[angebaut] externe Antenne am ESP01

[andies]

Ich möchte gern am ESP01 eine externe Antenne "anhacken". Mit dem ESP07 (oder war -12?) hatte ich schlechte Erfahrung, daher möchte ich die PCB-Antenne lahmlegen und dann eine externe anlöten. Ich finde im Netz aber widersprüchliche Angaben dazu, wie genau man die anbringt. Kann mir da mal jemand helfen?

Im Anhang ein Foto der PCB-Antenne.

[Papa Romeo]

Hallo andies,

kommt darauf an, ob du die Antenne irgendwo "nach aussen" legen willst, oder nur nen "Lambda-Draht" dran machst.

Mit "nach aussen legen" hab ich hiermit ganz gute Erfahrungen gemacht : https://www.smarthome-tricks.de/esp8266/esp01-externe-antenne-anbringen/

LG
Papa Romeo

[andies]

Ich würde gern eine echte externe Antenne dranmachen.

[Papa Romeo]

..schau nochmal den Post drüber ...

LG
Papa Romeo

[andies]

Die Seite kenne ich und da hatte ich mehrere Fragen - aber wenn Du das probiert hast, kann ich Dich ja fragen:

• Mir scheint die Schirmung in der Luft zu hängen. Ist die an GND?
• Wieso gibt es zwei Punkte, an denen die Schirmung befestigt wird? Reicht nicht einer?
• Ich finde keine Angaben dazu, wie viel besser das geworden ist?

[Papa Romeo]

Die Seite kenne ich und da hatte ich mehrere Fragen - aber wenn Du das probiert hast, kann ich Dich ja fragen:

• Mir scheint die Schirmung in der Luft zu hängen. Ist die an GND?
• Wieso gibt es zwei Punkte, an denen die Schirmung befestigt wird? Reicht nicht einer?
• Ich finde keine Angaben dazu, wie viel besser das geworden ist?

... HF-Technik ist eine Sache für sich. Da kommen ungeahnte Kapazitäten ins Spiel.

zu 1 : ... was manchmal scheint in der Luft zu hängen, hängt nicht in der Luft
zu 2 : ... ist nur ein Punkt. Hier kommt der "Lötbatzen" für die Schirmung drauf
zu 3 : ... ich hab auch keine Möglichkeit das rauszumessen (könnte Ranseyer vielleicht mal in Angriff nehmen ... vielleicht auch mal testen den Schirm auch
              gleichspannungsmässig auf Gnd zu legen)

LG
Papa Romeo

[andies]

Ich habe ein wenig weiter gespielt. Ich habe mir einen ESP01 genommen, mit EspLink geflasht und erstmal an einer bestimmten Stelle für ein paar Tage den RSSI gemessen. Siehe Anhang.

Dann habe ich eine externe Antenne angelötet und blöderweise vergessen, ein Foto von den ausgefrästen Antennenstellen zu machen. Aber das ist so wie in dem Link oben. Was ich allerdings anders angelötet habe ist die Schirmung. Ich habe nämlich gesehen, dass (im Bild) links der Teil der PCB-Antenne direkt mit GND verbunden ist. Dann ist es doch sinnvoller, dort die Schirmung anzubringen und nicht an dem schlangenförmigen Teil (unten im Bild). Jetzt messe ich mal RSSI mit Antenne. Ich nutze dazu einen Dipol, den ich von einem Unifi-Gerät habe. Standort ist der gleiche.

[andies]

Also ein deutlicher Gewinn von fast 8dBm (Durchschnitt verändert sich von -69,1 auf -62,2; ich hoffe, die Einheit dBm ist richtig, denn formal messe ich RSSI), also wenn ich das richtig kapiere fast eine Verdreifachung der Empfangsleistung. (Man müsste jetzt mal mit der anderen Schirmung testen, aber ich denke nicht, dass das mehr bringt.)

