Forum: HF, Funk und Felder Kommunikation schwimmender Sensoren, nur wie?


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von Flo K. (gasfisher)


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Hallo zusammen!
ich bin neu hier und starte gleich mal mit einer Frage an euch Experten!
Aber zunächst etwas Background: Ich arbeite seit kurzem an der Uni in 
einem Forschungsprojekt zur Ermittlung von CO2 und Methan Emissionen aus 
Gewässern. Dazu sollen ca.10-15 schwimmende Sensorstationen auf einem 
See verteilt ausgebracht werden, die mittels Solarzelle und Akku 
gespeist werden. Sie bleiben das ganze Jahr dort, daher muss bei der 
ganzen Angelegenheit der Stromverbrauch klein gehalten werden.

Die Clients (Sensoreinheiten) kommunizieren über ein Xbee S8 Modul 
https://www.digi.com...cs/pdfs/90002126.pdf . Sie sind als Mesh-Netzwerk 
auf dem Wasser unterwegs. (Daten werden als Backup lokal auf einer SD 
Karte gesichert). Am Ufer steht ein Server (auch im Solarbetrieb und mit 
Xbee ausgestattet) der etwa 2m über dem Boden steht und die gesammelten 
Messwerte empfängt und über ein USB Modem weiterleitet. Die Distanzen 
betragen bis zu 1km.

Jetzt das Problem:
Da die Daten auch bei extrem schlechten Wetter wie zb. dichtem Nebel und 
starkem Regen empfangen werden sollen braucht es eine leistungsstarke 
Funktechnik, die bei diesen Bedingungen gut funktioniert. Erschwerend 
kommt hinzu, dass die Clients nur wenige Zentimeter aus dem Wasser 
heraus ragen (ca. 10-15 cm). Die Reflexionen der Wasseroberfläche sind 
auch nicht besonders förderlich.

Bisherige Erfahrungen:
Letztes Jahr waren die Clients mit 2,4 Ghz Antennen ausgestattet, was zu 
vielen Ausfällen (Kommunikationsabbrüchen) geführt hat, vor allem bei 
feuchtigkeitsgesättigter Luft (dichter Nebel, Regen).
Dieses Jahr nutzen wir das Xbee mit 868 Mhz (bislang noch kein Testrun 
unter Realbedingungen durchgeführt).

Wir überlegen ob es wohl eine leistungsfähigere Antennentechnik gibt, 
die für unseren Einsatz geeignet wäre.
Ein Gedanke ist auch (aber zweitrangig), die Antenne nicht mehr außen 
anzubringen sondern innen im Deckel der Clients. Das hätte den Vorteil, 
dass kein Wasser durch die Wlan Antenne in die Box eindringen könnte 
(die Antennen die wir bisher verwenden sind für den Indoorgebrauch und 
absolut nicht wasserdicht). Wir haben zum beispiel an flache Antennen 
wie in Tablets oder Handys gedacht.

Wasserdichte Profi-Antennen sind leider viel zu teuer. Wir können nicht 
100-200 Euro für eine Antenne investieren. eher ein Zehntel davon.
(höchstens die eine am Server könnte teurer, größer sein)

Habt ihr vielleicht irgendwelche Ideen? Wie würdet ihr vorgehen?
Welche Technik würdet ihr einsetzen?
Oder habt ihr ganz andere Ideen, wie Unterwasserschall?
Habe etwas von WSPR gehört, weiß aber nicht wie das funktioniert.

Anbei noch ein paar Fotos!

Ich würde mich riesig freuen von euch etwas inspiriert zu werden!
Viele Grüße aus dem Norden.

: Bearbeitet durch User
von Andre (Gast)


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Flo K. schrieb:
> Ausfällen (Kommunikationsabbrüchen) geführt hat, vor allem bei
> feuchtigkeitsgesättigter Luft

Bekommt ihr bei gutem Wetter eine stabile Verbindung hin? Oder anders 
herum gefragt, wie wichtig ist euch die "Live" Übertragung der 
Sensordaten?

Falls die Daten auch mit Verzögerung ankommen dürfen, würde ich jedem 
Sensor eine SD Karte spendieren anstatt nur dem Server. Wenn dann wieder 
guter Funkkontakt möglich ist, werden die Daten der letzten Stunde o.ä. 
an den Server geschickt. Dafür reicht schon ein relativ simpler Puffer, 
der nur geleert wird wenn der Server ein empfangenes Paket bestätigt.
Für die Zuordnung und Kontrolle würde ich noch eine laufende Nummer und 
Prüfsumme mit schicken.

von Flo K. (gasfisher)


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Ups, hatte ich oben falsch beschrieben! Ja, jeder Client verfügt bereits 
über eine SD Karte.

