer de Hackrf One SDR te lenen, zodat ik metingen kan doen en deze kan posten.

Demontage Drama

Ik heb tevergeefs geprobeerd de hub uit elkaar te halen. Er zijn geen schroeven onder het label of de vierkante rubberen bodemgreep. Het lijkt alsof de onderkant erop schuift, er is zelfs een pijl die aangeeft in welke richting je moet schuiven. De mijne wilde niet schuiven, ik probeerde zelfs een hamer en een grote platte schroevendraaier te gebruiken om hem in beide richtingen te laten glijden, hij wilde niet wijken. Uiteindelijk heb ik een grote boor gebruikt om een gat te maken dat wordt afgedekt door de rubberen grip. Let op: het bord is ondersteboven gemonteerd, je moet vanaf de onderkant boren om bij de antenne te kunnen. De antenne zit recht voor de stekker, zie foto 3.