HowTo: TDA7492/CSR8635 – Externe-Antenne-Mod zur Empfangsverbesserung

Nachdem der Bluetooth-Retro-Lautsprecher ein paar Tage in Betrieb war stelle ich relativ schnell fest, dass die integrierte Antenne eine etwas bescheidene Funkreichweite hatte.
Meistens war nach ca. 2m Luftlinie schluss. An eine Verbindung durch eine oder gar zwei Wände war gar nicht zu denken. Mit dem Handy mal eben auf dem Klo verschwinden während die Musik läuft, ging also auch nicht.

Nach ein paar weiteren Tagen beschloss ich dem Problem auf den Grund zu gehen. Letztendlich schob ich die mangelnde Empfangsqualität auf die winzige PCB Antenne auf dem CSR8635-Bluetooth-Modul. Da half also nur eine neue Antenne mit einer besseren Verstärkung an zu schließen.

Wie Ihr dabei vorgehen könnt ist in diesem Artikel beschrieben.


Sicherheitshinweise

Ich weiß die folgenden Hinweise sind immer irgendwie lästig und wirken unnötig. Aber leider haben schon viele Menschen die es "besser" wussten aus Leichtsinnigkeit Augen, Finger oder anderes verloren bzw. sich verletzt. Im Vergleich dazu ist ein Datenverlust fast nicht der Rede Wert, aber auch diese können echt ärgerlich sein. Deswegen nehmt Euch bitte fünf Minuten Zeit um die Sicherheitshinweise zu lesen. Denn auch das coolste Projekt ist keine Verletzung oder anderen Ärger wert.
https://www.nerdiy.de/sicherheitshinweise/

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Voraussetzungen

Hilfreiche Artikel:
Bevor ihr mit diesem Artikel startet solltet Ihr euch mit den Grundlagen des Lötens beschäftigt haben. Informationen dazu findet Ihr in dem folgenden Artikel.
Elektronik – Mein Freund der Lötkolben

Benötigtes Material:

In der folgenden Liste findet Ihr alle Teile die Ihr zur Umsetzung dieses Artikels benötigt.

Benötigtes Werkzeug:

In der folgenden Liste findet Ihr alle Werkzeug die Ihr zur Umsetzung dieses Artikels benötigt.


Übersicht – Was ist wo?

Auf den folgenden Fotos ist das Problem und die Lösung etwas erläutert.

Nach dem öffnen der Gehäuserückseite sollte das Verstärkerboard gut zugänglich sein.
So sollte Euer noch unbearbeitetes Verstärker-Board aussehen. Auf dem blauen Bluetooth-Modul ist die integrierte PCB-Antenne sehr gut zu erkennen.
Auf diesem Foto lässt sich die Leiterbahn zwischen Bluetooth-Modul und PCB-Antenne erkennen. Dieser wird später entfernt um die integrierte PCB-Antenne nicht mehr zu verwenden.
Ziel bei diesem Mod ist es die integrierte (schlechte) PCB-Antenne durch eine externe Bluetooth-Antenne zu ersetzen. Dies kann eine auch gerne eine alte W-Lan-Antenne sein. Da Bluetooth und W-Lan im gleichen Frequenzbereich arbeiten können beide Antennen untereinander getauscht werden.
Die Externe Antenne kann dann auch außerhalb des Gehäuses mit einem Schraubgewinde angebracht werden.
Für diesen Umbau benötigt Ihr zu der Antenne noch ein Anschlusskabel. Achtet darauf, dass beides zueinander passt. Für die W-Lan Antennen wurden spezielle RP-SMA-Stecker/-Buchsen eingeführt. Dadurch passen diese mechanisch nicht zu den normalen SMA Steckern.
Achtet also darauf, dass die Buchse Eurer Antenne…
…zu dem Stecker Eurer Antennen-Zuleitung passt.

Abtrennen der alten PCB-Antenne vom Bluetooth-Modul

Bevor Ihr die neue Antenne anschließen könnt muss natürlich erstmal die alte Antenne entfernt werden. Dazu muss die Verbindung zwischen Bluetooth-Modul und PCB-Antenne an der passenden Stelle getrennt werden.