An sich ein guter Gedanke!

Dann müsste zusätzlich gespeichert werden, welche Daten übertragen 
wurden und welche nicht.

Ich bin selbst kein Programmierer. muss also mal meinen Vorgesetzten 
fragen, ob der das hin bekommt.

von Udo S. (urschmitt)


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Flo K. schrieb:
> ob der das hin bekommt.

Sich einen Studenten oder wiss, Mitarbeiter mit an Bord holen der das 
kann!
Warum glauben eigentlich so viele Doktoranden/Wissenschaftler aller 
möglichen Fachgebiete dass Softwareentwicklung was ist was man 
"nebenbei" mit erledigt.
Gute Software macht man selten als Amateuer nebenbei, gerade wenn es um 
sichere Übertragungsprotokolle und Client/Server geht.

von Peter E. (Firma: S&P) (eosangel)


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Macht es doch wie im Windpark. 15 Sensoren und eine Boje in der Mitte 
die eine Entsprechende Funktechnik hat. Dann müssen die Sensoren nur 
kurze Distanzen schaffen. Den Rest macht dann die Software.

von Michael D. (sirs)


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Der Grund warum WLAN und Co auf 2,4GHz laufen: Die Reichweite wird durch 
Luftfeuchtigkeit beschränkt, die Größe der Funkzellen sinkt. Dadurch 
kann man mehr Funkstationen auf einer Frequenz laufen lassen. 868 MHz 
könnte durchaus was bringen.

Verwendet ihr einen Rundstrahler an der Basisstation? Sieht so aus. Je 
nach Form des Sees und Standort des Servers könnte man evtl eine 
Richtantenne nutzen.

von Stefan M. (derwisch)


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Flo K. schrieb:
> Wir haben zum beispiel an flache Antennen
> wie in Tablets oder Handys gedacht.

Manche dieser Antenne haben keine einwandfreie Rundstrahlcharakteristik.
Ich vermute mal, dass die Sensoren zwar schwimmen, aber irgendwie mit 
einer Leine im Seeboden verankert sind, damit sie nicht wegtreiben ( ? 
).

Kannst du mal ein Bild zeigen, wo man sieht, wie die Bojen genau 
aussehen wenn sie auf dem Wasser schwimmen?
Wie hoch schaut das Gehäuse aus dem Wasser?

Die rundstrahlende Vertikalantenne ist schon ziemlich optimal an der 
Boje.
Am Ufer ( Server ) könnte man eine Panelantenne verwenden, die z.b. 90° 
Öffnungswinkel hat.
Eine gute Antenne mit leichter Richtwirkung ( Gewinn ) ist am Server 
sehr zu empfehlen.
Ein Rundstrahler ist dort nicht sinnvoll.
Eine Skizze von den landschaftlichen Verhältnissen wäre auch hilfreich.

: Bearbeitet durch User
von hauspapa (Gast)


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Erstaunlich das das als Mesh Netzwerk nicht laufen will, da sind die 
Distanzen zwischen den Sensoren ja nicht so lang.

Du könntest dir mal von Hope RF HM-TRLR-D-232-868 anschauen. Damit 
kommst du nach Datenblatt auf fast 40dB mehr link margin. Das ist eine 
ganze Menge.

(Mesh) Netzwerk o.Ä. müsstest Du wohl selbst implementieren. Sollte 
nicht allzu schwer sein. Alle Teilnehmer sind ja bekannt.


Probleme:
tiefer Antennenstandpunkt. Das Wasser deckt schon so die halbe 
Fresnelzone ab. Dazu kommen dann noch Wellen und schon ist alles 
weggedämpft. Die Antenne irgendwie höher bekommen ist die einzige 
Rettung noch tiefer in den Deckel dann ist es ganz aus. Ein senkrecht 
montierter Lambda/2 Dipol ist bei 868 mit Verkürzungsfaktor etwa 16cm 
lang, eigentlich kein Hexenwerk und auch Wetterfest ohne viel Gewicht 
baubar. Den dann nochmal um dieselbe Länge angehoben und die Welt sieht 
schon ganz anders aus.

viel Erfolg
hauspapa

von Volker M. (antennensimulation)


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Flo K. schrieb:

> Ein Gedanke ist auch (aber zweitrangig), die Antenne nicht mehr außen
> anzubringen sondern innen im Deckel der Clients. Das hätte den Vorteil,
> dass kein Wasser durch die Wlan Antenne in die Box eindringen könnte
> (die Antennen die wir bisher verwenden sind für den Indoorgebrauch und
> absolut nicht wasserdicht). Wir haben zum beispiel an flache Antennen
> wie in Tablets oder Handys gedacht.

