Антенна с цилиндрическим волноводом

"Баночная" антенна, закрепленная на телевизионной антенной мачте

Рассказ о создании 10 км линка на основе спиральных антенн

wifi-antenna-helix-power

Изготовление спиральной антенны для беспроводных сетей диапазона 2.4 ГГц


Панельная секторная антенна FA-20 (18-22 dBi)

fa20-antenna

Wi-fi Bi-Quad антенна из коробки для CD и компакт диска своими руками

bi-quad2-09___



     
 
 
  • Преимущества спутниковых антенн
     
      http://www.wifiantenna.org.ua/antennas/preimushhestva-sputnikovy-h-antenn/
  • Жизненно важные функции мобильных телефонов.
     
      http://www.wifiantenna.org.ua/hardware/zhiznenno-vazhny-e-funktsii-mobil-ny-h-telefonov/
  • Антенны на крышах: вопросы безопасности
     
      http://www.wifiantenna.org.ua/antennas/antenny-na-kry-shah-voprosy-bezopasnosti/
  • Правильный выбор Wi-Fi-антенны
     
      http://www.wifiantenna.org.ua/antennas/pravil-ny-j-vy-bor-wi-fi-antenny/

Октябрь 31, 2011

Всепогодная точка доступа 3G/Wi-Fi своими руками

1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (6 голосов, средний: 4,33 из 5)
Loading ... Loading ...

Категория: Оборудование,Антенны — Дока @ 17:26

Мой отец живет вдали от города и подключение к более-менее скоростному интернету является проблемой. Раньше он пользовался доступом через GSM, точнее GPRS соединение. Однажды, устав от того, что во время визитов к отцу у меня нет нормального подключения, и я не могу показать ему ролик на ютубе, я решил как-то исправить эту проблему. К тому времени я уже знал, что живущие неподалеку знакомые пользуются 3G (CDMA EV-DO Rev. A) интернетом от «Интертелекома», используя покупное решение — USB модем и детекторную антенну. Порывшись в характеристиках USB модемов, я решил сделать что-то похожее. К сожалению, попытки «уехать» на встроенной антенне успехом не увенчались. Но когда я воткнул в разъем для внешней антенны проволочку длиной 1/4 длины волны, подсоединиться с сетью удалось, правда только снаружи дома.

Из-за того, что непосредственно из дома соединиться все равно не получалось, пришлось изобретать другие варианты. Вполне рабочим вариантом оказался роутер с USB портом (я взял на тот момент самый дешевый TP-Link TL-MR3220), который был оставлен на чердаке вместе с модемом и моей офигенной антенной:

It's how broadband looks far away from the city

Через несколько недель я снова приехал к отцу и обнаружил:

  1. Железная крыша серьезно экранирует сигнал от точки доступа, так что Wi-Fi доступен далеко не по всему двору;
  2. Неожиданно пришло лето (ой!) и днем температура под железной крышей, прогреваемой солнечными лучами, стала больше 50° C; из-за этого модем и роутер стали очень горячими, что не сулило ничего хорошего;
  3. Соединение было нестабильным и время от времени пропадало; тем не менее, производительность была весьма неплоха: 0.5/0.2 Mbit DL/UL.

Воодушевленный результатами замеров, я решил сделать что-то более надежное и внушительное :о), с антенной получше и установить все это хозяйство снаружи дома, чтобы уберечься от перегрева летом.

Поначалу я взялся за поиски готового корпуса для своего решения, в который бы поместились все нужные компоненты. Но очень скоро понял, что путь тупиковый: готовые корпуса либо были полностью герметичны (что не годиться, ибо для охлаждения нужна вентиляция), либо из-за своей конструкции практически гарантировали попадание воды внутрь. Кроме того, платить $50 за самый простой IP55 не входило в мои планы. Поэтому я решил надизайнить и сделать ящик самостоятельно.

Прежде всего я сделал листогиб для пластика (фото, к сожалению, не сохранилось) — просто натянул нихромовую проволоку между двумя большими шурупами, неглубоко ввинченными в деревянную рейку, и подключил к ней источник питания на 12V/10A с крокодилами. Мощность нагрева регулировал, меняя положение крокодилов. Этот листогиб я использовал для того, чтобы согнуть два листа полистирола размером 45 см*70 см вот в такие две загогулины:

Polystyrene sheets bent into weather protective case

Полистирол был выбрал во-первых потому, что он отлично выдерживает воздействия нашего климата, а во-вторых потому, что мне подарили несколько кусков ;о) С другой стороны, он весьма доступен — например в строительных магазинах (я видел в Эпицентре) продается прозрачные листы.