[MadMax-FHEM]

Also ein deutlicher Gewinn von fast 8dBm (Durchschnitt verändert sich von -69,1 auf -62,2; ich hoffe, die Einheit dBm ist richtig, denn formal messe ich RSSI), also wenn ich das richtig kapiere fast eine Verdreifachung der Empfangsleistung. (Man müsste jetzt mal mit der anderen Schirmung testen, aber ich denke nicht, dass das mehr bringt.)

Naja, dBm wäre evtl. das was per RSSI kommt (RSSI ist ja nur ein "Indikator", meist/oft aber dBm)...
...die "Verbesserung" wäre dann dB (ohne was, also nur der "Unterschied")...

Und:

3dB -> x2
6dB -> x4
9dB -> x8
10dB -> x10

Also eine Verbesserung von 8dB ist dann irgendwo kurz vor Faktor 8

Gruß, Joachim

[andies]

Danke - dann hat sich die Arbeit richtig gelohnt. Kam mir schon wenig vor...

[Papa Romeo]

Ich habe nämlich gesehen, dass (im Bild) links der Teil der PCB-Antenne direkt mit GND verbunden ist. Dann ist es doch sinnvoller, dort die Schirmung anzubringen und nicht an dem schlangenförmigen Teil (unten im Bild).

... das ist u.a. das was ich gemeint habe. Dort wo die Durchkontaktierung ist, ist Masse für die HF und die Gleichspannung. Die weiterführende Bahn zum Auskoppelpunkt ist Masse für die Gleichspannung, aber nicht für die HF. Wenn die Länge dieses "Stückchen Leiterbahn" richtig bemessen ist, sieht die HF einen sehr hohen Widerstand.

LG
Papa Romeo

[andies]

Meinst du, man sollte mal Schirmung auf dieses schlangenförmige Teil testen - könnte das noch mehr bringen?

[Papa Romeo]

Meinst du, man sollte mal Schirmung auf dieses schlangenförmige Teil testen - könnte das noch mehr bringen?

...nein, das passt jetzt so schon. Du hast ja die Leiterbahn vom Einspeisepunkt abgetrennt und somit hat es jetzt nur noch die Gnd-Funktion.
Das war jetzt nur nochmal so ein Einwurf, auf "hängt in der Luft" oder "liegt auf Masse". Bei HF muss man da vorsichtig sein.
Ist auf HF bezogen manchmal wirklich anders als es scheint.

LG
Papa Romeo

[andies]

Oh Mann, es ist ein Kreuz. Alles vor Ort getestet und wenn man es an die problematische Stelle im Dachboden bringt, an der es schwül, eng und heiss ist, ergibt die neue Antenne praktisch keine Verbesserung.

Antennen und Hochfrequenz sind ein Gebiet, wo Theorie und Praxis meilenweit auseinander liegen. Jede Kiste auf dem Dachboden scheint zu stören.

[Papa Romeo]

Antennen und Hochfrequenz sind ein Gebiet, wo Theorie und Praxis meilenweit auseinander liegen.

... meine Rede, zwar nicht meilenweit, aber schon um einiges ... hab mich Jahre lang damit rumgeschlagen ... zwar höhere Frequenzen und um einiges höhere Leistungen ...
... da galt immer wieder der Grundsatz ... das must du einfach so glauben, das ist halt so ....

LG
Papa Romeo

[andies]

Blaue Linie: Wechsel vom ESP01 zum ESP01-mit-externer Antenne. Großartig. (Der eingezeichnete Threshold, dieser rote Bereich da, wird erreicht bei einer Grenze unter 10 bei der signal-noise-ratio des Unifi-Controllers, also so was hier

Code Auswählen Erweitern

ESP-Easy-UART1 connected
ESP-Easy-UART1_accesspoint Schlafzimmer
ESP-Easy-UART1_hostname ESP-Easy-UART1-0
ESP-Easy-UART1_last_seen 2021-08-15 21:15:04
ESP-Easy-UART1_snr 26    <====== HIER
ESP-Easy-UART1_uptime 22151


Rote Linie: externe Antenne wurde etwas gedreht. Also weiter versuchen, es geht ja voran...