Um die alte PCB-Antenne vom Bluetooth-Modul abzutrennen wird die kleine Leiterbahn zwischen Bluetooth-Modul und PCB-Antenne mit einem scharfen Messer unterbrochen. Ist das Messer scharf genug kann man die Leiterbahn leicht trennen und ein Stück hochbiegen. So erkennt man deutlich, dass die Leiterbahn unterbrochen ist. Um ganz sicher zu gehen, könnt Ihr auch mit einem Multimeter/Durchgangsprüfer überprüfen ob die Leiterbahn auch wirklich unterbrochen ist.
Hier ist die Leiterbahn zwischen Bluetooth-Modul und PCB-Antenne nochmal in einer Nahaufnahme zu sehen. Der rot eingekreiste Bereich ist der Teil den Ihr unterbrechen solltet.
Nahaufnahme der getrennten Verbindung zwischen Bluetooth-Modul und PCB-Antenne. Man kann die hochgebogene Leiterbahn gut erkennen.
In einer Stark vergrößerten Aufnahme kann man…
…sehen, dass die Leiterbahn eindeutig unterbrochen ist.

ACHTUNG: In diesem Zustand – also ohne angeschlossene Antenne – dürft Ihr das Bluetooth-Modul auf keinen Fall einschalten. Dadurch kann das Modul beschädigt werden.


Verlöten des Antennenkabels mit dem Bluetooth-Modul

Nun geht es daran das neue Antennen-Kabel mit dem Bluetooth-Modul zu verlöten.

Dazu müsst Ihr – falls vorhanden – den Stecker an dem einen Ende des Antennen-Kabels entfernen.
Dieser Stecker ist leider sehr klein aber dafür nur aufgequetscht und somit einigermaßen leicht vom Antennen-Kabel zu trennen.
Rückansicht des – gerade in Geräten mit wenig Platz – verwendeten IPX Steckers.
Um den Stecker vom Antennen-Kabel zu lösen müsst Ihr zunächst…
…wie abgebildet die am Kabel angequetschten Haltearme nach Außen biegen. Diese sind für den mechanischen Sitz auf dem Kabel zuständig.
Die näher am Stecker angebrachten Haltearme stellen dabei außerdem den elektrischen Kontakt zur Abschirmung des Antennen-Kabels her. Diese…
…könnt Ihr nun auch nach Außen biegen.
Nun sollte sich der Stecker vorsichtig in Richtung des Antennen-Kabels…
… von diesem abziehen lassen.
Dadurch kommen die beiden Leitungen im Antennen-Kabel zum Vorschein. Der Innen- und Außenleiter bzw. Abschirmung müssen nun von einander getrennt und zum Anlöten vorbereitet werden.
Entfernt dazu vorsichtig ca. 1,5cm der Isolierung.
Der Außenleiter ist in Form eines Drahtgeflechtes um das Antennen-Kabel gelegt und lässt sich mit einer Nadel oder Pinzette…
…leicht „aufdröseln“ und vom Innenleiter trennen.
Damit sich die beiden Leiter später besser verlöten lassen empfiehlt es sich nun noch sowohl Innen- als auch Außenleiter mit etwas Lötzinn zu verzinnen.
Nun müsst ihr das vorbereitete Kabel an die Antennen-Kontakte des Bluetooth-Moduls anschließen. Der Innenleiter des Antennenkabels muss an den grün markierten und die Schirmung des Antennenkabels(der äußere Leiter) an den rot markierten Kontakt des Bluetooth-Moduls angeschlossen werden.
Angelötet sollte das ganze so aussehen.
Überprüft nach dem Anlöten noch mal, dass durch den Lötzinn keine Kurzschlüsse entstanden sind. Dazu solltet Ihr sowohl den die Lötstelle des ersten…
…und zweiten Kontakts überprüfen.
Nahaufnahme des angelöteten Antennen-Kabels.
Nachdem Ihr die neu angebrachte Antenne getestet habt und alles funktioniert, solltet Ihr die Stelle an der ihr das Antennen-Kabel angelötet habt mit etwas Heißkleber sichern. So wird die filigrane Lötstelle vor mechanischen Belastungen geschützt.