Nein, das ist völlig kontraproduktiv.

Der Monopol, der nach oben herausragt ist schon genau richtig und 
optimal geeignet, wenn der Koffer im Wasser schwimmt.

Zu beachten ist, daß diese Antennen für korrekte Funktion auch eine 
Massefläche benötigen, auf der sie montiert werden. Die ist Teil des 
Antennendesigns, wenn man die Masse weglässt funktioniert die Antenne 
nicht richtig. Montiert auf einem PLASTIK-Koffer ist das also schlecht.

Sinnvoll wäre es, am/im Koffer (gerne innen) die erforderliche 
Massefläche (Metall) anzubringen. Und die Antenne gerne mittig drauf, so 
daß sie mitten auf dem Gebilde senkrecht in die Höhe steht, wenn der 
Koffer schwimmt.

Viel Erfolg!
Volker

: Bearbeitet durch User
von asd (Gast)


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> Probleme: tiefer Antennenstandpunkt.

Vor allem für die Station am Ufer solltet ihr versuchen die Antenne 
höher zu bekommen. Gibt's da Hügel (selbst wenn die Entfernung steigt, 
Line-of-sight rules!), Türme oder Gebäude deren Besitzer man fragen 
könnte ob man die Basisstation da montieren kann?

von asd (Gast)


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Vergessen: Bäume, Straßenlaternen?

von TR.0LL (Gast)


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Lora mit 868Mhz und dem TheThingsNetwork (TTN) nutzen. Zum/Anstelle vom 
Server ein Lora-Gateway stellen.

von Charly B. (charly)


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Flo K. schrieb:

> Ich bin selbst kein Programmierer. muss also mal meinen Vorgesetzten
> fragen, ob der das hin bekommt.

wenn nicht kann ich ihm das gerne proggen .......

vlG
Charly

von Flo K. (gasfisher)


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Hey an alle, vielen Dank für das rege Interesse und die vielen schnellen 
Antworten.

Vorweg für die die mehr wissen wollen:
anbei ein Foto von einem der Clients. Wie ihr seht, besteht das ganze im 
Grunde aus einer Controller- und Power-Box und daran angeschlossener 
Messkammer in der CO2- und Methan-Sensoren angebracht sind. Die 
Bubble-Trap (Unterwassertrichter) kommt dieses Jahr nicht mehr zum 
Einsatz.
Das ganze ist freischwimmend an einem Anker befestigt und wird vorallem 
vom Wind ständig gedreht.
Wer genau hinsieht, sieht die Antenne am Rand der Box.

Auf dem Deckel der Controller-Box befindet sich die Solarzelle. Das 
macht es schwierig dort oben in der Mitte die Antenne zu befestigen. 
Auch müssen die Boxen weiterhin stapelbar sein, da wir ca. 40St. auf 
einmal in den Hilux packen müssen (Solarzelle wird dafür abgenommen).

Auch das Thema Blitzschlag gilt es zu bedenken, da die Antennen ja die 
höchsten Punkte auf einer sonst sehr flachen und großen Fläche sind.

Hier noch weiterführende Informationen zu unseren AFCs (automatic flux 
chambers).
https://www.researchgate.net/publication/332217778_Greenhouse_gas_flux_studies_An_automated_online_system_for_gas_emission_measurements_in_aquatic_environments

https://www.hydrol-earth-syst-sci-discuss.net/hess-2019-83/

https://www.biogeosciences-discuss.net/bg-2019-499/


nun zu euren Anregungen:

Server schwimmend in die Mitte ist schwierig, da er mit Autobatterie und 
großer Solarzelle ziemlich schwer ist...

