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Sende- und Empfangsmodul Reichweite mangelhaft

Dienstag, 21. August 2012, 22:15

Ich habe die letzten Tage eine komplett neue Steuerung für ein großes Schienenschiebetor entwickelt und gebaut. Basis bildet eine kleine SPS mit angeschlossenen Sensoren zur Positionserkennung und diversen Schlüsselschaltern etc. pp. Soweit so gut. Nun habe ich auch ein Funksystem eingeplant, womit man das Tor optional per Funkfernbedienung öffnen und schliessen kann. Dazu habe ich bei Conrad

zwei dieser Empfänger gewählt
( http://www.conrad.de/ce/de/product/19006…earchDetail=005 )

sowie passend dazu mehrere dieser Handsender
( http://www.conrad.de/ce/de/product/19005…earchDetail=005 )

Das Ganze ist in einem Schaltkasten aus Aluminium Druckguss innerhalb einer Glasfaserumhausung wasserdicht untergebracht. Nun habe ich heute festgestellt, dass die o.g. Empfänger von den Sendern nur in einem Umkreis von ca. 2 Metern Signale empfangen. Das ist ungenügend und ich überlege nun, woran es liegen kann bzw. was ich noch verbessern könnte.
Erste Idee wäre ein angelötetes Kabel an der Bügelantenne, welches aus dem Schaltkasten ragt. Aber ob das was bringt? Da ich bislang keinerlei weitere Ideen habe, hoffe ich hier auf ein paar Anregungen :-)

Dienstag, 21. August 2012, 23:10

Zitat

Das Ganze ist in einem Schaltkasten aus Aluminium Druckguss ...

Naja, wenn du einen Funkempfänger in einem Abschirmgehäuse unterbringst, dann brauchst du dich über schlechten Empfang nicht zu wundern. An die Antenne irgendeinen Draht anzutüdeln wird die Antenne in jedem Fall verändern - ob sie besser wird, ist fraglich...

Bei 868 MHz ist die Wellenlänge 34,5 cm, eine Lamda/4-Antenne müsste also 8,6 cm lang sein, Lambda/8 wären 4,32 cm. Hm. Das käme bei der Platinenbreite von 4,9 cm ja ungefähr hin. Ich tippe darauf, dass die Antenne an der Seite mit den Codierschaltern gar nicht elektrisch angeschlossen, sondern allenfalls an einem isolierten Lötpunkt abgestützt ist - kann das sein? In diesem Fall könntest du versuchen, sie an dieser Seite abzuknipsen oder auszulöten und mit einem Draht so zu verlängern (oder ganz zu ersetzen), dass eine Gesamtlänge von 8,6 cm oder 17,25 cm dabei herauskommt. Diese Antenne müsste dann durch einen Gummistopfen nach außen geführt werden. Trotzdem werden die Empfangseigenschften suboptimal sein, weil ein Teil der Antenne ja immer noch abgeschirmt im Alugehäuse sitzt. Mit einem ganzzahligen Verhältnis zwischen empfangender und abgeschirmter Länge kann der Verlust minimiert werden. In der Theorie. In der Praxis benehmen sich Funkwellen und Antennen gerne ganz anders als erwartet, da ist immer auch einiges an Trial & Error dabei.

Was spricht denn gegen einen Schaltkasten aus Kunststoff? Das scheint mir die einfachere Lösung...

Hast du denn mal probiert, wie die Empfangseigenschaften von den Dingern ohne Gehäuse sind? Vielleicht sind die ja auch einfach nicht besser und ich schreibe hier Unsinn...

Dieser Beitrag wurde bereits 1 mal editiert, zuletzt von »Limbachnet« (21. August 2012, 23:13)

Mittwoch, 22. August 2012, 08:03

Ich habe mich aus witterungstechnischen Gründen bewusst gegen ein Kunststoffgehäuse entschieden. Das Gehäuse der alten Steuerung war aus Kunststoff. Es war undicht, gerissen und einfach total kaputt. Das war letztlich auch die Ursache für den Steuerungstod (Korrosion überall).

Ob die Antenne nur einseitig elektrisch verlötet ist, finde ich gleich heraus. Ist es wichtig, dass die Antennenlänge exakt die von dir vorgeschlagenen Längen hat? Ich höre davon zum ersten Mal, klingt interessant, macht mich neugierig. Hat bestimmt was mit der Wellenlänge zu tun?

Wie die Empfangseigenschaften ohne Gehäuse sind werde ich ebenfalls gleich ausprobieren.

Mittwoch, 22. August 2012, 08:45

DIe Länge der Antenne ist schon wichtig und ja das hat was mit der Wellenlänge zutun.
Die Funkwelle muss ja quasi auf die Antenne passen.

Mittwoch, 22. August 2012, 10:48

Macht irgendwie Sinn, würde aber bedeuten:
- Antenne muss entsprechend der Wellenlänge eine Mindestlänge haben
- Antenne kann nie zu lang sein
Die Diskussion interessiert mich, weil ich merke, dass ich hier noch was lernen kann.


