Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik ESP WiFi Reuchweite


von L.S. (lagerschaden)


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Hallo, ich brauch mal wieder Euer Schwarmwissen.

Ich habe für das Gewächshaus eines Freundes 6 ESP mit Temperatur- und 
Feuchtigkeits-Sensoren versehen, das klappt auch programmtechnisch gut - 
bis auf die Reichweite, die ist mau: gerade mal 5-7 Meter.

Ich möchte nun die ESP mit einer Antenne versehen. Es gibt fertige ESP 
mit Antennen-Anschluss, die könnte ich kaufen. Jetzt frage ich mich aber 
auch, ob ich nicht die vorhandenen ESP mit einer Antennenbuchse versehen 
kann.

Ich könnte die Leiterbahn an der im Bild markierten Stelle durchtrennen 
und eine Mini-Buchse auflöten. Antennen gibt es fertig, was für eine 
Buchse müsste ich da kaufen und könnte das überhaupt funktionieren?

von Norbert (der_norbert)


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L.S. schrieb:
> Ich könnte die Leiterbahn an der im Bild markierten Stelle

Vielleicht versuchst du die Markierung noch ein wenig hervor zu heben…

von L.S. (lagerschaden)


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Norbert schrieb:
> L.S. schrieb:
>> Ich könnte die Leiterbahn an der im Bild markierten Stelle
>
> Vielleicht versuchst du die Markierung noch ein wenig hervor zu heben…

Upps ...

von Nemopuk (nemopuk)


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L.S. schrieb:
> die Reichweite, die ist mau: gerade mal 5-7 Meter.

Vielleicht ist deine Stromversorgung nicht gut - ein sehr häufiger 
Fehler.

Denn 7 Meter erreiche ich in der Innenstadt durch zwei Wände. Draußen im 
Garten würde ich viel mehr erwarten. Die Reichweite ist mit der 
gedruckten Antenne normalerweise ähnlich, wie bei Smartphones.

Im "ESP8266 Hardware design guide" (oder so ähnlich) gibt es ein Kapitel 
zur richtigen Platzierung der Antenne.

Wie ist denn deine Stromversorgung aufgebaut, und welches ESP Modul 
verwendest du?

: Bearbeitet durch User
von Nemopuk (nemopuk)


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> esp.jpg

Da sehe ich schon den ersten Fehler: Die Antenne ist nicht frei 
gestellt, sondern liegt auf der blauen Platine auf.

Zweiter Fehler: Wenn das ein Wemos D1 Mino Board ist, fehlt 
wahrscheinlich ein Pufferkondensator an der 3,3 V Versorgung mit 100 bis 
220 uF. Am besten direkt an die Anschlüsse des silbernen Moduls löten.

: Bearbeitet durch User
von L.S. (lagerschaden)


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Nemopuk schrieb:
> Da sehe ich schon den ersten Fehler: Die Antenne ist nicht frei
> gestellt, sondern liegt auf der blauen Platine auf.

Das scheint aber gängig zu sein, alle meine Lolins bzw Mini-D1 haben 
das. Aber das kann ich ja leicht wegmachen.

> Zweiter Fehler: Wenn das ein Wemos D1 Mino Board ist, fehlt
> wahrscheinlich ein Pufferkondensator an der 3,3 V Versorgung mit 100 bis
> 220 uF. Am besten direkt an die Anschlüsse des silbernen Moduls löten.

Alle haben einen Elko mit 100µ zwischen 3V3 und GND. Das kannte ich 
schon.

Leider hat sich bis jetzt keiner zu meiner Frage mit der Antennenbuchse 
geäussert.

von Nemopuk (nemopuk)


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L.S. schrieb:
> Das scheint aber gängig zu sein, alle meine Lolins bzw Mini-D1 haben
> das.

Schrott ab Werk ist in China nicht ungewöhnlich. Man findet Wege, es 
noch ein bisshen billiger zu produzieren, als der Nachbar, von dem man 
kopiert hat. Siehe dazu auch die schlechte Ausrichtung des ESP Moduls 
auf den Lötstellen.

von Harald K. (kirnbichler)


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Bei WLAN-"Reichweiten"-Problemen sollte man sich auch mal ansehen, 
wieviele andere WLANs in der Nähe sind, d.h. mal mit dem Smartphone die 
empfangbaren SSIDs auflisten lassen.

Je mehr das sind, umso auswegloser wird das Unterfangen -- denn alle 
WLANs teilen sich die gleiche Luft, und größere Antennen zu verwenden, 
heißt effektiv nur noch lauter in der überfüllten Kneipe 
herumzuschreien.

