Антенна для zigbee stick



Модификация cc2531 — добавляем внешнюю антенну

Увеличиваем радиус Zigbee сети

Работа моего cc2531 меня полностью устраивала, устройства не отваливались, все работало. Но интересно было попробовать припаять внешнюю антенну. Как это сделать и что из этого выйдет — далее.

Комплект для модификации на фото:

Это сам cc2531, SMA разъем и внешняя антенна

Разъемы SMA купил тут: https://aliexpress.ru/item/32948380887.html

Антенну взял от старой pci wifi платы

Теперь нужно подготовить cc2531. В двух местах перерезать дорожки, в одном месте спаять. Отметил на фото: где красным — перерезать, белым — спаять. Все просто.

Зачищаем контакты. Я это делал канцелярским ножом. Будьте аккуратны и не повредите дорожки

Примерил коннектор — сидит идеально

Далее лудим все контакты и сразу спаиваем нужный участок:

Контакты SMA разъема тоже залудил, но не сделал фото.

И осталось только припаять коннектор к дорожкам. Делать это удобнее с закрученной антенной

Вот и все, потрачено 10 минут времени.

Теперь о качестве связи zigbee. Просто покажу скрины с linkquality (чем меньше, тем лучше) до и после, на примере датчика температуры и датчика движения.

До:

После:

Я думаю тут все очевидно. Сигнал улучшился практически в два раза. Так что данная модификация точно не навредит. Она недорогая и займет у вас минут 10-15. А результат превосходит ожидания. Я вот точно не ожидал такого прироста зоны покрытия.

Источник

Zigbee роутер с WiFi или прокачиваем модуль управления Триколор GS SMH-ZW-I1

Увлечение умным домом постепенно захватывает все больше и больше людей, ведь на рынке появляются разнообразные решения, отличающиеся не только ценой, экосистемой и используемыми протоколами, но и возможностью интеграции в Opensource системы УД, такие как HomeAssistant, OpenHAB и так далее и тому подобное.

А те устройства, что не умеют или не хотят интегрироваться никуда кроме родной экосистемы, многочисленные энтузиасты шевелят палочкой дорабатывают с помощью паяльника, программатора и инопланетных технологий полученных из Ноосферы, и все равно интегрируют!

Триколор GS SMH-ZW-I1

Предлагаю вам, уважаемые читатели Хабра, обратить внимание на модуль управления умным домом Триколор GS SMH-ZW-I1, и сделать на его основе что-нибуть полезное, необычное и практичное.

«Почему именно модуль управления GS SMH-ZW-I1 от компании Триколор?» — спросите вы, и будете правы. Причин, как оказалось, вполне достаточно. Тем, кому стало интересно, прошу проследовать под кат.

Что за зверь и с чем его едят?

Модуль управления GS SMH-ZW-I1

Модуль управления GS SMH-ZW-I1 – главное устройство сервиса «Триколор Умный дом». Все периферийные устройства сервиса (умная розетка, умные лампы, датчики, сирена и т.д.) объединены в единую систему, которая контролируется модулем управления посредством беспроводного протокола Zigbee.

Этот девайс на момент написания поста можно купить в официальном магазине Триколор всего за 299р. И нет, это не реклама, хотя очень похоже. Но, забегая вперед, скажу что вы нигде не найдете WiFi+Bluetooth USB стик и стик Zigbee CC2531 распаянный на одной плате с USB-хабом дешевле чем за 299р. Ну а если найдете — дайте знать!

Комплект

Девайс поставляется в небольшой коробке размерами 13см х 11,5см. Внутри можно обнаружить сам модуль управления, USB дата-кабель длиной 27см и немного макулатуры.

Размеры модуля управления составляют 82мм х 82мм х 22мм.

Вид сверху

На верхней части модуля управления расположены два светодиодных индикатора, указывающие на работу WiFI (синий) и Zigbee (зеленый) модулей.

Вид снизу

На нижней части корпуса видны два винта и крепления на стенку.

