Michael
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Umbau: CCU3 mit Stabantenne / externer Antenne zur Erhöhung der Reichweite

Umbau: CCU3 mit Stabantenne / externer Antenne zur Erhöhung der Reichweite - Beitragsbild

Schon seit Jahren erfreut sich die RaspberryMatic Gemeinde an diversen Antennenumbauten, um die Zentrale empfangsfreudiger werden zu lassen. Hierfür wurde typischerweise ein herkömmlicher RaspberryPi, ein Homematic Funkmodul HM-MOD-PRI-PCB sowie eine 868 MHz Stabantenne verwendet und in ein entsprechendes Gehäuse platziert.

 

Heute möchte ich euch vorstellen, wie ihr eine handelsübliche CCU3 mit einer solchen 868 MHz Antenne aufrüsten könnt und damit die Reichweite selbiger deutlich erhöht. Grundsätzlich gibt es hier eine große Bandbreite an Antennen, die ihr verwenden könnt, bspw. externe Magnetfußantennen oder aber auch einfache Stabantennen, wie ich Sie in diesem Bericht verwende.

Was ihr für den Umbau benötigt:

Öffnen der Homematic CCU3

Zunächst einmal müsst ihr das Gehäuse der CCU3 öffnen. Hierfür befinden sich an der Unterseite vier Schrauben der Größe Torx 6, die ihr problemlos finden solltet. Denkt bitte daran, dass mit dem Öffnen des Gehäuses vermutlich der Gewährleistungsanspruch verloren geht.

Nachdem ihr die vier Schrauben entfernt habt, könnt ihr das Oberteil des Gehäuses einfach abziehen und erhaltet einen Blick auf das Innere der CCU3.

Hier gibt es keine spannenden Neuigkeiten. Liste der verbauten Komponenten:

Im nächsten Schritt löst ihr nun die einzige Torx 6 Schraube, die das Funkmodul am Unterteil des Gehäuses festhält.

Anschließend könnt ihr das Funkmodul mit etwas Kraft nach oben hin vom GPIO Port des RaspberryPi abziehen. Damit wir später beim Einbau der externen Antenne den RaspberryPi nicht beschädigen, sollten wir auch diesen aus dem Unterteil des Gehäuses herausbauen. Hier erwarten uns zwei weitere Schrauben der Größe Torx 6 (unten rechts sowie oben links)

Erkennbar ist hier unter anderem auch, wie die eingelegte SD Karte mit dem CCU3 Betriebsystem gegen Entfernen gesichert wurde. Solltet ihr irgendwann die Option in Betracht ziehen, ein anderes Image (bspw. RaspberryMatic) auf die CCU3 zu spielen, muss zum Entfernen der SD Karte die gesamte Platine herausgeholt werden.

Abschließend halten wir das leere Gehäuseunterteil in den Händen:

Einsetzen der Antennenbuchse ins Gehäuse

Nun folgt das Einsetzen unserer 868 MHz Stabantenne. Hierfür habe ich an der linken Seite des Gehäuses ein 6mm Loch gebohrt und die Buchse der Antenne verschraubt. Leider funktioniert ein Einbau an der Rückseite der CCU3 nicht, da das Gehäuse hier zu tief eingewinkelt ist.

Damit das an der Antennenbuchse angelötete Pigtail im Gehäuse Platz findet, muss ein kleines, winziges Stück Plastik aus dem hier dargestellten Steg herausgetrennt werden.

Anlöten des Pigtails an das Funkmodul

Nachdem nun die Antennenbuchse verbaut ist, widmen wir uns dem Anlöten des Pigtails an das Funkmodul. Hierfür muss zunächst einmal der original verbaute Antennendraht vom Funkmodul abgelötet werden. Achtet ein wenig auf die Temperatur des Lötkolbens, damit ihr die Lötaugen nicht beschädigt. Nach dem Herauslösen des Antennendrahtes kann man das Lötauge mit einer Entlötpumpe oder Entlötlitze noch etwas reinigen, es geht aber natürlich auch ohne diesen Schritt.