Form und Standort des Sees variiert stark. Wir wollen dieses Jahr 6 
unterschiedliche Seen mit AFCs bestücken. Aber wir verschicken auch 
welche an andere Unis wo wir nicht wissen wie die Seen aussehen. (anbei 
ein paar Fotos). Ich arbeite in Schweden, die Seen sind in der Regel 
Nadelwald umgeben. (Dieser Wald produziert ein unglaubliches Echo: wenn 
man bei Windstille auf dem Wasser ist, kommt jedes Wort als Reflexion 
über hunderte Meter zurück) Schätze diese Reflexion trifft auch auf 
Funkwellen zu.

Einige der Seen haben kleine Inseln, die wir evtl als Serverstandort 
nutzen wollen.

Hope RF HM-TRLR-D-232-868
Interessantes Teil, werde es meinem Chef mal zeigen!

hauspapa schrieb:
> Ein senkrecht
> montierter Lambda/2 Dipol ist bei 868 mit Verkürzungsfaktor etwa 16cm
> lang, eigentlich kein Hexenwerk und auch Wetterfest ohne viel Gewicht
> baubar.
würde das deutlich besser funktionieren als die WLAN Antenne die wir 
bereits nutzen? Wie könnte sowas gebaut werden?

Volker M. schrieb:
> Zu beachten ist, daß diese Antennen für korrekte Funktion auch eine
> Massefläche benötigen, auf der sie montiert werden.
mh. wir bringen unsere Antenne seitlich an, damit oben Platz für das 
Solarpanel ist und auch kein Loch oben, wo dann Wasser reinläuft.
habe noch ein Bild von innen angefügt (Antenne ist am hinteren Ende des 
Deckels also in der Nähe des Scharniers befestigt). Dort u.a. die 
Batterie untergebracht, ließe sich die irgendwie als MAssefläche nutzen? 
Habt ihr Ideen? Seitlich macht die Massefläche ja keinen sinn oder? die 
müsste schon parallel zum Wasser sitzen und direkt unter der Antenne 
sein. Müsste die nur dort vorhanden sein als Art Spiegelfläche oder muss 
sie mit Kabel und Kontakt verbunden werden?

asd schrieb:
> Vor allem für die Station am Ufer solltet ihr versuchen die Antenne
> höher zu bekommen. Gibt's da Hügel (selbst wenn die Entfernung steigt,
> Line-of-sight rules!), Türme oder Gebäude deren Besitzer man fragen
> könnte ob man die Basisstation da montieren kann?
Jeder See ist anders. Bäume gibts wohl überall, aber da haben wir dann 
schnell das Problem, dass Äste die Antenne abschirmen und vor allem die 
Sonneneinstrahlung suboptimal ist. Der Server am Ufer steht bei uns auf 
einem Tripod (in meinem ersten Beitrag sieht man den auf dem Foto) Da 
ist die Antenne etwa 2m über dem Boden.

TR.0LL schrieb:
> Lora mit 868Mhz und dem TheThingsNetwork (TTN) nutzen. Zum/Anstelle vom
> Server ein Lora-Gateway stellen.
Kannst du das noch etwas ausführen? Ich versteh nur Bahnhof... 868Mhz 
nutzen wir ja bereits. Aber was genau ist LoRa? Low Range? Ließe sich 
das mit unseren Xbees umsetzten oder ist andere Hardware notwendig?

Vielen Dank euch allen für Tips und Hilfe!!!
Großartig dass es solche Foren gibt!

von Wolfgang (Gast)


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Stefan M. schrieb:
> Die rundstrahlende Vertikalantenne ist schon ziemlich optimal an der
> Boje.
Das Horizontalrichtdiagramm der Antenne ist nur die halbe Miete. Es 
bringt durchaus etwas, das Signal vertikal zu bündeln. Bei kleinen 
Messbojen kann es dann allerdings schnell ein Problem mit der 
Schwerpunktlage geben.

von wendelsberg (Gast)


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Grundsaetzlich ist es ja so, dass die Kombination Wasser und UHF nicht 
zielfuehrend ist. Warum werden fuer Kommunikation zu U-Booten sonst 
Frequenzen von wenigen Kilohertz verwendet?
In dem Sinne wuerde ich im neuen Versuch 433MHz verwenden. Wenn das 
immer noch nicht klappt, vieleicht Packet-Radio auf 27 MHz (CB-Band).

wendelsberg

von Wolfgang (Gast)


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Flo K. schrieb:
> Aber was genau ist LoRa? Low Range? Ließe sich
> das mit unseren Xbees umsetzten oder ist andere Hardware notwendig?
Mit Xbee hat das nichts zu tun. LoRa ist eine 
Breitbandübertragungstechnik und wird oft mit dem LoRaWAN Protokoll 
eingesetzt, meist allerdings als sternförmige Netzwerktopologie
https://de.wikipedia.org/wiki/Long_Range_Wide_Area_Network
https://www.hoperf.com/modules/lora/index.html

von Volker M. (antennensimulation)


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wendelsberg schrieb:
> Grundsaetzlich ist es ja so, dass die Kombination Wasser und UHF nicht
> zielfuehrend ist.