С торца расположен micro-usb разъем для питания и подключения устройства к компьютеру.

Когда я первый раз заказывал эту коробочку, я, по сути, брал кота в мешке. В начале этого года в интернете еще не было упоминания о внутренностях модуля управления от Триколор, поэтому пришлось рискнуть и стать первопроходцем.

Снимаем крышку

Сразу скажу, что начинка модуля управления меня приятно удивила. Как я уже упоминал, под капотом модуля управления находится плата с маркировкой MB_ZigBeeModule rev01, на которой распаян четырехпортовый USB 2.0 High Speed хаб на микросхеме FE1.1-AQFN48A, два порта из которых уже заняты WiFi+BT чипом Realtek RTL8723BU и Zigbee контроллером на микросхеме CC2531 от Texas Instruments.

Верхняя часть платы Нижняя часть платы

USB 2.0 концентратор FE1.1

USB 2.0 концентратор FE1.1

Два оставшихся порта не распаяны. Как видно на фотографии, там много чего не распаяно. Можно потратить немного денег и времени, и сделать функциональными нераспаянные USB порты, но я не вижу в этом особого смысла. Во первых, придется модифицировать корпус. Во вторых, в обвязке USB-портов отсутствует фильтр, защищающий от разрядов статического электричества и конденсаторы на линии питания. А в третьих, линия питания +5в на нераспаянных разьемах тоже не распаяна. В общем, слишком много мелочевки пожалели китайцы, чтобы сделать этот мир лучше.

Однако, ради тестов, я припаивал к дорожкам USB флешку (не забывая о статическом электричестве, заземленным паяльником, с антистатическим браслетом на руке), кидал 5в с первого попавшегося пятака с необходимым потенциалом (а лучше непосредственно с дорожек микро-usb разъема), и флешка успешно определялась в компьютере, к которому подключен модуль управления.

Только не забывайте, что USB концентратор в случае добавления дополнительных USB разъемов также потребует и дополнительного питания. При подключении к нему мощных устройств (например переносной жесткий диск) хаб не сможет обеспечить необходимый для работы этих устройств ток, так как по стандарту USB 2.0 с одного порта компьютера, к которому будет подключен модуль управления, можно снять не более 500 мА, а модули WiFi+BT и Zigbee, распаянные на плате, во время работы потребляют ток около 150 мА. В случае подключения модуля управления к компьютеру через порт USB 3.0 проблема с питанием уйдет на второй план, так как по стандарту USB 3.0 максимальный потребляемый ток увеличен, составляет 900 мА. Но, к сожалению, скорость USB хаба ограничена стандартами USB 2.0, и все устройства, подключенные через хаб в модуле управления Триколора будут работать медленнее, чем позволяет стандарт USB 3.0.

Разъем для дополнительного питания хоть и предусмотрен, но так же не распаян. Поэтому идея превратить модуль управления Триколор в настольный USB концентратор является вполне реализуемой, но экономически нецелесообразной.

Установка внешней Zigbee антенны

Что еще можно распаять? На плате управления имеются посадочные места под разъемы антенн как для WiFi, так и для Zigbee модуля. Ради интереса припаял разъем для антенны модуля Zigbee, предварительно перерезав дорожку родной антенны и впаяв перемычку.

Модификация для внешней Zigbee антенны

Просверлил отверстие в корпусе под установку коннектора, накрутил на него антенну от старого роутера (протокол Zigbee работает на той же частоте, что и WiFi, поэтому подойдет любая WiFi антенна на 2.4Мгц), но увеличения зоны покрытия Zigbee сети я не ощутил. LQI беспроводных Zigbee устройств также не увеличился.

Общий вид после установки антенны в корпус

Скорее всего это связано с низкой мощностью приемопередатчика CC2531, которая составляет 4.5 dBm, и в данном случае внешняя антенна будет ничем не лучше внутренней. Более мощные Zigbee стики на базе модуля CC2538 работают в паре с усилителем на чипе CC2592, с помощью которого можно достичь показателей в 20dBm с использованием внешней антенны.