Zum eigentlichen Problem:
Bei geöffnetem Schaltkasten kann ich aus 20 Metern Entfernung die Empfänger problemlos bedienen.
Habe mir die Platinen nochmal genau angesehen. Auf einer Seite endet die Drahtbügelantenne an einem Lötpunkt, wovon eine Leitung auf der Platine abgeht und direkt daneben auf einem leeren Lötpunkt endet. Sprich, sie ist nur zur Stabilisierung aufgelötet.
Ich habe diesen zweiten Lötpunkt genutzt und dort ein Stück Kupferlitze, ca 40 cm rangelötet, durch eine Gummitülle nach außen geführt und unterhalb der Glasfaserverkleidung wie eine Wurfantenne liegen gelassen. Schaltkastendeckel drauf und:
15 Meter Entfernung kommen Signale an, cool :)

Jetzt muss ich nur noch die Empfängersignale in der Steuerung optimieren, damit ich per FFB das Tor auch stoppen kann (FFB hat nur 2 Tasten, 1. Kanal AUF, 2. Kanal ZU). Werde das glaube ich mit nem Zähler realisieren. 2x Taste drücken = stop, oder so.

Mittwoch, 22. August 2012, 11:51

Macht irgendwie Sinn, würde aber bedeuten:
- Antenne muss entsprechend der Wellenlänge eine Mindestlänge haben
- Antenne kann nie zu lang sein


Mindestlänge ist so ne Sache, weil Antenne ja natürlich nicht immer Antenne ist, da gibts ja diverse möglichkeiten wie man so eine Antenne aufbauen kann.
Ich bin kein Fachman, aber zu lang kann eine Antenne schon sein :) Ne Antenne hat zum einen ja auch nen elektrischen Widerstand und zum anderen muss
die länge ja auch zur Wellenlänge passen :)

Mittwoch, 22. August 2012, 14:21

Jenau. Die wirksame Länge einer Antenne sollte am besten genau der Wellenlänge des Trägersignals entsprechen, das bringt die beste Empfangsleistung. Die Wellenlänge entspricht der Lichtgeschwindigkeit dividiert durch die Frequenz. Eine UKW-Antenne (ca. 100MHz) beispielsweise müsste demnach 3m lang sein. Das wäre als Autoantenne etwas unhandlich und macht sich auch bei üblichen Deckenmaßen in Innenräumen nicht so gut. Also nutzt man den Umstand, dass eine Antennenabstimmung auf die erste Oberwelle (also die halbe Wellenlänge) auch ganz gut funktioniert - und eine 1,50m lange Antenne passt schon besser ins Zimmer und ans Auto. Das ist dann eine Lambda/2-Antenne. Und es geht auch (zunehmend schlechter) mit weiteren Oberwellen - eine in die Heckscheibenheizung integrierte Autoantenne lässt sich mit 75cm effektiver Länge (Lambda/4) besser herstellen.

Aber - wie gesagt, da ist viel Trial & Error dabei. Wer jetzt nachmessen geht, der wird abweichende Längen messen. Da spielen noch einige weitere Einflussbedingungen mit hinein.

Deshalb kann (!) das Kürzen der Antenne auf wirksame 34,5 cm die Emfangsleistung weiter verbessern, zu lang gibt's nämlich durchaus. Es gibt aber keine Garantie für diese Verbesserung...

Dieser Beitrag wurde bereits 1 mal editiert, zuletzt von »Limbachnet« (22. August 2012, 14:23)

Mittwoch, 22. August 2012, 15:16

Wenn meine Antennengesamtlänge sagen wir mal 45 Zentimeter beträgt, jedoch nur 35 Zentimeter aus dem Gehäuse ragen, welche theoretische Antennenlänge hätte ich dann? :D

Mittwoch, 22. August 2012, 16:26

Das wüsste ich auch gern... :D
Wenn das Alu-Gehäuse an Schaltungsmasse angeschlossen ist, dann würde ich auf 35cm tippen. Wenn nicht, dann auf irgend etwas anderes... :whistling:
Das meinte ich mit "Trial & Error". Es gibt Leute, die viel Erfahrung im Antennenbau haben, die schütteln ein paar Erfahrungswerte aus dem Ärmel und können die dann auch rechnerisch anpassen und physikalisch begründen. Ich kann's nicht, dafür hab ich viel zu selten damit zu tun.

Donnerstag, 23. August 2012, 10:38

Die Antenne selbst ist ja nur ein Teil, der "Weg" bis zur Antenne spielt aber auch ne Rolle.
Da kommen dann auch kapazitive Effekte zum tragen (z.B. bei Durchführung durch Metallgehäuse) und auch der Anschluss an die Platine wird dir nochmal an der Phase drehen.

Glücklicherweise sind diese 0815 Handsender-Applikationen nicht so empfindlich, das sollte auch mit einer nicht 100% abgestimmten Antenne funktionieren.
"When mountains speak, wise men listen" - John Muir

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