Einbau des Antennenanschlusses in die Gehäuserückwand

Damit die externe Antenne später auch außerhalb des Gehäuses angeschlossen werden kann, muss nun noch die Schraubverbindung angebracht werden.

Durch messen der Gewindestärke des Antennenanschlusses findet Ihr den richtigen Bohrer. In diesem Fall benötigt Ihr einen 6mm Bohrer für die spätere Durchgangsbohrung und…
…einen (aufgerundet) 10mm Bohrer für das Sackloch. Das Sackloch ist notwendig, weil das Gewinde kürzer als die Stärke der Lautsprecher-Rückwand ist. Falls Ihr noch nicht wisst was ein Sackloch ist: Kein sorge, das wird in den folgenden Schritten erklärt.
Bevor allerdings irgendwelche großen Löcher gebohrt werden, sucht Ihr Euch erst mal eine Stelle an der Eure externe Bluetooth-Antenne später angebracht werden soll und bohrt dort ein Loch mit einem Durchmesser von 3mm vor.
Nun wird das kleine, vorgebohrte Loch zuerst mit dem 10mm Bohrer(der Für das Sackloch) auf den größeren Durchmesser aufgebohrt. Achtung! Nicht durchbohren. Bohrt erstmal nur ca. 5mm tief. Dieses Loch soll nur Platz für den überbreiten „Kragen“ des Antennen-Gewindes machen.
Ist das Loch auf 10mm aufgebohrt könnt Ihr nun…
…mit dem 6mm Bohrer durchbohren.
In das entstandene Loch sollte sich der Antennen-Stecker einstecken lassen.
Leider war das Sackloch(Das Loch mit 10mm Durchmesser) nach dem ersten Bohren nicht tief genug. Falls das Gewinde bei Euch wie auf diesem Foto nicht weit genug aus der Gehäuserückwand herausguckt müsst Ihr das Loch mit dem 10mm Bohrer noch etwas mehr aufbohren. Dabei gilt: Immer in kleinen Schritten tiefer Bohren und prüfen ob der Stecker nun passt. So verhindert Ihr, dass Ihr versehentlich ganz durchbohrt.
Habt Ihr die richtige Tiefe für Euer Sackloch gefunden könnt Ihr…
…den Antennenstecker mit einer Überwurfmutter sichern.
Von innen sieht das ganze dann so aus.
Und von außen – mit angebrachter Antenne – so. Beachtet bitte, dass Ihr das Bluetooth-Modul niemals ohne Antenne einschalten dürft. Dadurch könnte das Bluetooth-Modul beschädigt werden.

Habt Ihr diese Schritte durchgeführt, kann die Gehäuserückwand wieder geschlossen werden. Achtet dabei darauf, dass Ihr das sehr empfindliche Antennenkabel nicht einklemmt.

Vor der Inbetriebnahme solltet Ihr nun noch die Tipps aus dem Artikel Eektronik – Inbetriebnahme einer neuen Schaltung beachten.

Und dann erfreut euch an einer gesteigerten Funkreichweite Eurer selbstgebauten Bluetooth-Box. 🙂


Ich hoffe bei euch hat alles wie beschrieben funktioniert. Falls nicht oder ihr Fragen oder Anregungen habt lasst es mich in den Kommentaren bitte wissen. Ich trage dies dann ggf. in den Artikel nach.
Auch Ideen für neue Projekte sind immer gerne willkommen. 🙂

Fab

P.S. Viele dieser Projekte - besonders die Hardwareprojekte - kosten viel Zeit und Geld. Natürlich mache ich das weil ich Spaß daran habe, aber wenn Du es cool findest, dass ich die Infos dazu mit Euch teile, würde ich mich über eine kleine Spende an die Kaffeekasse freuen. 🙂

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