Protective case drawing

Листы были согнуты согласно этому чертежу. Должно получиться то, что на предыдущем снимке. Указанные размеры — в миллиметрах.

Учтите, что при сгибании листового пластика из-за его толщины (у меня были 3 мм) идеально четких углов не получится, они будут закруглены. Так что стоит это учитывать. Я сделал подгонку с по нижней части за счет боковых вырезов в основании.

Protective case preview

После сгибания частей я собрал их, закрепил зажимами в нужном положении и просверлил 4 сборочных отверстия диаметром 3.2 мм по бокам. Затем были просверлены 6 мм отверстия под крепеж. Было запланировано вешать коробку на двух шурупах с дюбелями, ввернутых в стену.

Assembly mounting

Чтобы сборка была поудобнее, я скрутил винт М3 и гайку через монтажные отверстия основы, и заглубил гайку в пластик разогретым паяльником. Затем повклеивал гайки суперклеем в проделанные углубления.

Additional insulation

Для защиты от влаги, вентиляционные отверстия пыли высверлены в местах, которые более-менее защищены от дождевых брызг. Но вот остальные места, кудой можно проникнуть внутрь, я закупорил при помощи самоклеющейся ленты, предназначенной для изоляции окон и дверей.

Ventilation

8 см кулер, который был выковырян из сломавшегося ATX блока питания, был установлен на крышке для принудительной вентиляции. Для этого я насверлил 12 мм отверстий, которые были закрыты сеткой из полиэстера. Сетка должна защищать внутреннее пространство от насекомых, которые, по опыту, намного опаснее, чем дождь, и норовят пролезть в тепло в самых неожиданных местах.

Heater

Для подогрева внутреннего пространства в морозы используются два соединенных последовательно 10 Вт 10 Ом-ных резистора. Расчетное тепловыделение сборки при 12 В питании будет 7,2 Вт.

"HVAC" system mounted

На этом снимке все компоненты системы подогрева и вентиляции смонтированы на крышке. Я позже еще добавил два светодиода, чтобы контролировать включение/выключения вентилятора и нагревателя, но необходимости в них нету, установка продиктована исключительно моим любопытством и паранойей :о) Монтаж светодиодов и контролера был сделан при помощи одного из самых любимых моих инструментов — клеевого пистолета :о)

"HVAC" controller

Для управления охлаждением (вентилятор) и нагревом (резисторы) я сделал простенький контроллер на основе компаратора LM393, нескольких резисторов и конденсаторов, 10КОм НТК термистора и сдвоенного N-канального MOSFET транзистора. Компаратор образует два триггера Шмитта. Я сделал расчеты этой схемы, используя онлайн-калькулятор на сайте Random Science Tools and Calculators с тем, чтобы включать вентилятор, когда температура внутри корпуса становится выше 30° C и отключать при понижении до 27° C. Нагреватель соответственно включается при охлаждении до 3° C выключается при подъеме до 7°. Расчеты были приблизительными, но тестирование показало, что я в них не ошибся.

Контролер запитан напрямую 12В/1А блоком питания.

Схема контроллера:

"HVAC" controller schematics

Список компонентов:

  • IRF7103 SO-8 dual MOSFET 50V, 3.0A
  • LM393 SOIC-8 dual comparator
  • 0.1uF C0805 ceramic capacitor
  • 1uF C0805 ceramic capacitor
  • 3x Molex 2-pin polar connectors 0.1″ step
  • 10K NTC thermistor R0805
  • 33K R0805 resistor
  • 39K R0805 resistor
  • 330 R0805 resistor
  • 2x 10K R0805 resistor
  • 56K R0805 resistor
  • 22K R0805 resistor
  • 330K R0805 resistor

Bottom ventilation/drain

Для обеспечения дренажа на случай, если вода все-таки проникнет в корпус, вентиляционные отверстия были просверлены и в днище. Здесь также установлены SMA/RP-SMA коннекторы для Wi-Fi и 3G антенн и кабельный ввод для кабеля питания.

Novatel U720 modem

Для доступа в интернет я купил Novatel Wireless Ovation™ U720 EV-DO Rev A USB модем и подключил его к «Интертелекому», который работает в диапазоне 800 МГц.