Das an der Antennenbuchse befestigte Pigtail wird nun an das Funkmodul angebracht. Dafür lötet ihr den Innenleiter bzw. die Seele dort an, wo zuvor der kurze Antennendraht befestigt war. Der Außenleiter bzw. die Schirmung wird an das metallische Schirmgehäuse des Funkmoduls angelötet.

Abstehende Litzen (wie hier bspw. am Außenleiter/Schirm) entfernt ihr bitte nach dem Löten mit einem Seitenschneider oder auch einer Nagelschere.

Das Pigtail habe ich nun einfach, wie auf dem Bild dargestellt, oben herum über das Funkmodul zur Antennenbuchse geführt. Mit etwas „Gefrickel“ und Kürzen des Pigtails kann man es sicherlich aber auch auf kürzerem Weg von der Buchse direkt an das Funkmodul führen.

Fertige CCU3 mit Stabantenne

Nun das Gehäuse entsprechend der vorherigen Schritte wieder zusammenbauen und ihr erhaltet eine CCU3 mit seitlich herausgeführter Stabantenne.

Fazit zum Empfang

Ich habe mit dieser CCU3 vorab eine Empfangspegelmessung durchgeführt. Hierfür habe ich zwei unterschiedliche Aktoren einmal in ca. 3 Meter Entfernung in Sicht zur Zentrale platziert und einen weiteren Aktor weit entfernt im Außenbereich mit mehreren Mauern als Dämpfung dazwischen.

Die Ergebnisauswertung vor / nach Antennenumbau brachte ungefähr eine Steigerung von 3-4 dB für das weit entfernte Gerät hervor, was einer Verdopplung der Empfangsleistung entspricht.

Mittlerweile läuft diese CCU3 bei mir im Dauereinsatz und hat meinen vorherigen Eigenbau (mit altem Funkmodul und anderem Gehäuse) abgelöst. Empfangsprobleme konnte ich, trotz einer Anzahl von mehr als 120 Homematic/Homematic IP Geräten, nicht mehr verzeichnen.

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/13 Kommentare/von
13 Kommentare
  1. Szoli
    Szoli sagte:

    Habe den Umbau vorgenommen, nachdem einige neu eingefügten Geräte im Garten nur sporadisch funktionierten.
    Sehr einfach zu machen, Ergebnis ist super! Trotz einfacher Stabantenne stieg der RSSI im Mittel um 8db(!), bei einem weiter entfernten Sensor sogar von -102dB auf -81dB. Praktisch keine Kommunikationsstörungen mehr in den Systemmeldungen ( vorher 1-3 pro Tag) bei inzwischen 80 Komponenten über 3 Etagen im Massivhaus und Garten und der Duty-Cycle der CCU3 sank von typisch 25% auf jetzt typisch <15%.
    Danke :-)

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  2. DerHerbert
    DerHerbert sagte:

    Gute Anleitung und große Hilfe. Danke für die Arbeit!
    Anscheinend gibt es die Magnetfußantenne nicht mehr über Deinen Link auf amazon.de.
    Ich hatte mir vor einem Jahr mal eine gekauft und wollte nun nochmal eine nachkaufen. Habe nach langem Suchen eine andere Antenne bei digikey.de gefunden: Die ANT-868-MHW-SMA-S. Diese Antenne hat ein 2m langes Anschlusskabel und ist damit noch besser platzierbar. Der Empfang zu den Sensoren/Aktoren in meiner Garagen ist nochmals um ein paar dBm besser geworden.
    Ich schaue mir das immer über die RSSI List an, [Einstellungen] > [Systemsteuerung] > [DevConfig] > [RSSI]

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  3. Andreas
    Andreas sagte:

    Im Gegensatz zu meinem alten Access Point reichte die CCU3 nicht bis in die Garage. Das sind zwar nur etwa 70 m, aber dafür einige Wände dazwischen. Wenn’s hilft, die Antenne ist nicht gerade teuer. Ist einen Versuch wert. Und … es hat super funktioniert. Aus der Garage bekomme ich jetzt keine Fehlermeldungen mehr, dass da irgendwelche Kommunikationsprobleme herrschen. Die Schlüsselbundfernbedienung funktioniert auch astrein. Also nur zu empfehlen.

