Como instalar uma antena externa no Cardputer
Passo a passo de como soldar uma antena ao Cardputer v1 da M5 Stack.
A ideia aqui é documentar o processo de instalação de uma antena externa no Cardputer, para melhorar o poder do sinal Wi-Fi, juntando o máximo de informações possíveis para facilitar a vida de quem quiser fazer o mesmo. Se você já fez isso e tem alguma dica, por favor, faça um pull request com suas informações.
Caso você tenha alguma dúvida, abra uma issue para que possamos te ajudar.
Notas
Tenha em mente que você precisará abrir o Cardputer para instalar a antena externa, ele é um pouco delicado internamente, principalmente os componentes referentes a sua tela, logo todo o cuidado se faz necessário para não danificar seu aparelho.
As imagens referentes a polaridades das malhas do conetor IPX presentes nesse passo a passo são oriundas do servidor Azur Firmware no Discord, cujo o crédito é devido aos usuários @Cyber.odare e @keebasg, agradeço a eles por compartilharem suas experiências.
Agradeço às seguintes pessoa por compartilharem imagens e informações que ajudaram a compor esse passo a passo:
Testes de nível de sinais obtidos
A fim de tentar mensurar a melhora do sinal Wi-Fi com a antena externa, foram feitos testes de nível de sinal com o Cardputer em dois cenários diferentes e com 5 configurações de antena diferentes.
Se tratando de analisar a performance do Cardputer para recepção de sinal Wi-Fi, temos que ter em mente que o contexto dos testes importa muito, pois o sinal Wi-Fi é influenciado por diversos fatores, como a distância do roteador, a presença de obstáculos, a interferência de outros dispositivos, entre outros. Sabendo disso tentarei descrever a baixo com máximo de detalhes possível os cenários e as configurações de antena utilizadas.
Os cenários de teste foram:
- Cenário 1: Testes realizados em ambiente urbano a partir de modesta padaria.
- Cenário 2: Testes realizados em zona rural a partir da varanda de uma casa e área aberta.
Configurações de antena utilizadas:
- Sem antena: Apenas o conector SMA, sem antena.
- Antena 1: Antenna 2.4/5.8GHz 3dBi.
- Antena 2: 2.4GHz 3dBi Antenna.
- Antena 3: LTE Antenna 10dBi 700-2700MHz.
- Antena 4: Antenna 2.4GHz 6dBi.
Quanto as especificações das antenas, sigo as informações passadas pelos vendedores, uma vez que não tenho nenhuma ferramenta para medir a real potência das antenas.
Para cada antena foram realizados 3 testes, e a média dos valores de sinal recebido foi calculada, também omiti os nomes das redes Wi-Fi para manter a privacidade dos estabelecimentos, no lugar dos nomes das redes utilizei “Rede 1”, “Rede 2”…
Os sinais marcados com - indicam que o sinal não foi detectado.
Segue abaixo os resultados dos testes:
Cenário 1
| Rede | Distância (m) | Canal | Sem antena | Antena 1 | Antena 2 | Antena 3 | Antena 4 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Rede 1 | 4 | 1 | -67 | -51 | -45 | -46 | -45 |
| Rede 2 | 5 | 4 | -73 | -66 | -59 | -66 | -60 |
| Rede 3 | 9 | 2 | -88 | -67 | -63 | -68 | -68 |
| Rede 4 | 34 | 6 | -95 | -77 | -72 | -85 | -70 |
| Rede 5 | 35 | 1 | -96 | -90 | -87 | -85 | -85 |
| Rede 6 | 41 | 11 | -92 | -84 | -80 | -80 | -75 |
| Rede 7 | 41 | 1 | -94 | -89 | -86 | -84 | -84 |
| Rede 8 | 41 | - | -94 | - | -76 | -79 | -73 |
| Rede 9 | 43 | 8 | -94 | -90 | -83 | -84 | -75 |
| Rede 10 | 74 | 3 | - | -93 | -82 | -87 | -78 |
| Rede 11 | 80 | - | - | - | - | - | -93 |
| Rede 12 | 105 | 11 | - | -89 | -88 | -87 | -77 |
| Rede 13 | 106 | - | - | - | - | - | -92 |
| Rede 14 | 117 | - | - | - | - | - | -93 |
| Rede 15 | 122 | - | - | - | -89 | -95 | -82 |
Cenário 2
| Rede | Distância (m) | Canal | Sem antena | Antena 1 | Antena 2 | Antena 3 | Antena 4 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Rede 1 | 3 | 11 | -68 | -55 | -50 | -51 | -47 |
| Rede 2 | 5 | 1 | -69 | -60 | -57 | -63 | -63 |
| Rede 3 | 240 | 6 | - | -87 | -85 | -91 | -87 |
| Rede 4 | 246 | 6 | - | -93 | -89 | -89 | -86 |
Conclusão
Das quatro antenas testadas, a antena 4 foi a que se saiu melhor, conseguindo receber sinais mais distantes até 122 metros em área urbana e até 246 em área rural aberta. E conseguindo níveis de sinais melhores da redes mais próximas se comparados com as outras antenas. Contudo, caso você prefira uma antena menor e mais compacta a antena 2 também se mostrar uma boa alternativa com resultados interessantes, porém inferiores a antena 4.
Cuidados a serem tomados ao abrir o Cardputer
Tome cuidado ao abrir o Cardputer, pois o conector flat do display é frágil e é conectado na parte de baixo do STAMP.
Conector flat do STAMP
Cuidado para não entortar os pinos do STAMP.
Materiais
- Antena Wi-Fi SMA e adaptador IPX para SMA (recomendado: https://a.aliexpress.com/_mK5YhoU)
- Ferro de solda
- Estanho
Você deve escolher uma antena que tenha o conector compatível com o adaptador IPX para SMA, pois existem dois tipos de conectores SMA (SMA e RP-SMA), e você pode acabar se confundindo, veja a imagem abaixo:
Diferença entre conectores SMA e RP-SMA
Procedimento
Corte a ponta IPX do adaptador e descasque a ponta do cabo, separe a malha externa da interna, a malha externa representa o cabo negativo, já a interna representa o cabo positivo.
Ponta descascada do adaptador
Com o ferro de solda esquente a solda da antena 3D integrada do Cardputer e a remova.
Antena 3D no STAMP
Na foto abaixo você pode ver onde deve soldar os fios positivo e negativo da antena externa.
Onde soldar a antena
Após soldar:
Como ficam os fios soldados
Agora basta adaptar o conector SMA na carcassa do Cardputer e conectar a antena. Creio que não há muito a ser dito sobre essa parte.
Segue abaixo todas as demais imagens que podem lhe ajudar a entender melhor o processo:
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Fora de contexto 😅
Experiencia que eu, @henriquesebastiao tive:
- Durante o processo de montar o Cardputer de volta eu quase desisti, o trem que não dava certo!
- E enquanto eu acho um espaço para caber o plug SMA eu optei por usar nada mais nada menos que uma furadeira para fazer um buraco na carcaça do Cardputer, pena que nao registrei isso.