Das ist kein Problem, weil die Antenne hier über dem Wasser ist.

Flo K. schrieb:
> mh. wir bringen unsere Antenne seitlich an, damit oben Platz für das
> Solarpanel ist und auch kein Loch oben, wo dann Wasser reinläuft.
> habe noch ein Bild von innen angefügt (Antenne ist am hinteren Ende des
> Deckels also in der Nähe des Scharniers befestigt). Dort u.a. die
> Batterie untergebracht, ließe sich die irgendwie als MAssefläche nutzen?

Leider erkenne ich auf deinen Fotos noch zu wenig, wie/wo die Antenne am 
Koffer montiert ist. Detailfotos wären hilfreich, ebenso ein Link oder 
Typenbezeichnung der Antenne.

> Habt ihr Ideen? Seitlich macht die Massefläche ja keinen sinn oder? die
> müsste schon parallel zum Wasser sitzen und direkt unter der Antenne
> sein. Müsste die nur dort vorhanden sein als Art Spiegelfläche oder muss
> sie mit Kabel und Kontakt verbunden werden?

Seitlich wäre schon ok, es muß halt ein ausreichend großes "elektrisches 
Gegengewicht" zum Monopol sein, am Fußpunkt der Antenne mit deren Masse 
auf kurzem Weg verbunden. Stell dir eine Stabantenne auf dem Autodach 
vor, da ist das Autodach die Masse.

Deshalb müssen wir mal schauen, welche Einbaubedingungen deine Antenne 
benötigt => Typenbezeichnung oder Link

Ich berechne/optimiere solche Antennenkonstruktionen für professionele 
Anwendungen und kann nur sagen, daß die Masse hier wirklich kritisch 
ist. Möglicherweise ist deine Antenne total verstimmt, weil die 
Massebedingungen nicht stimmen. Es gibt aber inzwischen sehr 
konstengünstige Analyzer, mit denen du sowas selbst nachmessen könntest.

: Bearbeitet durch User
von Flo K. (gasfisher)


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hier nochmal ein paar Detailaufnahmen.
Typenbezeichnung habe ich leider nicht zur Hand, da ich gerade wg. 
Corona im home Office arbeiten muss. Ich weiß nur dass sie einen relativ 
hohen Gain hat.

Sie ist im grunde seitlich am Deckel montiert und das Kabel führt direkt 
zum XBee, das widerum auf dem Controllerboard sitzt.
Würde es irgendwas bringen, den Ground der Antenne noch auf das 
Batteriegehäuse zu legen?? wohl kaum oder?
Wie kann man sowas messen? wie funktionieren diese Analyzer?


Und nochmal zurück zum Long Range WAN.
Wäre es ein großer Zugewinn an Reichweite und Signalsicherheit? Ich höre 
das heute zum erstenmal. Wie sind eure Erfahrungen? Wäre das eine 
sichere Alternative unter den gegebenen Umständen (Wetter etc.)?

von Vorname N. (mcu32)


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https://www.lora-wan.de/

Kurz : Ja.
Je weiter du von urbanen Lebensräumen weg bist, desto stabiler das 
Signal und weiter die Range. Mit sonem Modul kannst du eigentlich alles 
mit einem stabilen Akku vergießen (Sensor natürlich zur Ausswenwelt :-) 
).

von X. Y. (Gast)


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wendelsberg schrieb:
> vieleicht Packet-Radio auf 27 MHz (CB-Band).

Das Problem ist eher dass hier 80% der Leute absolut keine Erfahrung 
usw. haben. Tut mir leid, aber wie kommt man bitte auf die Idee auf 
einer Boje (!) ein CB Funkgerät zu verwenden?
Solche Bojen gibt es tausendfach auf hoher See und in Süßwasser, 
teilweise mit GSM/UMTS/LTE oder Iridium/Thuraya usw. das ist fast alles 
>1GHz.
Bis auf die meist illegalen Fischerbojen und einige sehr weit 
entfernte/alte Messbojen auf hoher See läuft da nichts mit Kurzwelle.

