Расположение модуля ESP-12F на плате

[=AK=]

Большинство плат на базе модулей ESP-12F, ESP-12E располагают их так, что антенна оказывается над печатной платой. Так сделаны модули NodeMCU, WeMos D1 Mini, и т.д.



Однако аппнота на аналогичный модуль ESP-WROOM-02 рекомендует, чтобы антенна висела в воздухe.

Для проверки влияния печатной платы под антенной я замерил пиковый ток потребления модуля Wemos, исполняющего Arduino скетч WiFiScan, он оказался равным примерно 0.4 А. После этого я отпилил кусок под антенной и снова замерил макс. ток потребления. Он уменьшился примерно на 10%, до 0.35А.


Количество обнаруженных скетчем сетей почти не изменилось. Но стоит отметить, что печатная плата Wemos довольно тонкая, и потому ее вредное влияние не так уж велико. Аналогичный эксперимент, проведенный с модулем ESP-WROOM-32, расположенным над толстой платой, дал уменьшение пикового тока примерно на треть, а число обнаруженных сетей значительно увеличилось, чуть ли не в два раза.

 

[AndrF]

Количество обнаруженных скетчем сетей почти не изменилось. Но стоит отметить, что печатная плата Wemos довольно тонкая, и потому ее вредное влияние не так уж велико. Аналогичный эксперимент, проведенный с модулем ESP-WROOM-32, расположенным над толстой платой, дал уменьшение пикового тока примерно на треть, а число обнаруженных сетей значительно увеличилось, чуть ли не в два раза.

Я уже писал вам что тоже отпиливал кусок от своей платы Nodemcu DOIT - повторил ваш эксперимент. По току сказать ничего не могу, так как не измерял. А вот количество сетей на мой взгляд не изменилось и осталось в пределах 16..18.

 

[gerkimuyda]

Лечебный эффект таблетки "плацебо" научно доказан множественными экспериментами )))

 

[=AK=]

Лечебный эффект таблетки "плацебо" научно доказан множественными экспериментами )))

Ну да, конечно, и аппнота врет (и не только эта), и уменьшение пикового тока просто померещилось. Однако на слепую веру доводы разума, как известно, не действуют.

 

[kab]

Лечебный эффект таблетки "плацебо" научно доказан множественными экспериментами )))

Давайте проведём "мысленный" эксперимент (желающие могут повторить в реальности). Положите устройство с приемно-излучающей антенной в кастрюлю и закройте крышкой. Проверьте качество связи. Затем, постепенно отодвиньте кастрюля, оставив только крышку. В процессе производя замеры качества связи. В конце концов отодвиньте и крышку. И докажите мне на основе теории распространения радиоволн, что нахождение крышки кастрюли в непосредственной близости устройства с антенной на уровень сигнала не влияет. Это физика...

 

[=AK=]

Давайте проведём "мысленный" эксперимент (желающие могут повторить в реальности).

Он, небось, уже заложил в серию модуль над печатной платой. Так что теперь ни за что не признается, что глупость сморозил.

А вообще-то при расчете/настройке PCB антенны не то что дополнительную плату под антенной надо учитывать, даже наличие или отсутствие паяльной маски играет роль. Ну и пластмассовый корпус тоже может сильно расстроить антенну:

 

[gerkimuyda]

Посмотрел на свою плату - нигде дополнительного "экрана" под антеной не увидел. Все лишнее вытравлено при производстве... И где вы такие платки берете?
А еще - на скорость распространения радиоволн влияет ветер (а у нас нынче ветрено и порывы приличные). А, и магнитные бури и расположение луны!

Пс: если пластиковую кастрюлю специально не мочить (оставить ее сухой) - то сильного влияния она не оказывает. А вот фикус, передвинутый на 10см - существенно влияет на прием сквозь него с другого конца дома... Пойду, попью чайку, собранного девственницами на ранней заре восхода солнца, повернутыми против ветра (говорят, он вкуснее, чем собранного рожавшими повернутыми по ветру)...

