In den Kommentaren zu meinem Artikel zur Steuerung von 433 MHz Funksteckdosen mit einem Raspberry Pi hat Nico gefragt wie es mit der Sendeleistung bzw. Reichweite der Module aussieht. Ich war damals selbst von der Leistung nicht begeistert und habe mal ausprobieren ob sich die Leistung mit einer Antenne verbessern lässt.
Auswahl der Antenne
Eine einfache und praxistaugliche Antenne um die Reichweite der 433 MHz Funkmodule * zu erhöhen ist eine λ/4 Antenne. Diese besteht aus einem 34 cm langen Koaxialkabel (z.B. RG58). Davon wird bei den oberen 17 cm des Kabels die Abschirmung entfernt. Die unteren 17 cm bleiben als Gegenpol stehen.
Alternativ könnte man auch einfach einen 17 cm langen Draht nehmen. Dieser sollte dann aber im Optimalfall auf einer kreisförmigen, leitenden Grundfläche mit 17 cm Radius stehen. Daher ist das Koaxialkabel fast immer die praxistauglichere Lösung.
λ/4 Antenne
Die 17 cm errechnen sich aus der Funktionsweise der λ/4 Antenne. λ steht dabei für die Wellenlänge (Wikipedia) die sich wie folgt berechnen lässt:
Für die Phasengeschwindigkeit c wird für die Berechnung bei elektromagnetischen Wellen die Lichtgeschwindigkeit c = 299.792.458 m/s verwendet. Die Frequenz unserer Funkmodule ist 433.000.000 Hz. Durch einsetzen in die Formel kommen wir auf eine Wellenlänge von 0,69 Meter.
Für die Länge unserer Antenne müssen wir den Wert von λ noch durch vier teilen. So kommen wir so auf ca. 17 cm Antennenlänge. Idealerweise sollten Antenne und Gegenpol gleich lang sein, wenn man aber eine längere Zuleitung benötigt kann der Gegenpol auch länger ausfallen.
Einbau der Antenne
Im einfachsten Fall könnte man die Antenne jetzt einfach an das Funkmodul anlöten. Da mein Funkmodul und der Rasberry Pi in ein Gehäuse eingebaut sind, habe ich eine SMA Buchse an die Antenne angelötet. So kann ich die Antenne einfach anschrauben. Wenn ihr euren Raspberry ebenfalls in einem Gehäuse verbaut habt kann ich das als praktische Lösung empfehlen. Die Bauteile (SMA Buchse und Stecker, Koaxialkabel) kosten zusammen ca. 5 Euro.
Da sicherlich nicht jeder das benötigte Werkzeug (Crimpzange) sowie SMA Buchsen und Stecker zuhause rumliegen hat, ist eine einfache Möglichkeit sich ein ein Meter langes SMA Stecker auf Buchse Kabel * zu besorgen. Dieses kann man dann entsprechend abschneiden und abisolieren.
Als weitere Alternative hat u.a. Amazon diverse 433 MHz Antennen mit SMA Stecker * im Angebot. Dazu benötig man dann nur noch eine passendes SMA Buchse Pigtail * zum anlöten an der Antenne.
Fazit
Bei mir hat sich durch die kostengünstige λ/4 Antenne die Sendeleistung bzw. Reichweite deutlich verbessert. Nur mit dem Modul und ohne Antenne konnte ich einige versteckte Steckdosen im selben Raum bereits nicht mehr problemlos schalten. Mit der Antenne kann ich jetzt bei angelehnten Türen sogar Steckdosen einige Räume weiter schalten.
11 Kommentare
Jonathan · 9. Mai 2018 um 19:21
Hallo,
Vielen Dank für diesen schönen bericht und die tolle idee!
Leider bin ich nicht sehr bewandert im löten, wie bzw. was
muss ich woran löten und worau ist zu achten ?
Ich habe die Affiliate-Links verwendet damit Sie auch etwas davon haben.
Ich hoffe auf schnelle antwort und vielen Dank im vorraus!
