Ăng-ten Z-Wave: 4 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:30

• Ăng ten thụ động tăng công suất và phạm vi
• Không cần tháo rời hoặc hàn
• Không tốn kém
• Dễ dàng để cài đặt

Tôi đang thử nghiệm hệ thống Z-Wave Plus của mình để tăng phạm vi hoạt động của cảm biến cửa / cửa sổ chạy bằng pin. Tôi sử dụng chúng để theo dõi bẫy chuột / bẫy chuột của mình và cần thêm khoảng cách. Xem https://www.instructables.com/id/Wireless-Mouse-Tr… có thể hướng dẫn khác của tôi

Nếu bạn không muốn đọc tất cả thông tin công nghệ bên dưới, hãy thử dán một sợi dây đàn piano hoặc đồng 8 "thẳng vào một cảm biến càng gần ăng-ten bên trong (xem dấu bút màu đen trong hình 1 & 2) và xem liệu có nó làm tăng phạm vi. Đồng thời dán một dây 8 "vào trung tâm Z-Wave của bạn gần ăng-ten bên trong, đối với trung tâm Smartthings V3, hãy dán nó vào mặt trước ở phía bên phải khi bạn đang nhìn vào mặt của trung tâm, trực tiếp trên hàng với đầu nối nguồn. Tất cả các ăng-ten thụ động phải thẳng đứng. Để kiểm tra, hãy kích hoạt cảm biến 10 lần trước và sau khi thêm ăng-ten, sau đó kiểm tra lịch sử để xem có bao nhiêu sự kiện được ghi lại.

Đặt dây gần với ăng-ten bên trong là rất quan trọng. Cả hai cảm biến của tôi được tháo rời để tìm vị trí đặt các ăng-ten bên trong, chúng nằm đối diện với pin. Ăng-ten trong hình 1 trông giống như một chiếc lò xo nhỏ dưới vết đen. Ăng-ten trong hình 2 gần như là một hình chữ nhật hoàn chỉnh, được đánh dấu bằng các đường màu đen. Đặt ăng-ten thụ động trực tiếp lên bất kỳ vết đen nào. Bằng cách di chuyển ăng-ten thụ động trong hình ảnh đầu tiên qua ăng-ten bên trong, cảm biến đã chuyển từ ghi 0/10 đến 10/10 các sự kiện đóng mở thành công được ghi lại trong lịch sử từ cùng một vị trí

My SmartThings Antenna Antenna có thể hướng dẫn, hầu hết thông tin được lặp lại trong bước cuối cùng của hướng dẫn này

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

Thủ tục kiểm tra

Ăng-ten thụ động (dây đồng mỏng) được gắn vào cảm biến và được kiểm tra cường độ tín hiệu bằng Hackrf One SDR (Radio do phần mềm xác định). Độ dài của ¼, ⅝ và 1 bước sóng được so sánh khi không có ăng-ten. Ăng ten bước sóng ⅝ hoạt động tốt nhất.

Dưới đây là kết quả tính bằng dB. dB là thang đo log nên công suất tăng 3dB thì công suất tăng gấp 2 lần. Ví dụ: nếu bạn đi từ -50dB đến -47dB, sức mạnh đã tăng thêm 3dB hoặc gấp đôi.

Mức công suất được đo ở tần số 916MHz Z-Wave PLus của Mỹ. Đối với mỗi phép đo được phân tách bằng dấu phẩy trong dữ liệu bên dưới, cảm biến cửa được kích hoạt ~ 10 lần và đỉnh của 10 lần kích hoạt được ghi lại.

Kết quả kiểm tra công suất đỉnh 916MHz

Ăng ten thụ động bước sóng 5/8 (Hiệu suất tốt nhất!)

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

1 bước sóng (Dài hơn KHÔNG tốt hơn!)

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

1/4 bước sóng (Hầu hết thông tin internet khuyến nghị ăng-ten thụ động 1/4 bước sóng, 5/8 là tốt hơn NHIỀU!)

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

Không có ăng-ten thụ động (cổ phiếu)

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

Ghi chú

Z-Wave và Z-Wave Plus sử dụng cùng một tần số. Z-Wave Plus là phiên bản mới hơn với phạm vi hoạt động xa hơn và thời lượng pin tốt hơn, vì vậy hãy mua Z-Wave Plus nếu bạn có thể

Đây là hai cảm biến tôi đang sử dụng.