    Gruß und Danke für den Tip,

    Andreas

    Antworten
  4. Roland
    Roland sagte:

    Super Sache. Hab mir die Antenne gekauft. Einbau auch für Laien ok. Seit ich die Antenne dran habe keine Verbindungsabbrüche mehr. Dank an Technikkram. Auch für die gute Einbauanleitung.

    Antworten
  6. Roland
    Roland sagte:

    Hab mir auch die ext. Antenne angebaut. Bin seither voll zufrieden. Der DutyCycle ist zurückgegangen. Kann auch auf einen Access Point zur Reichweitenvergrößerung verzichten.
    Der Einbau war etwas fummig, es sind halt alles kleine Bauteile. Ging jedoch einfach.
    Danke für die Idee und den Artikel.

    Antworten
  7. Sandro
    Sandro sagte:

    Danke für die Anleitung. Konnte hierdurch ebenfalls den Empfang um mehr als das doppelte verbessern und 2 Aktoren einbinden, die vorher garnicht gefunden wurden.

    Beispiel: Ein recht weit entfernter Lichtschalter hatte vorher 180db und jetzt 75db.

    Vielen Dank. Und der Umbau ist mit etwas Geduld auch für einen Laien machbar.

    Gruss Sandro

    Antworten
  8. Robin
    Robin sagte:

    Danke für die Anleitung und den Link zu einer passenden Antenne.
    Umbau war innerhalb von Minuten gemacht und dabei hab ich auch gleich die Speicherkarte der ccu3 durch eine mit pi ccu ersetzt.
    Besseres Gerät als vorher jetzt. Und dazu auch wesentlich erweiterungsfähiger.
    Keine Nicht-Erreichbarkeit mehr gehabt bei meinen üblichen Verdächtigen.

    Antworten
  9. Jens Gala
    Jens Gala sagte:

    Moin!

    Ich habe den Umbau mittlerweile ebenfalls gemacht und trotz der neuen Antenne habe ich starkte Empfangsprobleme. Ich habe bereits die alte CCU2 zum Funk Lan Gateway umgerüstet und damit die Probleme im Keller in den Griff bekommen. Allerdings das Garagetor geht fast garnicht mehr. Ich muss daher noch ein zweites Gateway verbauen bzw. habe ich mir bei ebay eine alte CCU2 ersteigert, die preislich unter dem Gateway liegt. Ich muss das Ganze auch bei Gelegenheit einmal durchmessen, da mir das schon sehr spanisch vorkommt. Bei der CCU2 gab es zwar vereinzelt je nach Wetterlage Probleme, aber im Großen und Ganzen wurde alles abgedeckt. Schon erstaunlich, dass die CCU3 so schlecht abschneidet.

    Vielen Dank für den Artikel, der wieder sehr hilfreich war.

    Beste Grüße!

    Antworten
  10. Thomas Berkermann
    Thomas Berkermann sagte:

    Hi,
    Super Anleitung. Danke.
    Ich habe die Antenne von deinem Link bei Amazon ausgewählt und habe eine Stabantenne mit 7DB max bekommen, so eine lange mit einer Feder in der Mitte..
    Technikkram 868 MHz 7 dBi Antenne extern SMA für CCU3 CCU2 Charly Raspberry Pi CUL USB CC1101 GSM ELV Bausatz RaspberryMatic pivCCU Homematic Fibaro Pigtail Kabel (Externe 7dBi Antenne)
    Habe ich was falsch gemacht?
    Ich habe die Antenne angebaut, aber jetzt bekommen die Fenster kontakte kein Signal mehr zur CCU3. Andere Geräte funktionieren .

    Antworten
  11. Manuel
    Manuel sagte:

    Ach, schau an. Ein Löten des Außenleiters an das Gehäuse geht auch? Und ich habe mir einen abgefrickelt diesen an die kleinen seitlichen Augen zu löten und mich gefragt wie das dauerhaft halten soll…

    Antworten

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