Esp8266 внешняя антенна своими руками

Digitrode

цифровая электроника вычислительная техника встраиваемые системы

Поразительная дальность работы ESP8266

Появившийся не так давно на рынке Wi-Fi модуль ESP8266 уже успел завоевать немалую популярность среди радиолюбителей и энтузиастов в области электроники. И на это есть ряд причин. Во-первых это очень простой в обращении модуль. По умолчанию он поставляется с прошивкой, которая позволяет управлять работой модуля с помощью AT-команд. Хотя его не обязательно использовать совместно с управляющим устройством, поскольку он вполне может функционировать автономно. В его основе лежит микроконтроллер, работающий на тактовой частоте 80 МГц (с возможностью разгона до 160 МГц). В его составе можно найти периферию, характерную всем популярным микроконтроллерам (UART, I2C, SPI и т.д.). Еще одним значительным преимуществом Wi-Fi модуля ESP8266 является его низкая цена. Действительно, ESP8266 на популярной китайской площадке алиэкспресс можно купить по цене около двух долларов. Однако модуль беспроводной связи ESP8266 взрывает рынок радиолюбительской электроники не только своей дешевизной и простотой.

Благодаря недавним практическим испытаниям мы теперь знаем, что этот модуль можно использовать на весьма далеких (даже по меркам WiFi) расстояниях.

Энтузиаст под ником CNLohr вместе с друзьями решил проверить дальность связи Wi-Fi модуля ESP8266. Он получил довольно впечатляющие результаты.

После установки связи между ESP8266 и маршрутизатором TPLink WR841N, были проведены эксперименты с различными типами антенн. Так, ESP8266 с внешней антенной держал связь на расстоянии до 479 метров. Родная антенна на печатной плате позволила этому WiFi-модулю продержаться до 366 метров. Но этого радиолюбителям было мало. Они оснастили роутер тарелкой Ubiquiti M2 и отъехали на машине от модуля ESP8266. Дальность покрытия оказалось огромной: с внешней антенной расстояние составило 4.28 километров, а с печатной антенной 3.71 километра.

Конечно же, мало кто будет делать системы домашней автоматизации с радиусом покрытия 4 км, но даже обычный модуль ESP8266, «непроапгрейденный» никакими внешними антеннами, способен работать на приличном расстоянии, а это таит в себе большие перспективы. Вполне возможно, что на основе ESP8266 будут создавать системы не «умных» домов, а «умных» городов.

Ниже показано семиминутное видео с экспериментом, в котором CNLohr вместе с товарищами проверяют дальность работы Wi-Fi модуля ESP8266 и получают впечатляющие результаты.

А здесь можно найти пример проекта с ESP8266 и Arduino.

Источник

Wi Fi репитер своими руками: как сделать повторитель из роутера

Мы не можем использовать интернет на полной скорости, когда сигнал WiFi слаб, и многие люди ежедневно сталкиваются с этой проблемой, но ее можно решить сделав Wi Fi репитер своими руками. Интернет нужен практически всем современным устройствам: СмартТВ, смартфоны, ноутбуки, компьютеры.

Но, когда у нас всего одна точка WiFi, как покрыть всё пространство большого дома или квартиры? Каждый шаг удаляет нас от сильного сигнала, та же история повторяется в многоэтажных домах.

Для этого и был изобретён ретранслятор WiFi. Он расширяет зону покрытия сети WiFi. Он действует по принципу получения существующего сигнала WiFi, его усиления и передачи усиленного сигнала дальше. С помощью такого устройства можно удвоить зону покрытия сети WiFi, достав до каждого уголка вашей квартиры, офиса, разных этажей, или даже расширить зону WiFi на ваш дворик.

Но такое устройство громоздко и дорого стоит. Поэтому, с помощью NodeMCU (IoT), мы можем соорудить свой ретранслятор WiFi.

Что такое NodeMCU? Это опенсорсное железо и набор для сборки, которые позволяют спроектировать свой собственный продукт из мира интернета вещей (IoT) и настроить его с помощью языка Lua. Для подробного знакомства с NodeMCU, зайдите на страничку на Гитхабе.

Заметка: Чем дальше от основного источника WiFi будет ваш модуль, тем медленнее будет соединение, но большая скорость далеко не всегда нужна предметам из интернета вещей. Мне нужен был дешевый способ расширения зоны покрытия WiFi, чтобы устройство оповещения в моём доме могло выходить в интернет и высылать уведомления мне на телефон. Я случайно нашел сборку для роутера на основе модуля WiFi ESP8266 от Мартина Гера, залил её на мой дешевый модуль ESP-01 и он заработал без ошибок. Роутер, к которому подключается мой расширитель, раздаёт WiFi в районе всего 6 метров из-за стены. Но с расширителем, подключенным в районе 3-15 метров от роутера, зона покрытия увеличивается до 95 метров.

Шаг 1: Скачиваем файлы

Скачайте файлы по этой ссылке. Они содержат информацию о железе и нужном софте.