Cảm biến Cửa / Cửa sổ Monoprice Z-Wave Plus, KHÔNG CÓ LOGO (Bộ cảm biến này có mức tăng công suất đo được tốt nhất với ăng-ten 5/8) Cập nhật: Cảm biến được tháo rời để xác định vị trí ăng-ten bên trong, đặt ăng-ten thụ động lên trên bất kỳ các vết đen trong ảnh 2.

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

Cảm biến Cửa và Cửa sổ Monoprice Z-Wave Plus, Không có Logo (Có mức tăng công suất thấp hơn nhiều) Cập nhật: Cảm biến được tháo rời để tìm vị trí đặt ăng-ten bên trong và cho thấy sự cải thiện đáng kể về số lượng các sự kiện thử nghiệm được ghi lại (0 / 10 sự kiện được ghi lại vị trí cũ, 10/10 vị trí mới) bằng cách di chuyển ăng-ten qua chấm đen trong hình 1.)

www.monoprice.com/product?p_id=24259

Bước 1: Tạo Antenna thụ động

Tìm tần số sóng Z của bạn trong danh sách wikipedia bên dưới. Rất nhiều quốc gia có 2 tần số, nếu bạn không chắc thiết bị Z-wave của mình đang sử dụng tần số nào, hãy chọn tần số trung bình của 2. Hầu hết các tài liệu đều nói rằng tần số của Hoa Kỳ là 908,42MHz, tôi đã đo cả hai cảm biến của mình ở tần số thứ hai là 916MHz.

Danh sách tần số Z-Wave

Lấy tần số của bạn và đặt nó vào liên kết máy tính này dưới đây để có 1 bước sóng và sau đó nhân nó với ⅝ để có 5/8 bước sóng, đây sẽ là chiều dài dây ăng-ten / dây của bạn.

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

Đây là cách tính độ dài cho 2 tần số Hoa Kỳ

Sóng Z cộng với 908,42MHz: bước sóng = 0,33001526m = 12,99inches: ⅝ bước sóng = 8,11inches

Sóng Z cộng với 916MHz: bước sóng 0,32728434 = 12,88inches: ⅝ bước sóng = 8,05inches

Cắt một dây đồng khổ nhỏ hoặc dây đàn piano theo bước sóng 5/8 mà bạn tính toán. Bạn có thể mua dây đàn piano ở cửa hàng kim khí, mua loại dây mỏng nhất mà họ có.

Dán dây vào mặt bên của cảm biến và kiểm tra!

Mẹo: Để có phạm vi xa hơn, hãy thử hướng mặt trước của trung tâm sóng z của bạn vào cảm biến xa nhất. Tôi có trung tâm Samsung Smartthings v3, trang web của họ cho biết khả năng tiếp nhận mạnh nhất là từ phía trước.

Bước 2: Các phép đo được thực hiện như thế nào

Hình đầu tiên có ăng-ten bước sóng 5/8 thụ động được dán ở phía trước, hình thứ hai là không có ăng-ten.

Tôi đã sử dụng Hackrf One vì tôi có thể mượn nó từ một người bạn. Đo sóng Z là quá mức cần thiết, có những loại SDR rẻ hơn sẽ hoạt động mặc dù tôi không quen thuộc với chúng. Bạn cần một thiết bị đo tần số trong dải sóng z, ~ 850Mhz đến ~ 950Mhz. Nếu có ai tìm ra cách đo với SDR ít tốn kém hơn, vui lòng cho ý kiến.

Thiết bị đo lường

Hackrf One ~ $ 300

www.seattletechnicalbooks.com/hackrf

Tôi nghĩ đây là ăng-ten, sẽ cập nhật sau khi tôi hỏi bạn tôi.

Phần mềm đo lường

Tôi đã sử dụng máy phân tích phổ miễn phí này, ‘Máy phân tích phổ hackrf Pavsa’. Nó rất dễ cài đặt, đáng tin cậy và hoạt động tốt.

