DIY : Ajout d’une antenne externe au répéteur Zwave Aeon Labs

But du Tutoriel

La puissance émise par un chipset ZWAVE est très faible (1mW), mais comme le ZWAVE permet de construire un réseau maillé ou chaque module alimenté par le secteur est capable de répéter vers ses voisins directs et cela jusqu’a 4 sauts, il est possible de couvrir une surface importante en intérieur.
Cependant, il est beaucoup plus rare d’avoir suffisamment de modules dans son terrain pour maintenir une liaison fiable vers une dépendance ou un portail s’ils sont éloignés de plus de 20m de votre maison.

Le but de ce tutoriel est de modifier un répéteur ZWAVE conçu pour un usage en intérieur, afin de lui ajouter une antenne externe et pour l’intégrer dans un boitier étanche.
Le répéteur utilisé est un modèle de chez Aeon Labs  qui a été testé sur ce Blog (http://domotique-info.fr/2013/12/test-du-repeteur-z-wave-aeotec/).

Préambule et Avertissements :

ATTENTION :

  • Cette modification est présentée à titre d’information uniquement. L’auteur et le Blog ne pourront pas être tenu responsable d’une défaillance du répéteur en cas de mauvaise manipulation.
  • Tout démontage et/ou modification du répéteur met un terme à la garantie de votre répéteur.
  • Même si les étapes sont simples, elles nécessitent un minimum d’expérience et de matériel.
  • Enfin, ce répéteur est alimenté en 220V AC, et il n’y a pas d’isolation galvanique. Par conséquent, ne JAMAIS manipuler le circuit ou l’antenne lorsque le répéteur est sous tension !

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Je vous propose 2 possibilités pour cette modification. Soit câbler directement un câble coaxial sur le circuit imprimé, soit installer un connecteur permettant un montage un peu plus adaptable.

Démontage du répéteur ZWAVE Aeon Labs

Tout d’abord, on commence par ouvrir le boitier en retirant les 2 vis Torx n°7 qui se trouvent du côté prise électrique :

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On retire la dernière vis, qui maintient la carte électronique avec le boitier :

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Ensuite, on coupe les fils électriques qui relient la carte électronique à la prise électrique :

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L’étape suivant consiste à déconnecter la petite antenne patch qui est collée sur une des faces latérale du boitier.

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Deux possibilités, le fer à souder avec une tresse à déssouder/pompe à vide, ou un simple coup de cutter ;)

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On peut maintenant sortir librement la carte électronique de son boitier :

20140119_185652 20140119_185630

Modification :

A partir de cette étape, on peut soit souder un câble coaxial directement sur le circuit imprimé, ou souder un connecteur.

Mais dans les 2 cas, il est préférable de dessouder la résistance 0 ohm qui est placée ici :

resistance-shunt

Mais pourquoi donc me direz-vous ? Pour garder une impédance du circuit d’antenne adaptée à l’émetteur … Car dans le cas contraire, on réduit fortement la portée. Mais je ne rentrerai pas ici dans un cours de conception RF.

Une fois supprimée cela donne ceci :

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Option 1 : câble coaxial soudé

Si vous souhaitez utiliser un câble coaxial, il suffit de le souder sur les pastille prévues pour le condensateur C18 et qui n’est pas implanté :

C18

L’âme du câble coaxial sera soudée sur la pastille le plus à l’extérieur et la tresse de masse sera soudée sur l’autre pastille qui est accolée au plan de masse.

coax

Si vous utilisez un câble coaxial, je vous recommande de bloquer ce câble en utilisant une boucle faite de quelque brins de fils qui seront soudée dans la pastille initialement prévue pour l’antenne patch. Comme on a retiré la résistance 0 ohm, cette pastille n’est plus reliée à rien donc on peut s’en servir comme vous pouvez le voir sur la photo ci-dessus.

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Option 2 : connecteur U.FL soudé

Si vous préférez utiliser un connecteur, mon choix s’est porté sur le type U.FL. L’avantage est que l’on trouve facilement des câbles U.FL<>SMA (le SMA étant le connecteur classique des antennes Wifi / Zwave …).

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Comme vous pouvez le voir sur cette photo, les connecteur U.FL sont très très très petits … 2mm x 2mm … Donc, cela nécessite un fer basse puissance (~15w) à pointe fine (<0.8mm) pour ne pas détruire le connecteur lors de la soudure.

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Il faut au préalable gratter délicatement le vernis du plan de masse sur lequel on va justement souder une des 3 connexion à la masse du connecteur U.FL :

Attention, il y a 4 pins sur ce connecteur 2 petites et 2 plus larges. Les 2 plus larges sont reliées à la masse et seulement 1 des 2 petites est reliée à l’âme du connecteur.  Heureusement, il suffit de regarder le connecteur par en-dessous pour trouver la bonne pin.

Comme ce connecteur ne sera maintenu que par 2 soudures au lieu de quatre, je vous conseille d’utiliser une goutte de colle cyanolite (attention aux doigts et au yeux) pour maintenir le tout.

Et voila le résultat :

ufl

Il n’y a plus qu’a connecter le câble U.FL <> SMA !

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Mise en boitier :

Maintenant, il suffit d’utiliser des dominos ou des barrettes Wago pour connecter les fils d’alimentations et de placer le tout dans un boitier étanche (type Plexo ou autre). A ce sujet, je vous conseille vivement de respecter le câblage de la phase 220v sur le bon fil (bizarrement le noir chez moi, mais regardez plutôt que la phase est bien est reliée à la pastille sérigraphiée L). Même si cela fonctionnera en inversant phase et neutre, comme il n’y a pas d’isolation galvanique, cela limite les risques de court-circuit et d’électrisation … (voir préambule !)

On peut mettre l’antenne Zwave directement sur le boitier Plexo avec un trou de 6mm pour placer le connecteur SMA, ou positionner l’antenne à l’abri d’une sous-rives. Dans les deux cas, ne pas oublier de mettre un petit joint caoutchouc pour l’étanchéité.

plexo

Voici ce que cela donne chez notre ami Pascal :

sous-rives

Conclusion :

Au final ? Est-ce que ça marche ? OUI ! très bien ! Placé en sous-rives (comme chez Pascal) cela permet une liaison fiable à environ 20~25 mètres.

La modification ne prend que 30 minutes environ et vous permettra d’étendre et de fiabiliser votre réseau ZWAVE à l’extérieur.

Comme toujours, si vous avez des questions, n’hésitez pas à poster un commentaire, je tenterai de répondre rapidement ;)

Pour ceux qui voudraient en faire de même vous trouverez les accessoires sur la page produit du Répéteur Z-wave et pour les connecteurs U.FL il nous en reste quelques uns que nous pourrons vous céder gratuitement.

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Author: Nicolas Fovet

Geek et Techno-défricheur, je suis un passionné de nouvelle technologies. Professionnel des systèmes embarqués dans les domaines aéronautique, spatial et tactique depuis plus de 15 ans, j'aime partager mes découvertes et passions technologiques !

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11 Comments

  1. Un gros malade :-) … Mais j’adore cela.

  2. hello,

    je vais me lancer dans la modif d’un repeteur, ou pourrais je trouver un connecteurs U.FL

    cdt

  3. ok super merci de l’info je vais commander le kit alors !

  4. Salut,
    J’ai essayé d’adapter une antenne de la flybox orange (http://www.orange.tn/fixe-et-internet/cid2800-antenne-relais-flybox.html?rpid=1059) en enlevant le connecteur SMA ainsi que 1m de câble de son coté.
    j’ai soudé directement le câble à la C18 et j’ai enlevé la résistance 0 Ohm comme indiqué au tuto.
    Mais ça n’a pas marché.
    Pouvez vous m’indiquer les caractéristiques de l’antenne que vous avez utilisé?
    J’ai pas de connaissances dans la conception RF, pouvez vous me dire si l’antenne que j’ai utilisé est la bonne pour notre cas?

  5. Bonjour Ahmed,
    Première question, est-ce que le répéteur z-wave a été testé et associé à la box avant démontage, histoire d’être sur qu’il fonctionnait correctement avant ?
    L’antenne de la Flybox « devrait » être compatible car d’après ses specs, la gamme de fréquence d’un des 2 brins rayonnants serait 824~960 MHz et donc inclue le ZWAVE à 868Mhz. Cependant, je n’ai jamais utilisé cette antenne et ne connais pas sa fonction de tranfert à 868Mhz. Le mieux serait tout de même d’avoir une antenne accordée spécifiquement pour 868Mhz.
    Donc, si le cable coaxial est soudé dans le bon sens (signal sur la pastille la plus eloignée du centre de la carte, blindage sur la pastille la plus au centre), cela devrait fonctionner …
    A vérifier qu’il n’y a pas de court-circuit sur ce coax qui aurait pu être causé par une surchauffe de la tresse de blindage lors de la soudure et qui peut dans certains cas faire fondre l’isolant de l’âme du coax et faire court-cuircuit…
    Normalement, en mettant un ohmmètre sur les pastilles soudée au cable (répéteur non alimenté !), il devrait y avoir une résistance >= 1Mohm. En dessous, il y a un pb.

  6. Salut Nicolas,
    Merci pour votre assistance rapide :)
    Je n’ai pas détecté le problème sur la carte car j’avais déjà tout remis comme ça était livré par le constructeur.
    J’ai tout refait en testant suivant vos recommandations et ça a fonctionné à merveille en donnant des résultats surprenants.
    Merci encore pour l’effort que vous et votre équipe fournissez sur ce site :)

  7. Ahmed, content de lire que finalement la manipulation a fonctionné comme prévu ! :)
    N’hésitez à pas poster sur la communauté Google+ de Domotique-Info (http://goo.gl/s5Jw9R) votre retour d’expérience, ce qui pourra également motiver et aider d’autres lecteurs à se lancer sur cette modification. ;)
    A bientôt.

  8. Bonjour Nicolas,

    J’ai fait la manipulation indiquée, mais le câble U.FLSMA ne se connecte pas directement avec l’antenne. Une extension de câble RP-SMA (reverse polar) semble nécessaire.

    Pouvez-vous confirmer qu’une extension RP-SMA male vers SMA femelle sera bien compatible?

    Merci, Eric

  9. Salut,
    J’ai effectué la modif et perso, je revis. Auparavant, j’avais perdu plusieurs jours à tenter de domotiser mon portail et mon arrosage en déplaçant mes modules. En vain, le fonctionnement restait aléatoire.
    Est-ce que la même manip fonctionne avec un répéteur enocéan ?

  10. bonjour a tous

    après lecture de ce tuto très complet

    voici l’antenne que j’ai choisi
    http://www.lextronic.fr/P26933-antenne-868-mhz-pour-base.html
    il ne me reste plus qu’à commander le module

    félicitation pour ce tuto

    ps : pensez-vous que la même chose est possible sur fgbs-321 ?

    merci de votre réponse

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