FrSky Taranis 5 dBi Antennen-Umbau

FrSky Taranis 5 dBi Antennen-Umbau
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Info: Dieser Beitrag wurde von meinem Gast-Autor Lucas verfasst, nicht von mir (Phil).

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Dieser Umbau ermöglicht es , mit ziemlich geringen Aufwand und Kosten die Reichweite der Taranis zu erhöhen. Weiterer Vorteil ist, dass man die Antenne abschrauben kann, das spart Platz beim Verstauen und ermöglicht das Benutzen von Richtantennen.

Die Möglichkeiten dieses Umbaus

Die möglichen Konsequenzen dieses Umbaus (Quelle für Antenne: Super Power Supply)


Ich hatte den Umbau zu einer anschraubbaren Antenne zuvor bereits einmal gemacht, und dabei ein vorkonfektioniertes Adapterkabel mit U.FL-Stecker verwendet. Man kann am internen XJT-Modul die U.FL-Buchse gut anlöten.

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Abisoliertes RG316 links, micro-Koax mit U.FL-Stecker rechts

U.FL-Buchse angelötet

U.FL-Buchse angelötet

Ich habe mich jedoch entschieden, diese Lösung durch ein dickeres Koaxialkabel zu ersetzen, sodass es weniger Leitungs- und Kontaktverluste gibt.

Material

  • 2,4 GHz 5-dBi-Antenne mit RP-SMA-Anschluss (Amazon)
  • RP-SMA-Steckerteil mit Außengewinde (Amazon) (darauf achten, dass es für das verwendete Koaxialkabel ausgelegt ist, hier RG316)
  • RG316-Koaxialkabel (Amazon)
  • alternativ: Koaxialkabel mit bereits angebrachten RP-SMA-Stecker (Amazon)

Vorbereitung des Koaxialkabels

Falls man kein fertiges Kabel gekauft hat, muss man das Koaxialkabel an den RP-SMA-Stecker anlöten:

Anlöten des RG316 an dem RP-SMA-Steckerteil

Anlöten des RG316 am RP-SMA-Steckerteil.

Hierbei muss man den inneren Leiter frei legen und diesen an den Pin anlöten. Dann diesen probeweise in den Stecker schieben und anschließend die Schirmung auf die ausreichende Länge freilegen, sodass der Pin komplett durchgesteckt ist.

Das Schirmungsgeflecht ggf. kürzen, alles positionieren (Pin weit genug herausstehen lassen, im Bild rot markiert), die Hülse überschieben und Lötzinn reinfließen lassen. Am Ende noch Schrumpfschlauch drüber zur Biegeentlastung, ansonsten könnte das Schirmungsgeflecht unter der Hülse reißen. Das Anlöten der Kontermutter ist hier schon gezeigt, wird aber später noch genauer besprochen.

Hat man gar keine Erfahrung mit Koaxialkabeln, sollte man den Prozess vorher an einem anderen Stück Kabel einmal geübt haben.

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In beiden Fällen muss auch das andere Ende zum Verlöten mit der Platine vorbereitet werden. Laut Mr. Steele sind 84 mm geschirmte Koaxialkabel-Länge ideal. Ich habe mich umgehört und es scheint nicht so genau auf diesen Wert anzukommen.

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Kabellänge

Im folgenden einige Bilder zur Vorbereitung, nachdem man die standardmäßig verbaute Antenne in der Taranis entfernt hat.

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Sauber gemachte Lötpads im internen XJT-Modul der Taranis. Signal in der Mitte, oben und unten GND.

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RG316 Koaxialkabel vorbereitet zum Verzinnen. Die beiden Bündel des Schrimungsgelfechts am besten etwas nach unten biegen, siehe nächstes Bild.

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Leiter am Koaxialkabel, heruntergebogen und verzinnt zum späteren Anlöten an der Platine.

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Vorbereitung des RP-SMA-Steckers

Der RP-SMA-Stecker besitzt mindestens eine Kontermutter, und diese passt mit etwas Spiel in die Bohrung im Gehäuse der Taranis. Ich finde es noch sinnvoll, diese Mutter am Außengewinde festzulöten, damit sie sich auf keinen Fall später lose drehen kann. Hierbei muss man sich die Position der Kontermutter gut überlegen und zusammen mit der Antenne abstimmen. Ich mache es immer so, dass die festgezogene Antenne nicht an der Kontermutter anliegt, man kann es aber auch auf Kontakt auslegen.