Модификация для WiFi антенны

Разъем для подключения внешней WiFi антенны так же отсутствует, но это легко исправить, припаяв sma коннектор. Я сдул феном такой коннектор со старого ноутбучного mini-pcie беспроводного модуля. Для работы внешней антенны также необходимо убрать резистор R37, отключив таким образом внутреннюю антенну.

Готовый результат

WiFi+BT на чипе Realtek RTL8723BU

Его величество Realtek RTL8723BU

Из спецификации на данный чип становится ясно, что беспроводной WiFi модуль может работать в диапазоне частот 2.4ГГц, поддерживает стандарты 802.11bgn и обеспечивает скорость беспроводного соединения до 150Mbps с одной антенной. Встроенный Bluetooth контроллер поддерживает стандарт 4.0 и приятно дополняет картину.

В операционной системе Windows 10 WiFi и Bluetooth работает из коробки, дополнительных драйверов устанавливать не нужно. Под ОС семейства Linux проблем тоже не должно возникнуть, у меня получилось завести сабж даже под OpenWrt с соответствующими модулями ядра (kmod-rtl8xxxu и rtl8723bu-firmware). Что касается использования этого чипа совместно с системами умного дома — тут все хорошо. OpenHab отлично работает с ним через стандартный Bluetooth биндинг (в системе должен быть установлен Bluez), HomeAssistant также должен поддерживать его стандартными средствами.

Zigbee модуль на чипе CC2531

Zigbee модуль на чипе CC2531

В модуле управления умным домом Триколор используется довольно популярный чип CC2531 от фирмы Texas Instruments, поддерживающий стандарты Zigbee и IEEE 802.15.4, имеющий на борту 256КБ флеш-памяти и 8КБ RAM.

Несмотря на то, что производительность этого чипа сильно отстает от более современного CC2538, радиус покрытия Zigbee сети довольно небольшой (10-15м без антенны) и общее количество Zigbee устройств в сети с этим чипом не должно превышать 20шт, в целом это неплохой вариант для ознакомления новичков с основами построения умного дома на Zigbee.

Чип прошит под использование с умным домом Триколор, но это легко исправить вооружившись паяльником и программатором. Таким образом можно получить универсальный стик, работающий как под популярное решение zigbee2mqtt, так и нативно работающее в системах умного дома OpenHAB (с помощью биндинга Zigbee) и HomeAssistant (с помощью интеграции ZHA — Zigbee Home Automation).

Для тех, кто впервые слышит слово «стик», очень рекомендую ознакомиться с материалом на сайте Ивана Бессарабова «Что такое Zigbee», постами на Хабре Zigbee 101: руководство для начинающих, а также Собираем DIY шлюз для Zigbee устройств.

Вкратце, беспроводная сеть Zigbee строится с помощью Координатора (Coordinator), расширяется с помощью Роутеров (Router). К Zigbee сети подключаются конечные устройства (End-Devices) — лампочки, розетки, кнопки, датчики движения, etc.

Из вышеперечисленного следует, что чип CC2531, используемый в модуле управления умным домом Триколор можно прошить в качестве Координатора или Роутера. Процедура прошивки одинакова, отличается лишь сам файл прошивки.

В связи с тем, что у меня уже имеется Zigbee Координатор, на котором уже функционирует сеть для умных устройств, прошивать чип CC2531 буду в Роутер. Это позволит расширить покрытие существующей сети и улучшить качество связи с конечными устройствами.

Для чипов CC2530, CC2531, CC2538, CC1352P, CC2652R и CC2652RB существует прошивка Z-Stack, прошить которую можно несколькими способами: с помощью программатора CC Debugger или Raspberry Pi/Arduino/ESP8266. Программатора у меня нет, зато есть Arduino UNO, которая отлично подойдет для этой задачи!

Но для начала давайте разберемся с прошивками. Как я уже упоминал, существуют прошивки для Координатора и прошивки для Роутера. Они в свою очередь подразделяются на версии:

Источник

Adblock
detector