Разархивируйте их и найдите «ESPFlashDownloadTool_v3.4.1.exe». Откройте файл двойным кликом.

Шаг 2: Приобретите нужные элементы

1. Небольшой пластиковый корпус (для защиты железа)
2. NodeMCU (IoT) доступен в онлайн-магазинах
3. WiFi антенна (можете скрутить её с вашего старого роутера)
4. Немного проводов, чтобы соединить NodeMCU с антенной
5. USB кабель (для питания NodeMCU)
6. Зарядник на 5V (можно взять любой зарядник от телефона) или можно использовать павербанк

Заметка: Зарядник должен быть меньше 1A. Зарядник больше чем на 1A можете перегреть NodeMCU и он сгорит.

Шаг 3: Устанавливаем драйвера

Для того, чтобы USB адаптер мог связаться с компьютером, нужно установить драйвер CH340.

Подпапка из архива, который вы скачали и распаковали, называется «CH341SER_win» для Windows и «CH34x_Install_mac» для Mac. Просто откройте программу в нужной папке и установите драйвер.

Шаг 4: Прошейте железо расширителя WiFi на ESP8266

Подключите ESP01 к USB адаптеру, вставьте в компьютер и переключите физический рычажок в режим программирования «Prog», вместо режима «UART».

Откройте программу в подпапке, называющейся «flash_download_tools_v3.4.1_win». Откройте следующую подпапку «_MACOSX», если у вас Mac, или подпапку «FLASH_DOWNLOAD_TOOLS_V3.4.1_WIN» для Windows.

Если у вас Windows, запустите приложение «ESPFlashDownloadTool_v3.4.1» выберите в нём «ESP8266».

Если вы используете ESP01, то настройте программу, как показано в приложенных скриншотах.

1. Если вы используете модули NodeMCU или Wemos D1 Mini вместо ESP01 или ESP07, переключите режим «8Mbit» на «32Mbit»
2. Для модулей ESP01 и ESP07, в пункте «Download Path Config» кликните по кнопке с тремя точками и найдите»firmware_sdk_1.5.4″. Кликните на каждый и впишите их имена справа, как показано на скриншоте, например «0x00000» и «0x40000». Если вы используете вариант модуля ESP8266, отличный от ESP01, я полагаю, что нужно использовать папку «firmware» и файлы .bin в ней, соответственно с их именами в правой части.
3. Выберите нужный COM-порт и установите значение BAUD на 115200, затем нажмите «start», «flash» или «connect».
4. Когда программа напишет «Finish», отсоедините адаптер и модуль ESP8266 от компьютера.
5. Переключите физическую кнопку на адаптере USB обратно в непрограммируемый режим. Это важно!

Шаг 5: Настройка расширителя сигнала

Для того, чтобы настроить расширитель, нужно соединить его с компьютером. Можно осуществить это с помощью программы серийного соединения, так как ИДЕ Ардуино настроила показатель BAUD на 115200 с NL&CR.

Как только вы подключитесь через серийный порт, посылайте эти команды (без кавычек и заменяя хэштэги на нужные вам значения).

set ssid ####
Это установит имя точки доступа, к которой должен подключиться ваш расширитель.

set password #####
Это установит пароль для соединения сроутером, к которому должен подключиться ваш расширитель.

set ap_ssid #####
Это установит имя для точки доступа самого расширителя.

set ap_password ####
Это установит пароль для точки доступа самого расширителя. Важно, чтобы пароль был длиннее 8 символов!

set ap_open 0
Это включит защиту и только те, кто знает пароль, смогут подключаться к расширителю.

save
Для сохранения настроек.

quit
Для выхода из сессии.

Отключите расширитель и на этом настройка wifi повторителя завершена!

Советы: Вам нужно подождать пару секунд после отправки каждой команды, и, возможно, лучше отправлять команду save после каждой команды. Если вам нужно восстановить все настройки обратно до заводских, пошлите команду reset и затем save. Для просмотра списка всех доступных команд, отправьте help, а для просмотра текущей конфигурации отправте show

Шаг 6: Упаковываем ваш расширитель

Для размещения оборудования можно использовать любой пластиковый контейнер. Я установил расширитель (NodeMCU и антенну) в разрезанную пополам маленькую коробочку. Затем, чтобы защитить железо от дождя, я прошелся по соединениям горячим клеем.

Рассказываю как сделать какую-либо вещь с пошаговыми фото и видео инструкциями.

Источник

ESP-8266 и уровень сигнала: выбор типа антенны

За прошедший с момента своего появления год ESP-8266 мутировал из аскетичной ревизии 01 в многоногих монстров вроде ESP-201 или NodeMCU board, способных существенно подвинуть младшие Ардуины из сегмента “меряю температуру, мигаю светодиодом”, выдавая бесплатным бонусом полноценный WI-FI. Собственно, в качестве этого самого Wi-Fi у разных ревизий платы я и предлагаю разобраться.