Das ist insbesondere eine Eigenschaft des 2.4-GHz-Bandes, denn das kann 
Hinz & Kund und sein Hund bedienen, und das hat ausreichend Reichweite, 
um an Stellen anzukommen, wo es die Leute nicht mehr brauchen.

Wenn das Gewächshaus allerdings ausreichend weit weg von Nachbarn etc. 
ist, dann kann mit einer vernünftigen Antenne was erreichen.

HF-Technik ist nicht trivial; besser ist es, die ESP32/8266?-Module 
durch welche zu ersetzen, die bereits mit einer U.FL-Buchse versehen 
sind. Eine fehlangepasste Antenne richtet mehr Schaden an, als sie 
nutzt.

Im "Funk&Felder"-Forenbereich sind Leute unterwegs, die sich mit dem 
Kram viel besser auskennen als ich - vielleicht können die ja sinnvolle 
Tips dazu geben.

Nemopuk schrieb:
> Da sehe ich schon den ersten Fehler: Die Antenne ist nicht frei
> gestellt, sondern liegt auf der blauen Platine auf.

Das muss kein Fehler sein, wenn auf der blauen Platine unterhalb der 
Antenne keine Leiterbahnen oder Masseflächen angeordnet sind.

Es ist nicht nötig, daß die Antenne über den Platinenrand ragt.

Und das bekommen die üblichen Fertigmodullieferanten hin.

Ein Problem ist das Freistellen (ohne Leerzeichen) meist nur in eigenen 
Platinenlayouts, bei denen das Modul mit den "castellated holes" 
irgendwo auf die Platine gepackt wird, und darunter 'ne schöne 
Massefläche sitzt.

von Nemopuk (nemopuk)


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L.S. schrieb:
> Leider hat sich bis jetzt keiner zu meiner Frage mit der Antennenbuchse
> geäussert.

Ich fürchte, dass eine andere Antenne Änderungen im gekapselten Modul 
erfordert. Dabei kann ich dir nicht helfen.

von Nemopuk (nemopuk)


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Harald K. schrieb:
> Es ist nicht nötig, daß die Antenne über den Platinenrand ragt.

Hier wurde mal diskutiert, daß sekbt "nacktes" Platinenmaterial die 
Eigenschaften der Antenne verändert.

von Jürgen H. (calor)


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Die Module haben üblicherweise U.FL Antennenbuchsen.
https://de.wikipedia.org/wiki/U.FL

Vielleicht kann das ja ein wenig inspirieren:
Beitrag "Re: Quick&dirty - schnelle Problemlösungen selbst gebaut"

Die Antenne ist vom Ali und dort, wenn ich mich recht erinnere, mit 4dB 
angegeben. Ich bin zufrieden damit.

: Bearbeitet durch User
von Harald K. (kirnbichler)


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Jürgen H. schrieb:
> Die Module haben üblicherweise U.FL Antennenbuchsen.
> https://de.wikipedia.org/wiki/U.FL

Wenn sie welche haben, haben sie welche. Wenn sie aber keine haben, wie 
das Modul auf dem Bild, haben sie keine.

von Klaus R. (klara)


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L.S. schrieb:
> Ich möchte nun die ESP mit einer Antenne versehen. Es gibt fertige ESP
> mit Antennen-Anschluss, die könnte ich kaufen. Jetzt frage ich mich aber
> auch, ob ich nicht die vorhandenen ESP mit einer Antennenbuchse versehen
> kann.

Du hast noch nicht gesagt wie weit die Funkverbindung sein soll.
Eine Lösung wäre dies hier:

https://randomnerdtutorials.com/ttgo-lora32-sx1276-arduino-ide/

Zu LORA: https://www.gis-net.de/lora-vs-lorawan-unterschied/
mfg Klaus

von Norbert (der_norbert)


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Wenn die innerhalb des Gewächshauses angebracht eine Reichweite von 
ca.5-7m haben, würde mich zunächst einmal interessieren wie es mit der 
Reichweite außerhalb aussieht.

von Rainer W. (rawi)


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L.S. schrieb:
> Das scheint aber gängig zu sein, alle meine Lolins bzw Mini-D1 haben
> das.

Und ist deren Reichweite besser?

L.S. schrieb:
> Ich möchte nun die ESP mit einer Antenne versehen.