Das ganze ist nicht sehr schwer oder komplex, es gibt einfach Dinge zu 
beachten die nicht offensichtlich sind.

LG

von TR.0LL (Gast)


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Flo K. schrieb:

> TR.0LL schrieb:
>> Lora mit 868Mhz und dem TheThingsNetwork (TTN) nutzen. Zum/Anstelle vom
>> Server ein Lora-Gateway stellen.
> Kannst du das noch etwas ausführen? Ich versteh nur Bahnhof... 868Mhz
> nutzen wir ja bereits. Aber was genau ist LoRa? Low Range? Ließe sich
> das mit unseren Xbees umsetzten oder ist andere Hardware notwendig?

Lora ist ein Funkstandard speziell für solche IOT-Anwendugen, welcher 
hier meisten wird es mit 868Mhz verwendet wird. Und du brauchst andere 
Funkmodule (z.B.: RFM95W).

 + Hohe Reichweite
 + geringer Stromverbrauch
 + TheThingsNetwork
 ~ Preis der Funkmodule
 - Sendezeit ist auf ein Prozent der Zeit limitiert.

Es gibt einige Videos von Andreas Spiess zu dem Thema:
https://www.youtube.com/playlist?list=PL3XBzmAj53Rkkogh-lti58h_GkhzU1n7U

von wendelsberg (Gast)


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Volker M. schrieb:
> Das ist kein Problem, weil die Antenne hier über dem Wasser ist.
Na offensichtlich ist das eben doch problematisch.
Flo K. schrieb:
> was zu vielen Ausfällen (Kommunikationsabbrüchen) geführt hat, vor allem
> bei feuchtigkeitsgesättigter Luft (dichter Nebel, Regen).

Nebel und Regen sind eben auch Wasser.

Advanced M. schrieb:
> hoher See und in Süßwasser, teilweise mit GSM/UMTS/LTE

Ja, GSM auf hoher See - alles klar.

Advanced M. schrieb:
> oder Iridium/Thuraya

Ja klar, um 1000m zu ueberbruecken schickt man die Daten ins All und 
zurueck - gehts noch?

wendelsberg

von Volker M. (antennensimulation)


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Flo K. schrieb:

> Würde es irgendwas bringen, den Ground der Antenne noch auf das
> Batteriegehäuse zu legen?? wohl kaum oder?

Eher nein. Schwer zu sagen ohne Datenblatt der Antenne.

> Wie kann man sowas messen? wie funktionieren diese Analyzer?

Die Antennenanpassung kann man messen. Besuch mal die freundlichen 
Kollegen in der Elektrotechnik, an viele Unios gibt es einen Lehrstuhl 
für Hochfrequenztechnik wo man dir helfen kann.

Selbst messen funktioniert mit einem Antennenanalyzer, da gibt es 
inzwischen für sehr wenig Geld den NanoVNA bei ebay. Grundidee: der 
misst, wieviel von deinem Sendesignal von der Antenne reflektiert wird 
durch Fehlanpassung. Im Idealfall wollen wir keine Reflektion bei 868 
MHz, dann wird maximal viel tatsächlich abgestrahlt.

Real sind solche Antennen aber gerne mal verstimmt durch die Umgebung 
oder es werden 915MHz-Antennen bei ebay als 868MHZ-Antennen verkauft.

von Dirk W. (Firma: FEP) (dirkwi)


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Volker M. schrieb:
> Seitlich wäre schon ok, es muß halt ein ausreichend großes "elektrisches
> Gegengewicht" zum Monopol sein, am Fußpunkt der Antenne mit deren Masse
> auf kurzem Weg verbunden. Stell dir eine Stabantenne auf dem Autodach
> vor, da ist das Autodach die Masse.
>
> Deshalb müssen wir mal schauen, welche Einbaubedingungen deine Antenne
> benötigt => Typenbezeichnung oder Link
>
> Ich berechne/optimiere solche Antennenkonstruktionen für professionele
> Anwendungen und kann nur sagen, daß die Masse hier wirklich kritisch
> ist. Möglicherweise ist deine Antenne total verstimmt, weil die
> Massebedingungen nicht stimmen. Es gibt aber inzwischen sehr
> konstengünstige Analyzer, mit denen du sowas selbst nachmessen könntest.