Mit freundlichen Grüßen,
Jonathan
Chris · 11. Mai 2018 um 09:47
Hallo,
die Antenne selbst hat ja zwei Kontakte: Die äußere Schirmung (das Drahtgeflecht) und den eigentlichen Antennenkontakt (innenliegend). Letzterer muss mit dem Kontakt ANT an dem Sendemodul verbunden/gelötet werden (im folgenden Bild oben rechts).
Die äußere Schirmung sollte „auf Masse gelegt“ werden und mit dem GND Kontakt (unten rechts, entweder auf andere Seite der Moduls anlöten oder durch eine Steckkonstruktion mit dem PIN verbinden) verbunden werden. Dieser GND wird dann weiter zum Raspberry/Arduino/etc. geführt.
Ich hoffe ich konnte damit weiterhelfen.
Viele Grüße
Chris
Heiner · 3. März 2020 um 16:11
Hi Chris,
ich suche verzweifelt nach einer Reichweitenverbesserung meiner Funksteckdose,
elro AB440SC, die ich mit 4 Minifernbedienungen elro AB440K ansteuere.
Ich bin Elektriker aber ohne Funk-Erfahrung. Meinst Du, dass es eine Möglichkeit gibt?
Chris · 8. April 2020 um 16:44
Hallo Heiner,
ich weiß leider nicht ob das Elro System mit den genutzten Modulen kompatibel ist. Wenn ja, könnte man theoretisch mit einem Empfänger Modul und einem Sender Modul inkl. besserer Antenne eine Art Repeater bauen der das Signal das er empfängt weiterleitet.
Oliver · 26. Juni 2020 um 16:16
… es ist doch ganz einfach, die Antenne zu verlängern. In Deiner Steckdose ist eine Antenne integriert, meist ein einfacher auf Länge gebrachter Draht, gewendelt. Schnapp einen Lötkolben und löte einfach einen passend langen Draht an. Bei meiner Sommer Fernbedienung ( 868,3 Mhz ) hat es perfekt funktioniert – und ich kann aus Erfahrung sagen, dass die Länge des Drahtes nicht 100% stimmen muss 😉 Wenn Deine Steckdose nicht mehr so viel im Gehäuse für 17 cm Draht hergibt, versuch ihn um 1/4 kleiner zu machen, also 4,25 cm. Altes Sprichwort – probieren …. Bei Sendern und Empfängern, die laufend arbeiten und es auf eine perfekte Abstimmung ankommt, sollte es 100% passen, aber bei einfachen Funksteckdosen mit gelegentlichen kurzen Impulsen ? Nur ohne Antenne solltest Du möglichst keinen Versuch mit Sendern starten …
nick · 28. Juni 2020 um 12:49
wenn das CC1101 chip ist kannst du https://github.com/1technophile/NewRemoteSwitch versuchen. Da ist sogar code für einen repeater (auf arduino-basis) dabei.
Ich habe Zeugs von „Trust Smart“ das mit CC1101 chip ist und hatte kein glück mit RCSwitch library.
Sinisa · 18. Juni 2020 um 06:37
Hallo Chris!
Könntest du auch so eine Lösung für den Fall mit einer monopolen Antenne vorschlagen? Ich habe den Sonoff RF Bridge mit Tasmota geflashed und in mein openHAB integriert. Damit kann ich meine Funksteckdosen super bedienen. Als ich aber auch ein 433MHz Briefkastensensor damit erfassen wollte ging das bisher nicht, da dieser leider außer Reichweite ist… :/
Nick · 28. Juni 2020 um 12:42
Moin.
Dein Artikel ist sehr hilfreich. Danke.
Hätte noch ein paar Fragen… vielleicht kannst du mir helfen?
Ich benutzen empfangsmodul von azdelivery (sieht baugleich aus wie das von dir verwendete, allerdings fehlt der dicke Widerstand auf der Vorderseite. Komisch.). Dazu benutze ich meine trust smart home (klikaanklikut.nl) Funksteckdosen und Fernsteuerungen.
Empfang ohne Antene ist extrem schlecht. ca. 10 cm muss man ran.
azdelivery empfielt einen 32cm langen Draht (aufgewickelt) ranzulöten. Das erhöht die reichweite auf ca 2.5m.
Wenn ich den Draht einfach gerade mache (nicht aufgewickelt) krieg ich ca. 7-8m, also noch viel besser als gewickelt.
Deine Koax-Antenne hab ich auch gebaut. Vielleicht minimal besser als der Draht, also auch ca. 8m
Fragen:
* wieso schlagen die 32cm vor und nicht 34cm?
* sind 34cm oder 17cm besser?
* was bringt der abgeschirmte teil deiner Antenne? Einfach nur damit die Antenne etwas weiter weg ist von der restlichen elektronik?
* Was kann ich noch tun um die Reichweite zu verbessern?
* Mit den Steckdosen von Trust Smart hab ich eine erheblich größere reichweite (durch mehrere Zimmer, bestimmt 25m). Da ist keine 17cm lange Antenne verbaut… wie machen die das?
* Was macht der dicke Widerstand auf der Vorderseite? Bei den Empfängern von azdelivery fehlt der wie gesagt. Ist aber auf der Platine aufgedruckt dass einer reingehört.
* gibt’s ein Modul was ordentliche Empfangsleistung hat?
vielen Dank falls du antwortest!!!
nick
Jürgen W. · 10. Januar 2021 um 23:46
Hi,
also die gewickelten Kupferdrähte auf den Platinen von Sender und Empfänger sind kleine Miniantennen. Gewickelt damit es kompakt wird. Sie sind nicht optimal. Besser ist eine Lambda / 4 Antenne oder vielfaches davon. Bei 433 bzw 434 Mhz sind das rund 17 cm oder ein Vielfaches.
Die Schirmung und der Anschluss an Masse soll die fehlende geerdete Groundplane ersetzen.
Der Sender kann statt mit 5 Volt auch mit 12 Volt betrieben werden, Grenzwdrt ist 15 oder 18 Volt. Das bringt auch noch was. Der Empfänger immer mit + 5 Volt. Datenblatt anschauen oder anfordern.
Gruß
Jürgen
Chris · 21. Dezember 2021 um 07:11
Ich bin hier per Suchmaschine gelandet auf der Suche nach einer Lösung und bin fündig geworden. Ich habe mehrere Funksteckdosen in der Wohnung, welche ich über einen Pi mit 433MHz Sendemodul ansteuere. Leider hatte ich Probleme mit 4 Steckdosen, welche sich in anderen Räumen, getrennt von 2 Betonwänden, als der Pi befinden. Nachdem ich diesen Artikel gefunden hab, habe ich kurzerhand meinen Kabelvorrat durchkramt und ein altes Koax Kabel gefunden. Durchgeschnitten, zur hälfte die Abschirmung abisoliert und mittels 2 Litzenkabeln direkt auf dem Sender verlötet. (übrigens habe ich am Kabelende welches verlötet wurde den F-Stecker dran gelassen und direkt an dessen Innen- und Außenleiter gelötet) Funktioniert einfach klasse. Die komplette Wohnung ist jetzt ohne Probleme abgedeckt. Vielen Dank für den tollenArtikel 🙂
Günter · 23. Februar 2022 um 18:44
Danke für den Tipp!
Der Empfänger für unsere Torsteuerung scheint irgendwie müde geworden zu sein, jedenfalls mußte man den Sender im Auto häufig mehrfach betätigen bis das Tor endlich auf- oder zuging und auch die Positionierung der beiden Fahrzeug wurde immer eingeschränkter.
Gefunkt wird mit 433MHz, im Steuerkasten war ein kleiner Empfänger mit einem 17cm Draht. Den habe ich ersetzt durch ein 34cm Koaxkabel, davon die Hälfte bis auf die Innenisolierung ab-isoliert und am anderen Ende Innenleiter und Schirmung an die beiden Anschlüssen im Empfänger angeschlossen.
Kasten wieder zu geschraubt und es funktioniert wieder tadellos beim ersten Signal, wunderbar!
Liebe Grüße
Günter