 

[kab]

чайку, собранного девственницами

Где-то в рецептах мне попадалось упоминание "кровь девственницы". Насчет чая - не, не слышал. Это какой-то креатив...

 

[=AK=]

Посмотрел на свою плату - нигде дополнительного "экрана" под антеной не увидел. Все лишнее вытравлено при производстве...

С чего вы вдруг взяли про какой-то "экран"? Речь идет о чистом FR-4 (ну еще паяльная маска до кучи), без меди. У FR-4 диэлектрическая проницаемость примерно 4.6, в отличие от 1 у воздуха.

Аппноту религия не позволяет прочитать, или по-ангельски не кумекаете?

 

[AndrF]

Посмотрел на свою плату - нигде дополнительного "экрана" под антеной не увидел. Все лишнее вытравлено при производстве...

Сам стеклотекстолит не вытравлен. Для платок Nodemcu, скорей всего, используют обычный стеклотекстолит. А так как частота WiFi не такая-то уж и маленькая, так что некоторое поглощение сигнала им вполне возможно. Опровергнуть/доказать подобное можно экспериментально, что =AK= и попытался проделать, опубликовав свои измерения. Хотите опровергнуть - ну повторите опыт...

 

[=AK=]

некоторое поглощение сигнала

Дело вовсе не в "поглощении". Материал печатной платы, у которого диэлектрическая проницаемость в 4.6 раз больше, чем у воздуха, сильно меняет характеристики самой антенны. Ее частота уходит вниз на несколько сотен мегагерц, а все согласование чипа с антенной идет коту под хвост. На рабочих частотах VSWR радикально вырастает, сигнал передатчика, вместо того, чтобы уходить в антенну и далее в эфир, сильно отражается и прет назад в передатчик. Вследствие рассогласования антенны намного возрастает ток передатчика и ухудшается чувствительность приемника.

 

[=AK=]

Вот пиковый ток модуля Wemos в его оригинальной форме. Одно деление - 100 мА:




А вот тот же модуль после удаления PCB под антенной:

. Хотите опровергнуть - ну повторите опыт...

Это точно. Только флеймить все горазды, при этом ни бельмеса ни в чем не понимают.

 

[Jury_78]

Вот

Что то особой разницы не заметил...

 

[=AK=]

Процентов 10% разницы точно есть. При том, что плата у Wemos всего 1 мм. На плате 1.6 мм разница будет больше. По расстоянию связи разница тоже будет сопоставимая, поскольку влияет и на прием, и на передачу. Вот так, за здоров живешь, получить увеличение расстояния процентов на 20 и заодно уменьшить проблемы с питанием - по-моему неплохо.

 

[enjoynering]

ну судя по даташиту во втром варианте (без текстолита под платой и 6мм зазором) мощность передатчика уменьшается. соотвественно и потребление тоже.

 

[=AK=]

ну судя по даташиту

Вы о каком даташите?

во втром варианте (без текстолита под платой и 6мм зазором) мощность передатчика уменьшается. соотвественно и потребление тоже.

Почему мощность уменьшается?

Скетч ничего не знает о том, есть стеклотекстолит под антенной или нет. Он всегда работает (сканирует WiFi) при одной и той же мощности передатчика. А то, что передатчик при этом потребляет разный ток ток по питанию, есть свидетельство лучшего или худшего согласования выхода передатчика с антенной. При наилучшем согласовании он будет потреблять минимальный ток.

 

[=AK=]

Посмотрел на поведение NodeMCU, на котором стоит модуль ESP-12F другой модели, у которого MIFA антенна сделана по-другому. "Все не так однозначно" (с), поведение отличается. Надо тестировать отдельно каждый тип модуля. Я этим займусь на досуге, но займет это не день и не неделю - надо разных модулечков заказать для тестов.

 

[=AK=]

Результаты буду выкладывать постепенно, по мере их получения.