Ja, sehe ich auch so. Ein preiswerter Viertelwellenstrahler für eine
Handfunke oder ein Mobilsstrahler mit Fuß mittig in den Koffer bauen und 
den Koffer von innen, leitend mit der Antennenmasse verbunden, mit 
Kupferfolie
auskleben.
1Km Reichweite ist bei 868 Mhz unter diesen Bedingungen schon brauchbar.
Viel mehr geht mit Rundstrahlern bei der kleinen Sendeleistung nicht.
Für die Basisstaion am Ufer könnte man eine vertikal ausgerichtete! 
Richtantenne mit 10 dB Gewinn verwenden, das würde richtig viel bringen.
So weit ich das weiss ist das aber in der BRD zumindest, nicht statthaft 
bei einer ISM Anwendung. Stört aber eigentlich keinen.
Was noch was an Reichweite bringen könnte, wäre die Funkdatenrate euer 
Module möglichst klein einzustellen.
Für professionelle Boien in der Seefahrt gibt es VHF Frequenzen, bei 160 
MHz glaube ich, mit bis zu 10 Watt Sendeleistung. Das geht dann bis zum 
Horizont.
MfG
D.W.

: Bearbeitet durch User
von asd (Gast)


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Welche Antenne benutzt ihr für die Basisstation?
Da würde ich mir etwas vom Profi gönnen, denn ihr steckt ja einiges an 
Mühe in die Messkampagne rein. Sowas in der Art:
https://www.wimo.com/de/antennen/industrielle-anwendungen/rfid-antennen/hsp-868c
https://www.wimo.com/de/antennen/industrielle-anwendungen/rfid-antennen/ck-868lin
Und nicht zu viel Antennenkabel bis zum Empfangsmodul (oder gutes und 
teures nehmen), besser das HF-Modul oben bei der Antenne montieren und 
Strom- und Datenkabel am Mast runter führen.
Wenn ihr auf euren Tripod einen Schiebemast benutzt und den mit Seil und 
Heringen Abspannt sollten 4m Masthöhe drin sein, vielleicht gibt das 
einen entscheidenden Unterschied. Die Höhe ist bei den UKW-Frequenzen 
wirklich wichtig. Schiebemasten gibt es für Funkamateure und sind nicht 
mal so teuer.

Die Antenne auf dem schwimmenden Koffer ist so wie sie montiert ist gar 
nicht mal übel (prinzipiell). Aber bei diesen käuflichen 
Kunststoffantennen reicht die Qualität von ganz ok bis äußerst mies. 
Ohne Messgeräte kann man das nicht auseinander halten.
Hat die Empfangsstation eine Anzeige für die Feldstärke? Dann könntet 
ihr mal testweise so eine Selbstbauantenne auf den Koffer montieren. 
Wenn die Feldstärke dann wesentlich besser ist, dann taugt die 
Kunststoffantenne nichts.
https://www.thethingsnetwork.org/forum/t/very-simple-homemade-outdoor-868mhz-antenna-groundplane/3160
https://www.stall.biz/project/externe-ccu-antenne-mehr-reichweiteweniger-fehlermeldungen
Hat die Uni an der du bist eine Hochfrequenz-Lehrstuhl der mal ein wenig 
für euch die Empfangs-Feldstärke messen kann?

von asd (Gast)


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> Die Höhe ist bei den UKW-Frequenzen wirklich wichtig.

line-of-sight ist wichtig. Wenn ihr vom der Basisstationsantenne aus die 
Koffer sehen könnt, dann ist sie hoch genug montiert. Etwas mehr
Höhe schadet trotzdem nicht.


Wenn euch die niedrige Datenrate eines LoRa (long range) Funkmoduls 
reicht, dann könnte das bei euren Reichweiten-Problemen helfen:
http://modtronix.com/inair9.html
Der Chip ist einfach zu benutzen, die Konfiguration und die Daten werden 
vom controller per SPI rüber geschoben (rein digital). Am besten das 
Original-Datenblatt lesen und eines der Beispiele darin ausprobieren:
https://www.semtech.com/products/wireless-rf/lora-transceivers/sx1276

von asd (Gast)


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> Am besten das
> Original-Datenblatt lesen und eines der Beispiele darin ausprobieren:
> https://www.semtech.com/products/wireless-rf/lora-transceivers/sx1276

Falls du ein Beispiel für die Ansteuerung des Funkmoduls per ATmega16 uC 
haben willst kann ich es hier rein stellen.

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