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Test der Gewindelänge mit der Antenne, in dieser Version noch nicht angelötete Kontermuttern.

Meine Erfahrung ist, dass diese WLAN-Antennen zwei Bauweisen aufweisen. Hierbei unterscheiden sich die nutzbaren Gewindelängen, die linke Antenne lässt sich ein Stück tiefer einschrauben als die rechte, daher würde ich die linke im Bild bevorzugen. Man kann diesen Unterschied bei manchen Produktbildern im Internet erkennen.

Unterschiede in den Antennen

Unterschiede in den Gewinden

Einbau

Beim Einbau habe ich das Koaxialkabel zuerst mit Heißluft zu der Schleife gebogen, die später zum Anlöten notwendig sein wird:

Unter Heißluft das Koaxialkabel zu einer Schleife biegen

Dann von innen im Gehäuse durchgesteckt und die Antenne testweise angeschraubt. 2-Komponenten-Epoxy mit schwarzer Farbe angerührt und in die Bohrung und auf den RP-SMA-Stecker aufgestrichen. Die Antenne sollte man am besten irgendwie auf Position halten können, in den Fotos mit einem Laborstativ, damit das ganze genau so gerade aushärtet wie man es haben möchte. Aufpassen, dass kein Epoxy auf den Teil des Gewindes tropft, den man später noch braucht. Deswegen besser im ersten Schritt etwas weniger Epoxy aufbringen, dieses mit richtiger Positionierung aushärten lassen und später von innen nachfüllen als Verstärkung.

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Aufnahmebohrung an der Taranis. Bei mir sind noch Heißkleberreste vom vorherigen Einbau.

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Montierte Antenne und Vorbereitung der Verklebung mit Epoxid-Harz.

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Eingefülltes Epoxy, Antenne wird mit Laborstativ gerade gehalten.

Von hinten eingefülltes Epoxy

Von hinten eingefülltes Epoxy

Zuletzt noch die Pads am XJT-Modul verzinnen und das Koax an der Platine anlöten und mit Heißkleber o.Ä. entlasten. Das gebogene Koax dahinter bildet eine Art Spiralfeder, die diese Lötverbindung nach gewisser Zeit belasten könnte, daher ist es ratsam, die Lötverbindung zu unterstützen.

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Angelötetes Koaxial-Kabel. Den inneren Leiter so kurz abisolieren wie möglich.

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Fertiger Umbau

Nach dem Umbau die Taranis nie ohne Antenne betreiben! Dies kann das interne Modul zerstören, wenn man sie zu lange angeschaltet lässt. Gleiches Thema wie bei Videosendern also.

Vergleich zwischen 2-dBi- und 5-dBi-Antennen


Exkurs: Fresnelzonen

Die Fresnelzone ist ein Bereich zwischen zwei Antennen, bei dem eindringende Hindernisse den Empfang stören.

In unserem Fall ist diese besonders hinderlich, wenn wir den Empfangsleistung der neuen 5-dBi-Antenne testen wollen und den Empfänger dazu auf den Boden legen und mit der Fernbedienung weggehen. Bei 2,4 GHz und 50 m Antennenabstand ergibt sich der maximale Radius der 1. Fresnelzone zu 1,25 m, bei 200 m Abstand zu 2,5 m. Es kann also gut passieren, dass der Boden in diese hineinragt und so den Empfang stört. Genau dies ist mir und einem Freund mit erprobten Systemen passiert; Quad auf dem Boden gelegt und der Empfang ist 85 m entfernt komplett abgebrochen.

Also beim Empfangstest den Empfänger und Sender weit weg vom Boden und anderen Hindernissen platzieren.


Mit der Problematik der Fresnelzone geklärt, habe ich nachfolgend Daten von mir und zwei Freunden. Hierbei war die Fernbedienung immer in Hüft- bis Kopfhöhe gehalten und der Empfänger mind. 10 m über dem Boden. Bei manchen war er fest montiert, bei anderen im fliegenden Quad verbaut. Distanz und RSSI sind ungefähr, RSSI schwankt naturgemäß immer sehr. Der Range Mode hat reduzierte Sendeleistung mit ¹⁄₃₀ Reichweite, laut FrSky.

Empfänger Range Mode? Antenne Distanz RSSI
System 1 X4RSB Ja 5 dBi 220 m 30
Nein 5 dBi 220 m 50
System 2 X4RSB Ja 2 dBi 220 m 10
Ja 5 dBi 220 m 20–30
System 3 XSR Nein 2 dBi 400 m 30
Nein 5 dBi 400 m 50

System 1, 2, 3 soll zeigen, von welchem Setup (Taranis+Empfänger) die Daten stammen.