Итак, гоняю скетч WiFiScan на разных модулях. Работу модулей сравниваю по двум характеристикам:
- по пиковому току потребления
- по количеству обнаруженных WiFi сетей
И то и другое является косвенным свидетельством того, насколько хорошо согласован чип с антенной. При ухудшении согласования макс. ток должен возрастать, а колтчество обнаруженных сетей будет меньше. Я полагаю, что во время сканирования частота меняется от меньшей к большей. Соответственно, по пикам тока можно судить, как согласована антенна на разных участках WiFi диапазона. То есть, имеем некое подобие анализатора спектра.

Первый модуль - ESP-12F.

Для начала проверим модуль, установленный на плате NodeMCU, где под антенной находится стеклотекстолит толщиной 1.6 мм

Ток потребления после сброса модуля, одна клетка - 100 мА

Видно, что по мере увеличения частоты ток возрастает от 370 мА до 520 мА. Что говорит о том, что антенна оказалась настроена на нижнюю частоту WiFi диапазона. Что и следовало ожидать, поскольку стеклотекстолит под антенной увеличивает емкостные составляющие и сдвигает собственную частоту антенны вниз. Среднее количество обнаруженных сетей - 15.8 за 20 сканирований, минимальное - 13, максимальное - 18.

Теперь проверяем такой же модуль ESP-12F, но на плате Wemos D1 mini, где часть стеклотекстолита под антенной я отпилил:

Ток потребления после сброса:

Изменения тока по диапазону стали меньше, в пределах 400...420 мА. Среднее количество обнаруженных сетей - 17.5 за 20 сканирований, минимальное - 13, максимальное - 20.

 

[=AK=]

Второй модуль - ESP-12E.

У него по-другому сделана антенна. Исходный вариант - на плате NodeMCU.

Ток потребления после сброса:

Особой неравномерности по диапазону не наблюдается. Пожалуй, с ростом частоты согласование даже немного улучшается. Количество обнаруженных сетей - в среднем 19.3 за 20 измерений, минимум 17, максимум 22.

Точно в этих же условиях еще раз замерял доработанную Wemos с ESP-12F - получил в среднем 20.2, минимум 19, максимум 22.

Отпилил кусок от NodeMCU

Ток потребления после сброса:

Изменений мало, разве что чуть равномернее распределение. Количество обнаруженных сетей - в среднем 19.7 за 20 измерений, минимум 16, максимум 21.

Похоже, что антенна у ESP-12E более широкополосная, поэтому для нее почти нет разницы, расположена она над PCB или висит в воздухе. Кроме того, могло повлиять то, что после доработки "змейка" освободилась, а согласующий антенный отвод остался над платой.

 

[gerkimuyda]

Аж хочется плакать от таких "экспериментов". Ну да ладно, не буду мешать... дерзайте... супер-пупер-лабораторное исследование ))
PS: Когда решите все-таки правдоподобно опробовать - то не будете сравнивать разные платы, а экспериментировать с одними и теми-же до и после модификаций.
И не количеством сферических сетей в вакууме проверяется стабильность связи, а хотя-бы пингами с увеличенным размером "ping esp8266.lan -l 1472 -n 200"
У меня NodeMCU v3 на пакеты длинее 1472 байта не отвечает. Любые другие устройства (включая и древний телефон) по вайфаю - спокойно отвечают на длину 65500.

Хотите опровергнуть - ну повторите опыт...

Так я ведь приводил примеры, что эффект "плацебо" - есть действующий и лечащий!!! научно доказано )))) Никто не говорит, что он не работает! ))
Так и здесь... Тем мизером, который привносит текстолит, можно пренебречь, учитывая другие особенности и моменты...

пс: вспомнилась тема "электродопинга в велосипедах", а вы готовы за такую фигню 200 тыс евро за колесо отдать? сильно она поможет на даунхильном байке? )))
Или вот: