úterý 14. dubna 2020

T-Beam , citlivost, antény na 403 MHz

K dohledávání sond jsem si pořídil z Bangooddu malý modul T-beam. Je to hezká hračka určená pro LoRa systém , díky ESP32 kompatibilitě do toho lze nasypat spousty různého zajímavého SW. Modul má GPS
( poměrně rychlou, studený start do půl minuty )  a WIFI .  Na modulu je držák na Li-on baterii, což je oproti malým modulům TTGO veliké plus, člověk nemusí řešit další pytlíček vedle a mechanicky fixovat v krytu.
Na modul lze najít na webu předlohu pro 3D tisk na  pěknou krabičku.

 Modul objednaný z Aliexpresu se "ztratil" přičemž Aliexpress neuznal "disput" neboť prodejce měl tracking s doručením.
Když jsem se po tom pídil, zjistil jsem, že pošťačka co to doručovala to prý dala  na schodech nějaké vysoké paní.
Takže jsem modul objednal znovu , tentokrát z Banggoddu. Dorazil brzy a bez problémů.




Z účtu mi zmizelo 473kč :-(
název příjemcePAYPAL *BANGGOOD
Částka v původní -473,18 CZK

 Bylo to v akci za necelých 500kč, přičemž běžně ten modul pořídíte za cca 600-700kč.
Když připočítám tu cenu za ztracený na ALI , mám modul za více než 1000kč Hi.

Protože se mi v jednu dobu sešly 3 moduly z různých míst, chtěl jsem porovnat jejich citlivost.
Udělal jsem to jednoduše. Vzdušnou čarou cca 60 metrů od místa testování na stole jsem spustil jednu nalezenou sondu (jak podlé) a přepnul T-beam na měření úrovně.
A srovnal mezi sebou všechny moduly jak s anténou, tak bez. Nedělám si iluze o nějaké linearitě toho vnitřního S-metru, faktem je, že když jsem připojil na  mezi T-beam a anténu attenuátor 5 dB, signál spadnul
z -90 na  -98,5 dBm. Ale impedance toho RX  je jinde, přepočet nemusí sedět.

 Modul č.1 : bez antény -90dB:


 Modul č.1 : s dodávanou anténou  - 49dBm:


Modul č.2 bez antény -98dBm:


Modul č. 2 s dodávanou anténou:  -59,5 dBm:


 Evidentně se tedy mezi sebou tyto dva moduly liší o téměř 10dB.
U třetího modulu byly hodnoty někdy mezi oběma, fotografie jsem nepořídil.
Další z modulů co se ke mě dosta a liši se tím, že měl anténí SMA konektor zhruba uprostřed desky měl asi nějakou závadu, byl ještě o cca 20dB "tupější".

Je to čínský výrobek, možná je tolerance nějakého vstupního filtru, modul má původně pracovat v pásmu 433MHz, je možné, že na 403MHz může mít horší parametry.
Napadlo mě změřit na konektoru impedanci. Ta ukazovala na impedanci vstupu cca 180 ohmů s kapacitní reaktancí. Analyzátor má možnost nastavit měřicí úroveň. Při vyšší úrovni byla impedance jiná (s ještě větší kapacitancí) nejspíš vlivem otvírání nějaké diody v TX cestě..?

Později jsem dělal opět porovnání na mé testovací  sondě o kus vedle ( tentokrát na parapetu garáže )  než byl přijímač, jen s různými anténami.
T-beam byl v krabičce na stejném místě, protiváha tvořena meandrem na plošném spoji víka krabičky.
Dodávaný pendrek byl v podstatě stejně "výkonný" jako lambda/4 proutek.
Takže jsem začal laborovat na analyzátoru a vytvořil svoji anténu, která modulu nejlépe "sedí".
Výsledky  z pokusů a měření jsou zde:

Původně dodávaný malý pendrek -84dBm :


Anténa lambda/4   -79,5 dBm - o něco málo lepší , než původní pendrek:



  Jenobandový pendrek 400-470MHz dodávaný k nějakému Woxungu. -82,5dBm :




   Moje ubastlená anténa -50,5 dBm ! Až se mi nechce věřit, že je to o tolik lepší. Ale jak jsem psal, linearita toho měření úrovně v modulu může směrem k větším hodotám kecat. Když jsem to ověřoval 18GHz attenuátorem 5dB, upadlo to o 14dB. Ale je to nejspíš dané nepřizpůsobením k 50OHM impedanci attenuátoru. Při testu na letících sondách je anténa bezkonkurenčně nejlepší. Přijímá a dekóduje sondu na velké vzdálenosti , při přehození na lambda/4 nic.


Smyčková anténa o průměru cca 20cm z drátu 0,5mm. Je poměrně směrová a po ubastlené anténě nejlepší
-54,5dBm :


 T-beam  bez antény  - na hranici dekódování, telegram je přerušovaný a úroveň je nestabilní ( +/- 3dB):


Preamp z E-bay SFP5189Z , který používám v autě u mobilní antény, nahradí ztráty nepřizpůsobením. Je velmi odolný, filtr 403MHz  mám až za ním.  Pozor, má velký odběr, za týden vycucne baterku od auta.
Napájení 5V, při použití 7805 se vytopí zbytečně energie, chtělo by to impulzní zdroj (modul) .



Nejlépe chodící anténa, 4 záv. na průměru cca 4mm, paralelně dolaďovací kond, to celé paralelně ke konektoru. Na studeném konci na 1 závitu navázaná anténa délky 14,2cm. Doladění kapacitním trimrem je poměrně ostré, přibližně v půlotáčce toho skleněného trimru. Původní první keramický trimr se mi při laboracích rozpadl..  Po zalití do epoxydu se to celé zase rozjelo, ale stačilo prodloužení antény o cca 1 cm.



O víkendu mi přivezl nový modul OK1MJG, chtěl ho flashnout. Dnes jsem zkusil moji odlaborovanou anténu na jeho modulu. Bída, ten dodávaný pendrek je o pár dB lepší. A zkusil jsem i porovnat oba originální pendreky, taky se chovají každý jinak na druhém modulu. Prostě alchymie. Pokud někomu malá citlivost díky  různým impedancím vstupů vadí (pro dohledání sondy není až tak podstatné) nechť si pořídí preamp - je to nejschůdnější řešení. Ovšem na výstupu musí být filtr, jinak přijímač zablokuje kdejaká služba v pásmu 70cm. Kvůli přizpůsobení filtru je ideální mezi filtr  RX ještě 3dB útlumák.