Hack und HowTo: Reichweite CC2531 mit externer 2,4 GHz Antenne für zigbee-Netzwerk erhöhen

Ein zigbee-Netzwerk im Smarthome ist unverzichtbar, viele Hersteller setzen auf diese Technologie (Philips HUE, Xiaomi, Osram, uvm.). Mit dem zigbee-Adapter für ioBroker und dem mit einer besonderen Firmware ausgestattenen CC2531-USB-Adapter gibt es eine interessante zentrale Lösung für viele Zigbee-Geräte: Unzählig viele Endgeräte lassen sich an dem Stick anlernen und zentral über ioBroker auslesen oder steuern.

Die Lösung scheint perfekt, den CC2531-USB-Adapter gibt es günstig für weniger als 5€ über Asien, für ca. 10 € bei Amazon oder direkt bei uns gegen eine Spende. Die Geräte sind einfach und schnell angelernt, aber einen Nachteil gibt es bei dieser Lösung: Das zigbee-Netzwerk ist sehr instabil, weil die Reichweite des USB-Sticks mit der auf der Platine befindlichen Antenne nicht besonders hoch ist. Aber wie lässt sich die Reichweite eines CC2531 erhöhen?

Diesen technischen Nachteil kann man versuchen mit möglichst vielen zigbee-Routern im Netzwerk auszugleichen. So ziemlich alle zigbee-Geräte, die mit 220V funktionieren dienen als Router, also z.B. sehr gerne genommen die Osram Smartplug Steckdose. Aber dennoch verliert nach unserer Erfahrung das Netzwerk immer wieder einzelne Geräte.



Wir haben im Internet immer wieder den Tipp gelesen, dass eine externe Antenne am CC2531 die Reichweite und Verbindungsqualität verbessern kann. Vorab: Das Ergebnis kann sich für einen recht geringen Aufwand mit etwas handwerklichem Geschick sehen lassen. Wir haben dazu einen Test mit einem unveränderten CC2531, mit einem als Router geflashten CC2531, einer Osram Smartplug Steckdose und einem Xiaomi Mija Temperatursensor durchgeführt.

Man kann erkennen, dass bei unveränderten Rahmenbedingungen die Verbindungsqualität (die Zahlen an den Linien) deutlich besser ist. Der Umbau des CC2531 lohnt sich also auf jeden Fall.

Was benötigen wir, um die Reichweite des CC2531 zu erhöhen?

Hier unsere Einkaufsliste:

Starten wir mit den Vorbereitungen.

1. Der CC2531 muss vorbereitet werden, hierzu wie folgend beschrieben die Leiterbahnen freikratzen und an zwei Stellen durchtrennen
   

   Anleitung CC2531, Leiterbahnen trennen und freikratzen

   
   
   
   

   CC2531 mit Teppichmesser Leitungen freilegen

   

   CC2531 für externe 2,4 GHz Antenne vorbereitet

2. Danach den Sockel für die externe Antenne anlöten. Man sollte sehr vorsichtig mit den Leiterbahnen umgehen, diese sind nur auf der Grundplatine aufgeklebt und lösen sich leicht
   

   CC2531 mit externer 2,4 GHz Antenne

3. Um die Verbindung und die Leiterbahnen zu schützen, können wir den Sockel mit einfachem Sekundenkleber fixieren
   
   
   
   

   CC2531 mit externer 2,4 GHz Antenne, verstärkt mit Sekundenkleber

   Fixieren wir den Sockel nicht, könnte der Sockel mit den Leiterbahnen sich von der Platine lösen:

   

   Defekter CC2531 mit abgerissenen Leiterbahnen

4. Fertig. Wir können den CC2531 wieder anschließen und den zigbee-Adapter starten