Novatel U720 modem mod

Я заказал несколько кабелей MS-147-SMA для того, чтобы подключить внешнюю антенну к модему, но все, что прислали мне китайские «друзья» на поверку оказались с разъемами типа DB9, который на полмиллиметра меньше диаметром. В конце концов я плюнул, разобрал модем и подключился напрямую к карточке пигтейлом U.FL-SMA, убрав кабель от карточки к разъему MS-147. Кстати, U720 оказался USB — PCI-E адаптером, в который воткнута карточка PCI-E EV-DO модема.

Slim Jim antenna etching

Так как уровень сигнала сети CDMA в местности, где стоит точка, оставляет желать лучшего, я решил соорудить простенькую внешнюю антенну.

Воспользовавшись онлайн-калькулятором Slim Jim antenna calculator, я расчитал размеры, необходимые для работы в диапазоне CDMA 800 МГц. Терминалы CDMA 800, исходя из инструкции, работают в таких частотных полосах:

  • Передача 824.7-848.31 MHz
  • Прием 869.7-893.31 MHz

Я рассчитывал размеры для средней частотой между 824.7 и 893.31 МГц. Затем нарисовал по размерам линию в рисовалке, и вытравил ее на текстолите.

Так как у меня не было подходящей ёмкости для того, чтобы протравить плату длиной 30 см, и количество раствора в запасе у меня было ограниченным, пришлось сооружать ванночку из коробки из-под конфет и пищевой пленки :о) Я пользовался лазерным утюгом для переноса рисунка на плату, а травил в хлорном железе.

Antenna in enclosure

Для защиты антенны, и для облегчения ее монтажа, я заключил ее в внутрь отрезка водопроводной ПВХ трубы, диаметром 1/2 дюйма, и закрыл с обеих сторон заглушками. В одной из заглушек было просверлено отверстие для разъема SMA, к которому подсоединяется удлиняющий кабель из коаксиала RG-316, который я купил (как и коннекторы) на eBay. Обе заглушки для пущей надежности я заизолировал плавким клеем.

All router components together

А здесь можно увидеть всю начинку ящичка в сборе. А вот список всего, с приблизительными ценами в USD:

  1. 2x 45cm*70cm листовой полистирол — $15
  2. Самоклеящаяся лента для окон/дверей — $3
  3. 80mm вентилятор — $3 (Я забесплатно выковырял его из БП)
  4. Климат-контроллер — $5 (на счет цены не уверен, потому что микросхемы я выковырял из старой материнки, все, что было куплено — это резисторы и термистор, а это стоит всего несколько центов; по чем брал текстолит — уже не помню, там кусочек совсем мелкий получился)
  5. Нагреватель (2x 10W керамических резистора) — $1.5
  6. Кусок ПВХ трубы, колпачки, защелки-держалки, разъемы SMA и текстолит для антенны — грубо около $10
  7. RG-316 коаксиальный кабель (3м) и коннекторы — $10
  8. Кабельный ввод и клемма — $2
  9. 2x пигтейла (U.FL/SMA, RP-SMA male/female) — $8
  10. Розетка на три вилки — $3
  11. 12V/1A БП — $5 (не покупал, у меня завалялось несколько от старой техники)
  12. Novatel U720 USB CDMA Rev.A modem — $40
  13. TP-Link TL-MR3220 3G/802.11b/g/n wireless router — $40
  14. Коллинеарная Wi-Fi антенна для диапазона 2.4 ГГц — $12
  15. Суперклей и плавкие стержни, двухсторонний скотч, стяжки и прочая фигня — $5

ВСЕГО: около $160

Всего на конструирование и изготовление коробульки я потратил около 16 часов.

Советую зайти на flickr, кликнув по картинке выше, я там наоставлял notes для облегчения идентификации компонентов, если что вдруг непонятно.

Несколько фотографий собранной точки:

Assembled box, bottom

Assembled box, front

Wi-Fi box mounted

Wi-Fi точка была смонтирована на фронтоне близко к крыше с северно-западной стороны дома. Самая большая замеренная скорость, которую я видел, была 0.9/0.4 Mbps DL/UL ( мерял на speedtest.net), используя CDMA EV-DO Rev.A соединение. Без внешней антенны в месте, где работает эта точка доступа, соединение установить не удавалось.

 
 

2 Комментариев »

  1. молодца

    Комментарий от Setum77 — Ноябрь 2, 2011 @ 01:06
  2. сколъка метров диапазона антенъ ,и сколка денги :))

    Комментарий от lirik_81 — Январь 23, 2012 @ 15:51

RSS комментариевTrackBack URI

Комментировать

Вы должны авторизироваться для того, чтобы оставить комментарий.

 

Все права защищены :) 2005-2014 Сайт хоститься на: Wordpress хостинг