[andies]

Noch ein Rätsel. Ich habe eine gebastelte Biquad, mit sehr guten Daten (Widerstand 50 Ohm, kein Imaginärteil und tolles SWR, siehe Anhang). Die habe ich statt des einfachen Dipols eingesetzt, der nicht so gute Werte aufweist. Die SNR sackt von 20 auf unter 10. Dann fange ich an, den Biquad in alle möglichen Richtungen zu drehen, vertikal, horizontal, schräg usw usf. Das SNR bleibt unter 10?! Wie kann das sein?

Das einzige, was ich nicht messen kann, ist die Richtcharakteristik. Liegt da der Hase im Pfeffer begraben?

[andies]

Inzwischen habe ich eine Idee. Mich hat immer gewundert, warum ich manchmal nachts um drei Abbrüche beim Wifi hatte. Unifi macht um 3 nachts einen Scan und beschickt die Kanäle neu. Außerdem habe entweder ich oder die Software verschiedene Kanäle damals ausgeschlossen. Ich vermute inzwischen, dass der ESP01 mit den Kanälen 11 bis 13 einige Probleme hat, die werde ich mal herausnehmen. Ich schaue mal, was da passiert.

[andies]

Also, ich bin mir inzwischen sicher, dass die Antenne nicht das Problem ist. Ich habe folgende Situation. Der ESP steht im Dachboden. Wenn man jetzt eine gedankliche Linie zeichnet, liegt auf der Linie in etwa sechs Metern ein AP von Unifi und in derselben Linie nach weiteren fünf Metern ein weiterer AP von Unifi.

Wieso zum Teufel verbindet sich der  ESP mit dem AP, der am weitesten entfernt ist?! Auf Polarität etc achte ich natürlich.

[andies]

Ich kann endlich Vollzug melden. Der Wasserzähler, den ich eigentlich anschließen wollte (im Schacht etwa 20-30m vom Haus weg und in 2m Tiefe, https://forum.fhem.de/index.php?topic=90731.0), hat jetzt -70 im Durchschnitt. Endlich. Erreicht mit einer Biquad-886MHz-Selbstbau-Antenne.

Und dann sendet der ESP stabil mit einer signal-noise-ratio von 15. Mehr kann ich, wenn zwei Decken dazwischen sind, nicht erwarten. Hauptsache ich kann die Daten auslesen.

Ich habe mit dieser Aktion irgendwann 2017 oder 2018 angefangen...

[andies]

Ich glaube, ich habe inzwischen auch eine Erklärung für das merkwürdige Verbindungsverhalten von unifi. Dazu ein knapper Exkurs: Wifi ist immer eine zweiseitige Verbindung. Das heisst, wenn ein Access Point (AP) ein device anfunkt, muss das dem AP antworten. Rüstet man den AP auf, heisst dies noch nicht automatisch, dass auch das device entsprechen ,,laut" antworten kann, da es dafür eventuell nicht die Sendeleistung hat.

Unifi ordnet nun jedem AP eine Sendeleistung zu (hoch, mittel niedrig). Diese gilt vermutlich für alle devices, die der AP bedient. Dabei wird es vorkommen, dass verschiedene empfindliche devices in Reichweite des AP sind. Ich kann mir nun vorstellen, dass zwei verbundene APs nun die devices untereinander aufteilen und sagen ,,den nimmst du bitte noch, das schaffst du mit mittlere Sendeleistung, ich nehme dann die anderen und die kriege ich auch mit mittlerer hin"). Mir ist nämlich aufgefallen, dass eine hohe Sendeleistung nicht automatisch zur Folge hat, dass in der Nähe befindliche Devices verbunden werden - eher scheint das Gegenteil der Fall zu sein. Das erklärt einiges von den Problemen, die ich oben beschrieben habe.

[Papa Romeo]

... darum lass ich mich auf solche "Spielchen" nicht ein. Ich weiß welcher Router am nächsten ist und sage meinem Device mit wem es sich zu verbinden hat. Damit schließe ich aus, dass die Devices versuchen sich mit einem anderen Router zu verbinden, die zwar in Reichweite sind aber sehr schwache Empfangs-/sendepegel aufweisen.

LG
Papa Romeo