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13 Antworten

  1. Sebastian sagt:

    Das müsste doch ebenfalls auch mit anderen 2.4Ghz Anlagen funktionieren?!

    VErienfacht gesagt ist ja eine Antenne nur „ein Stück Draht“. Da müsste es doch egal sein ob Taranis, Futaba oder Graupner.
    Richtig?
    Sprich diese Antenne sollte doch auch auf ner Futaba-Anlage funktionieren?!

  2. Enno Brokof sagt:

    Hallo
    Ich hab auch den mod durchgeführt und zuerst ein dünnes Kabel verwendet
    Da der SWR wert dann jedoch bei ca20lag und die Reichweite nicht überzeugte hab ich n neues dickeres Kabel bestellt und dies verlötet
    Dabei ist mir das Lötpad abgerissen aber ich konnte durch ankratzen ein stück der Leiterbshn wieder freilegen und so das neue Kabel verlöten
    Jetzt liegt der swr wert bei 0 bis 1 was ja schonmal gut ist, aber die Reichweite ist komplett im Eimer
    Bei 2m Entfernung hab ich rssi werte von 60 und im Rangetest komm ich keine 10m weit…
    Am Empfänger liegt es nicht (hab es mit mehreren probiert…)

    • Lucas Lucas sagt:

      Du hast zwar keine Frage gestellt, aber ich kann Dir die Info geben, dass man das interne XJT-Modul der Taranis nachkaufen kann und damit austauschen.

      • Enno Brokof sagt:

        Danke für die schnelle Antwort aber: Ist das die einzige Lösung?
        Musste schonmal eins kaufen….
        Die Funke hat was gegen mich:/

        • Lucas Lucas sagt:

          Ich würde noch schauen, ob deine Löttechnik gut genug ist und dein Lötkolben nicht zu kalt eingestellt ist, usw. Normalerweise reißt man nicht so leicht Pads ab, es sei denn man macht etwas falsch. Ich wüsste jetzt keine andere Lösung.

          • Enno Brokof sagt:

            Die Pads hab ich nach dem anlöten abgerissen da ich relativ unvorsichtig gegen das Kabel gekommen bin
            Die Kontakte sind alle okay, hab ich nochmal alles geprüft
            Warscheinlich muss ich n neues Board kaufen aber die gibs leider nicht mehr wirklich…FRsky produziert sie zumindestens nicht mehr…

  3. Brushie sagt:

    Hallo

    Danke für den Bericht. Kurze Frage: Welchen Epoxid Harz verwendest Du?

    Gruss Brushie

  4. rookie sagt:

    welchen swr wert hast du?

  5. one0one sagt:

    Hi, danke für deinen tollen Blog!

    Ich denke auch das mit den 84mm ist quatsch. Laut der Theorie kommt es ja nur auf das ungeschirmte ende der Antenne an.
    Das Problem des originalen Setup ist wohl dass dieses Kabel nicht genug geschirmt ist und man somit darueber Leitung verliert.
    Ob in der Praxis 84mm besser sind als 94mm. Ich wage es zu bezweifeln. Ich denke die unterschiedlichen Resultate bei verschiedenen Längen würde ich eher auf andere Variabeln zurückführen.

    Cheers

  6. Christoph sagt:

    Hi, Super Umbau Bericht! Danke dir.
    – Kannst du noch kurz erklären, was der Range Mode ist? Ich stoße das erste Mal auf die Bezeichnung.
    – Sagt die Tabelle, dass du mit dem XSR deutlich höhrere Reichweiten hast, oder war der Test mit Quad/ohne zu ungenau?

    • Lucas Lucas sagt:

      Es ist im Artikel erwähnt, was der Range Mode macht und dass man theoretisch nur noch 1/30 Reichweite hat. Er ist nur für Reichweitentests gedacht. Man aktiviert ihn im Model-Menü, Page 1, direkt hinter dem [Bind] steht [Range]. Beim XSR wurde der Quad zu einer bestimmten Stelle geflogen, das macht man ungern im Range Mode, wenn der überhaupt normale Kanalwerte übersenden kann, da er für Testzwecke da ist. Daher macht meine Tabelle auch keine Aussagen, welcher Empfänger besser ist.

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