Cài đặt đo lường

Đặt máy phân tích phổ bắt đầu ngay bên dưới và kết thúc ngay trên tần số sóng z của bạn, đối với tôi nó là 915Mhz đến 917Mhz. Tôi đã thử với số lượng mẫu và FFT Bin (Hz) cho đến khi tôi có được các phép đo nhất quán, 5000 Bin (Hz) và 65536 mẫu hoạt động tốt. Trên tab tùy chọn biểu đồ, chọn ‘Đã bật thác nước’, ‘Hiển thị đỉnh’ và ‘Hiển thị liên tục’ và đặt ‘Thời gian tồn tại’ thành 60 giây.

Bước 3: Ăng-ten thụ động của Hub Smartthings V3

Hãy thử dán một dây bước sóng 5/8 (8 "cho US Z-wave) vào phía trước bên phải của trung tâm Smartthings V3 của bạn, thử nghiệm bên dưới cho thấy nó mở rộng phạm vi

Tôi đã tìm thấy hình ảnh của bảng mạch trung tâm Smartthings V3, hãy xem liên kết bên dưới. Ăng-ten sóng Z ở phía trước của trung tâm, trực tiếp về phía trước của đầu nối nguồn. Hình dưới đây là phần dưới cùng của bảng mạch vì vậy ăng-ten thụ động cần phải đi ở phía bên phải. Đối với các thương hiệu hub khác, hãy cố gắng tìm nơi gắn ăng-ten bên trong và đặt dây càng gần càng tốt.

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

Tôi không thể tìm cách buộc trung tâm Smartthings gửi tín hiệu đi để đo bằng SDR, vì vậy tôi đã kích hoạt các cảm biến của mình 15 lần mỗi lần không có ăng-ten trung tâm thụ động và 15 lần nữa với một ăng-ten trung tâm thụ động ở ~ 40 'tính từ trung tâm. Lịch sử đã được kiểm tra để xem có bao nhiêu sự kiện đã được ghi lại. Kết quả của tôi với ăng-ten trung tâm thụ động gần như hoàn hảo.

Kết quả không có Antenna Hub thụ động

Cảm biến hình chữ nhật 15/11 (các sự kiện được ghi lại / tổng thời gian cảm biến được kích hoạt)

Cảm biến tròn 13/15

Kết quả với Antenna Hub thụ động

Cảm biến hình chữ nhật 15/15

Cảm biến tròn 14/15

Bước 4: Thử nghiệm ăng ten thụ động Smartthings V3

Với các cảm biến, tôi thấy rằng việc đặt ăng-ten thụ động gần ăng-ten bên trong hơn sẽ làm tăng tín hiệu. Đặt ăng-ten thụ động gần ăng-ten bên trong của trung tâm cũng sẽ giúp tăng tín hiệu / phạm vi. Tôi không thể tách trung tâm ra nên cuối cùng tôi đã khoan một lỗ lớn dưới chân cao su và đặt một sợi dây 8 "(5/8 bước sóng) bên cạnh ăng-ten bên trong. Nó gần hơn khoảng 1/2" so với nơi được gắn băng ở phía trước của trung tâm. Ăng-ten bên trong trông giống như một chiếc lò xo có đường kính bằng một chiếc bút chì (xem hình 3). Tôi hiện không có bất kỳ cách nào để thực hiện phép đo với ăng-ten này. Tôi đang cố mượn Hackrf One SDR để có thể đo và đăng chúng.

Kịch tính tháo gỡ

Tôi đã cố gắng tách trung tâm ra không thành công. Không có ốc vít nào dưới nhãn hoặc tay nắm dưới bằng cao su có hình vuông vắn. Có vẻ như các trang trình bày ở dưới cùng, thậm chí còn có một mũi tên hiển thị hướng trượt. Của tôi sẽ không trượt, tôi thậm chí đã thử sử dụng một cái búa và một cái tua vít có cánh phẳng lớn để ép nó trượt theo cả hai hướng, nó sẽ không nhúc nhích. Tôi đã kết thúc bằng cách sử dụng một mũi khoan lớn để tạo một lỗ sẽ được che bởi chuôi cao su. Lưu ý bo mạch được gắn ngược, bạn cần phải khoan từ dưới lên để có thể tiếp cận với ăng-ten. Ăng-ten nằm ngay phía trước phích cắm điện, xem hình 3.