Statt an jedem ESP rumzufummeln, wäre es vielleicht einfacher, im 
Gewächshaus einen Repeater zu montieren und den per Richtantenne mit 
Außenmontage zur WLAN Basis gucken zu lassen, die dann ebenfalls eine 
außen montierte Richtantenne bekommt.

von Harald K. (kirnbichler)


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Rainer W. schrieb:
> Statt an jedem ESP rumzufummeln, wäre es vielleicht einfacher, im
> Gewächshaus einen Repeater zu montieren und den per Richtantenne mit
> Außenmontage zur WLAN Basis gucken zu lassen

Wenn denn die WLAN-Basis überhaupt außerhalb des Gewächshauses 
untergebracht ist, oder überhaupt eine genutzt wird. Könnte ja auch 
sein, daß die ESP{32|8266} sich nur untereinander unterhalten sollen, 
und ein "ad-hoc"-Netzwerk aufspannen, irgendwas, was man neumodisch 
"mesh" nennt.

Der Threadstarter hat uns jetzt nicht mit zu vielen Details beglückt.

von Rainer W. (rawi)


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Klaus R. schrieb:
> Zu LORA: https://www.gis-net.de/lora-vs-lorawan-unterschied/

Da steht auch viel Unsinn.
Wenn da bspw. steht "❌ Falsch genutzt, aber oft üblich: 'Wir nutzen LoRa 
für unsere Fernauslesung.'", ist bestimmt nicht falsch, auch wenn 
vielleicht LoRaWAN gemeint ist. LoRaWAN ohne die LoRa-Modulationsart 
gibt es gar nicht.

Was hat die Begrenzung der Länge einer Nachricht mit der Datenrate zu 
tun?
"Datenrate [LoRaWAN] Theoretisch ähnlich, aber durch Protokoll 
beschränkt (~300 Byte/Nachricht)."

Was hat die Sicherheit einer Übertragung mit dem Layer 0 (PHY Schicht, 
=LoRa) zu tun. Dies ist Aufgabe einer höheren OSI-Schicht.

Derartige Sprachverwirrung ist allerding weit verbreitet.
Auch beim Rundfunk wird von Modulationsarten (AM bzw. FM) gesprochen, 
wenn eigentlich Frequenzbereiche (LW/MW/KW-Rundfunk bzw. UKW-Rundfunk) 
gemeint gemeint sind. Was hat an einer Skala zur Wahl der 
Empfangsfrequenz eine Beschriftung mit der Modulationsart zu suchen ...

: Bearbeitet durch User
von Hans W. (Firma: Wilhelm.Consulting) (hans-)


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Nemopuk schrieb:
> Harald K. schrieb:
>> Es ist nicht nötig, daß die Antenne über den Platinenrand ragt.
>
> Hier wurde mal diskutiert, daß sekbt "nacktes" Platinenmaterial die
> Eigenschaften der Antenne verändert.

Hab das sogar schon nachgemessen. Das verstimmt die Antenne schon 
ziemlich deutlich. Die groundplane unter dem Modul muss auch groß genug 
sein, damit das gut geht.

Die ESPs haben übrigens teilweise einen Long range mode für WLAN.
Damit kann er zwar nichtmehr mit normalen WLAN reden, man kann aber mit 
diesen esp32/Ethernet Combi Boards (z.b olimex) sich einen accesspoint 
dafür bauen (Firmware gibt's bei olimex).

50-100m geht so sogar mit den PCB Antennen.

73

von Harald K. (kirnbichler)


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Hans W. schrieb:
> Die ESPs haben übrigens teilweise einen Long range mode für WLAN.

Und den darf man im Geltungsraum der ETSI nutzen?

von Rainer W. (rawi)


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Harald K. schrieb:
> Und den darf man im Geltungsraum der ETSI nutzen?

Guck nach, die Frequenzbereiche sind geregelt, aber nicht die 
Modulationsart:
https://data.bundesnetzagentur.de/Bundesnetzagentur/SharedDocs/Downloads/DE/Sachgebiete/Telekommunikation/Unternehmen_Institutionen/Frequenzen/20210114_frequenzplan.pdf

: Bearbeitet durch User
von Harald K. (kirnbichler)


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Ist das nur Modulationsart, oder auch Sendeleistung?

von Rainer W. (rawi)


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Harald K. schrieb:
> Ist das nur Modulationsart, oder auch Sendeleistung?

Was?
Im SRD-Bereich ist nicht die Sendeleistung, sondern die ERP geregelt.

: Bearbeitet durch User
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