XBee problemy z zasięgiem

[sosnus]

Cześć,

Skleiłem projekt składający się z: RPi Pico, XBee oraz serw. Z elektroniką i programem wszystko ok, natomiast mam problem z zasięgiem XBEE. Kupiłem dokładnie ten moduł: https://www.tme.eu/pl/details/xb3-24ast-j/moduly-rf/digi-international-inc/ oraz takie anteny do testów: https://www.tme.eu/pl/details/2069940100/anteny-wifi-bluetooth/molex/206994-0100/ oraz https://www.tme.eu/pl/details/1461530100/anteny-wifi-bluetooth/molex/ 

Jak widzimy na zdjęciu modułu XB3-24AST-J, mamy tutaj duże złącze SMA oraz miejsce na wlutowanie złącza u.fl. W czym jest problem? Wlutowałem złącze u.fl, założyłem te anteny na u.fl które podlinkowałem powyżej. Zapętliłem jakiś komunikat i patrzyłem jak z zasięgiem. Otóż zasięg w tym momencie jest skorelowany z tym w jaki sposób dotykam tego modułu. Raz działa a raz nie. Wygląda to jakby coś gdzieś nie było podpięte, ale raczej o niczym nie zapomniałem. Ten moduł XBEE z istotnych pinów ma tylko transmisję UART, 1xGND i 1xVCC więc raczej o niczym nie zapomniałem. Zrobiłem własny adapter składający się z jednej strony z listwy GPIN 2mm 10 pin a z drugiej strony żeńskie gpiny na kablu (4 sztuki), długość tych kabli ok. 5cm więc mam nadzieję że te kable nie mają wpływu na działanie układu.  Ludzie często testują XBEE z użyciem takich adapterów: https://www.adafruit.com/product/126 ale patrząc na schemat tego modułu:
  
to nie ma tutaj nic specjalnego, zwłaszcza że RPi pico pracuje na 3v3 a ta płytka jest przede wszystkim po to aby bezpiecznie komunikować się z Arduino zasilanym z 5V.
Niestety nie mam przy sobie anten SMA na 2.4GHz, założyłem do testów tymczasowo antenę na 868MHz SMA i zasięg był znacznie lepszy niż przy antenach 2.4GHz u.fl o których pisałem powyżej.

Ok, opisałem jak wygląda mój case, a teraz kilka pytań:
1. Dlaczego aktualnie moduł działa lepiej na antenie SMA 868MHz niż na antenie u.fl 2.4GHz? Mam wrażenie że ta antena na u.fl wcale nie wzmacnia sygnału
2. Czy uruchomienie takiego modułu bez żadnej anteny może go uszkodzić?
3. Czy połączenie RPi Pico oraz XBEE za pomocą kabelków 5cm może wprowadzać jakieś dodatkowe zakłócenia?
4. Jak sprawdzić czy antena na złączu u.fl spełnia swoją rolę czy nie?
5. Jaką antenę SMA najlepiej kupić do takiego modułu? Czym się kierować czy doborze anteny?
6. Czy taka przedłużka SMA: https://www.tme.eu/pl/details/ad.ant.013/kable-polaczeniowe-koncentryczne/jc-antenna/ może wpłynąć negatywnie na zasięg? Nie chciałbym ciężkiej anteny SMA przytwierdzać na stałe do modułu XBEE gdyż obawiam się wstrząsów, wolałbym przymocować ją do obudowy i połączyć przedłużką na przykład taką jaką podałem powyżej
7. Czy serwa mogą wprowadzać zakłócenia które zmniejszą zasięg XBEE?

[matsobdev]

Dodatkowa redukcja, ilość kabla, złącza, zawsze stłumią sygnał, choć może się zdarzyć, że to poprawi połączenie, jeśli by był zbyt mocny sygnał dla odbiornika. Tutaj przy znikomej ilości przewodu antenowego, największe tłumienie to będą złącza. takie (RP-)SMA, ok 0,5 dBm. Licząc moc nadajnika max 8 dBm. Teraz tylko odejmowanie - nie ma się co oszukiwać, będzie tylko gorzej, choć nie znaczy, że źle, o ile nie będzie kilku redukcji po drodze jeszcze. Wszystko podłączone do układu jakieś zakłócenia może generować, choć pewnie tutaj nie w tym problem, lub jest on na tyle mały, że pomijalny. To samo pewnie tyczy się 5 cm wspomnianych przewodów. Odnośnie wlutowania gniazda uFL. Zostało ono połączone, a SMA rozłączone? To też jest tak, że jest pad pod uFL, lutujesz gniazdo a potem "gorąca" ścieżka idzie dalej do innego gniazda, albo nawet nie do gniazda, tylko idzie sobie sama i gdzieś się kończy, to będzie powodować odbicia sygnału. Jak SMA, tfu, na zdjęciu widać RP-SMA jest podłączone i uFL jest podłączone, to będzie "uciekać" sygnał, robiły się jakieś dziwne "interferencje i dyfrakcje" 😄 Raczej nie uszkodzi, ale tak tylko moim zdaniem - nie raz karta WiFi bez anteny chodziła i działa. Takie samo gniazdo bez obsadzonej wtyczki to też mała antenka. ja bym obejrzał to, jak to wygląda, tak żeby ścieżkę do gniazda uFL i RP-SMA było widać. Ja osobiście bym przylutował tego "pigtaila" - cienki kabelek do padu masy i tego "gorącego". Można śmiało rozizolować i lutować oplot razem z plastikową izolacją żyły do masy - nie topi się tak łatwo (tak jak do Twojej anteny PCB). I jeśliby na zewnątrz obudowy wyprowadzić sygnał, to tak, żeby gniazdo zamontować w ściance. Ale a propos. montażu w obudowie, na gnieździe jest nakrętka, przykręcić do obudowy i git. Płytka "nic" nie waży, będzie w powietrzu, a obciążenia z anteny gniazdo będzie przenosić na obudowę - kawałek metalu to jednak jest. Mając sztywny przewód H-155 do karty sieciowej i odłączając, przesuwając skrzynkę, bo burza itp. nic nigdy się nie stało złego, a w mojej karcie gniazdo opiera się tylko na PCB.

Edytowano Listopad 2, 2022 przez matsobdev