ESP32-Cam WiFi
Als Erstes untersuchten wir die Reichweite der Funkverbindung mit ESP32-Cam Modulen. Die gekauften Module haben einen Anschluss für ein Kameramodul, eine interne PCB-Antenne und einen U.FL Antennenstecker. Als externe Antennen haben wir kleine WiFi-Antennen beschafft.
Mit der integrierten Antenne auf der Leiterplatte erreichten wir leider nur 2-5m Reichweite von Modul zu Modul. Auch mit den externen Antennen war es nicht merklich besser. Den ESP32 LongRange Modus haben wir nicht probiert. Bessere Reichweiten waren zwischen WLAN Access Point und ESP32 Modul erreichbar – aber das passt nicht zu unserem Anwendungsfall.
ESP32-Wroom-32U mit externer Antenne
Als zweites Experiment haben wir ESP32-Wroom-32U Module untersucht. Diese haben nur den U.FL Steckverbinder ohne integrierte PCB-Antenne. Dies sollte Leistungsverluste reduzieren. Als Antenne haben wir eine größere Stabantenne mit SMA-Anschluss und Adapterkabel beschafft.
Die beiden Prototypen wurden auf Lochrasterplatinen aufgebaut. Die Platine enthält einen 3.3V Spannungsregler, zwei Taster für Reset und Programmier-Modus, einen I2C Anschluss für LCD-Displays, sowie einen Anschluss für den USB-Serial Adapter. Der ESP32 ist auf der kupferfreien Seite aufgeklebt und mit Kupferlackdrähten mit den anderen Komponenten verbunden.
Im freien Gelände waren 20m Funkreichweite problemlos erreichbar. Allerdings war die Verbindung sehr empfindlich gegenüber Holzbalken in der Sichtachse. Wir haben die beiden Platinen testweise an ihrem Zielort in den Bungalows platziert. Dort war die Dämpfung leider schon so groß, dass die Verbindung nur noch sporadisch funktionierte.
Ein möglicher Grund für die schlechte Verbindung ist, dass der Antenne die Groundplane fehlte. Eigentlich soll sie ja auf ein Metallgehäuse geschraubt werden…
ESP32 mit HopeRF RFM69HCW
Unser dritter Versuch benutzt HopeRF RFM69HCW Module auf 433MHz. Da wir nich genügend Platz auf der kupferfreien Seite der Lochrasterplatine gelassen hatten, musste die Unterseite benutzt werden. Hier dient doppelseitiges Teppichklebeband gleichzeitig als Kleber und Isolator. Die Verbindung zum ESP32 erfolgte wieder mit Kupferlackdraht.
Inzwischen haben wir mit der Entwicklung der Funksoftware auf dem ESP32 begonnen. Es gibt einige Arduino-Bibliotheken für diese Funkmodule. Leider haben sie alle ein paar Merkwürdigkeiten und passen nicht direkt zum ESP32 mit seinen konfigurierbaren SPI-Ports. Unser Treiber konfiguriert nun erfolgreich das Funkmodul. Als nächstes wollen wir das Senden und Empfangen von Paketen hinzufügen.