Идея этого теста появилась как следствие ошибки проектировщика: тщательно продуманный, собранный и отлаженный блок управления насосной станцией, будучи установленным на свое место работы — в ванную комнату, банально не видел сигнала домашнего роутера.

Вволю поупражнявшись в жонглировании слаболитературными оборотами сел гуглить, у кого из плат семейства ESP-8266 сигнал получше, но, вопреки ожиданиям, среди тонн статей и рулонов форумов этой информации найти не удалось. Посему решил восполнить этот пробел: стараниями дядюшки Ляо разжился четырьмя разными ревизиями платы с разными типами антенн, которые и будут участвовать в тестах уровня сигнала.

Давайте для начала разберемся, какие типы антенн ставят на платы с чипом 8266. Их всего три варианта:

1. PCB (Printed Circuit Board) — антенна, “распечатанная” на самой плате. Присутствует в моделях ESP-01, ESP-12, ESP-13(и ее клоне wroom 2), ESP-201, а также на плате NodeMCU.
2. Керамическая. По сути — проводник, запеченный внутри керамического корпуса. За счет большей диэлектрической проницаемости керамики удается сделать такие антенны более компактными. Такие антенны присутствуют на платах ESP-03, ESP-07 и ESP-11.
3. Антенна отсутствует. В лучшем случае стоит разъем IPX. Если нет — придется подпаиваться к выводам.

В тесте участвовали четыре платы:

ESP-01 — печатная антенна.
ESP-201 — печатная, плюс IPX-разъем под внешнюю.
ESP-07 — керамическая, плюс IPX-разъем под внешнюю.
ESP-12 — печатная

Эта плата вообще кладезь “нетрадиционно-ориентированных” инженерных и дизайнерских решений. Вот и выбор антенны реализован весьма необычно: для переключения между встроенной и внешней антеннами необходимо всего лишь перепаять SMD-резистор, выполняющий роль перемычки. По умолчанию “включена” внешняя антенна.

Еще один момент, на который стоит обратить внимание: на ESP-201 некоторых серий IPX-разъем был припаян в обратной полярности — центральным контактом на землю. Если внешняя антенна работает совсем уж плохо — стоит проверить.

Дополнительно был проведен тест внешних антенн (ссылки далее я даю только для идентификации антенн, а не в качестве рекомендации магазина или торговой площадки):

— Проводок, что идет в комплекте с ESP-201. Вид не предвещает ничего хорошего. Хочу понять, даст ли он хоть какой-то выигрыш в сравнении с встроенными антеннами.
— Китайская антенна за $1. Обычная антенна, скорее всего стоящая в большинстве дешевых роутеров.
— Антенна Banana Pi. Шла в комплекте с компьютером, но и отдельно продается.

Интересно, стоит ли ее использовать по назначению или лучше сразу заменить.

Upd: Чуть позже провел экспресс-тест с антенной от роутера Asus rt-n13, результаты вышли немного хуже, чем с антенной №2. В таблице тест не отражен, т.к. было невозможно точно воспроизвести условия.

Тест проводился на улице, в сельской местности, иных Wi-Fi сетей в радиусе обнаружения небыло. Для измерения уровня сигнала был использован смартфон с программой WIFI Analyzer, поэтому результаты относительны.

Вот что показали замеры (dBm):

Плата	2м	25м	50м
Встроеные антенны
ESP-01 (печатная)	-51	-67	-84
ESP-07 (керамическая)	-55	-75	-82
ESP-12 (печатная)	-63	-84	-85
ESP-201 (печатная)	-66	-93	—
Внешние антенны
ESP-07(Антенна №1)	-62	-74	-81
ESP-07(Антенна №2)	-52	-66	-74
ESP-07(Антенна №3)	-49	-58	-67
ESP-201 (Антенна №1)	-69	-76	-88
ESP-201 (Антенна №2)	-59	-71	-88
ESP-201 (Антенна №3)	-44	-67	-80

Выводы:

• Антенны типа “мышиный хвост” в данном случае не имеют существенных преимуществ перед встроенными. Единственное, когда их применение оправдано — экранирующий корпус устройства и требования к минимизации веса/размера.
• Керамическая антенна при своей компактности обладает несколько лучшими характеристиками, нежели протестированные печатные.
• Печатная антенна вполне годна к применению в рабочих устройствах на базе 8266, при условии, что она нормально согласована с платой ( мой положительный опыт: ESP-01, ESP-12; отрицательный — ESP-201), однако немного уступает керамической. В силу специфики PCB допускаю, что в одной серии могут найтись платы, существенно отличающиеся по чувствительности антенны. Также данный вид антенны не рекомендован в условиях повышенной влажности (текстолит гигроскопичен, характеристики антенны могут поплыть)
• ESP-201 со всеми видами антенн проигрывает остальным платам, что, вкупе с остальными ее недостатками, позволяет рекомендовать ее исключительно для экспериментов/прототипирования.

Источник