uConsole … GPS/LoRa/WiFi用マルチアンテナマウント装着

【この記事の所要時間: 645秒】
マルチアンテナマウント(上面)に左からGPS/LoRa/WiFiアンテナ、uConsoleの側面にADS-B受信アンテナを装着

先日uConsoleに装着したAll in One(RTL-SDR/RTC/GPS/LoRa)拡張ボードには、RTL-SDR/RTC/GPS/LoRaの機能が搭載されている。
この内、RTL-SDRとRTCについては既に動作を確認しているが、GPSと特にLoRaについては直ぐに使う予定が無く、それぞれのアンテナを装着する手段(マウント)を検討する必要も有り、保留にしていた。
とはいえ、万が一初期不良が有ると非常に宜しくないので、既存のWiFiアンテナに加えてGPSとLoRaの各アンテナも取り付けられるマウントに換装し、確認することにした。

AIO拡張ボードのオプションにもGPS/LoRa/RTL-SDR/WiFiの各アンテナを装着出来るマウントが有るが、基板ベースの構造でSMAコネクタのハンダ付け箇所とケーブルが剥き出しのため、接触した相手に傷を付けたりケーブルを引っ掛ける可能性が皆無ではないのが気になるところ。(第三者により3Dプリントでカバーを作るという案も出ている。)
ちなみに、この四種のアンテナがセットになったオプションパッケージも有る。

マルチアンテナマウント

マルチアンテナマウント(PA12/MJFで作成後、SDNで染色)

装着するアンテナはGPS/LoRa/WiFiの三つ。(RTL-SDR用はuConsoleの側面・拡張ポートに装着する。)
GPS用アンテナは垂直、他の二つ(LoRa/WiFi)のアンテナは高さを抑えるため斜めにしたい(WiFi用アンテナは二段階に折り曲げられるので垂直設置でも可)…というわけで、この公開データを採用。

上記のリンク先⇒https://makerworld.com/ja/models/1161703-uconsole-three-antenna-bracket-one-piece

uConsoleに装着した他のアフターパーツ(外装)と同じくPA12/MJFで作成したかったので、いつものようにDMM.makeへ依頼。
依頼前に自家3DプリントしてSMAコネクタの嵌合やuConsoleへの装着具合を確認していたので組み込みはバッチリ、PA12/MJFの鋳造金属風の質感にも大満足。
手元に届いてから改めて組み込みを確認後、これまた他のアフターパーツと同じくSDNで黒染めした。

ちなみに、DMM.makeでは金属素材(アルミ、ステンレス、チタン)での造形にも対応しており、より強度と質感を求めるのなら選択肢になる。
但し当然ながら高額(2~3万円)になってしまうけれども。

SMAコネクタ装着
左から、WiFi用(SMA-RJ)/LoRa用(SMA-J)/GPS用(SMA-J)

使用するピグテールケーブル:
・LoRa用とGPS用はSMA-JでWiFi用はSMA-RJ。
・Raspberry Pi CM側(WiFi)とAIO拡張ボード側(LoRa/GPX/RTL-SDR)はIPEX(IPX/U.FL)。
・長さは15cm(6インチ)くらいが程良い。

アンテナ

左から、ADS-B(1090MHz)/GPS/LoRa(868MHz/915MHz)/WiFi(2.4GB/5GB)

・ADS-B(1090MHz)… NooElec ADS-B Discovery 5dBi (高利得) アンテナ
 海外サイトで高評価だったので選択。
 同等の他製品が見当たらないので比較が難しいが満足している。
 コネクタ:SMA-P
・GPS … HA-301A
 サイズ:直径27.3mm×高さ56mm
 対応GPS:GPS L1/L2、GLONAS L1/L2、BDS B1/B2/B3、GALILEO E1/E5B
 LNA利得:35+3dB
 コネクタ:SMA-P
・LoRa … 型名不明
 対応周波数帯:868MHz/915MHz ※日本のLoRa周波数は920MHz帯なので辛うじてOK?
 コネクタ:SMA-P(SMA-RPタイプも有り)
・WiFi … Raspberry Pi CM4用純正 ※CM4とセットで技適取得済。
 対応周波数帯:2.4GHz/5GHz
 少々長過ぎるので他社製の短いアンテナに交換したい。

装着

各アンテナを装着した様子

WiFi用アンテナ(右端)は横への張り出しを抑えるため、途中で折り曲げて垂直(近く)にしている。
左隣のLoRa用アンテナと位置を入れ替えても良いかも。

未使用コネクタにはキャップを装着

常用するのはWiFi用アンテナのみのため、他のアンテナは未使用時には外してSMAコネクタキャップを装着している。

上記のリンク先⇒https://makerworld.com/ja/models/208254-threaded-sma-connector-caps-fpv-drone-rtlsdr?from=search#profileId-228295

動作確認

念の為、既に使用しているWiFiやRTL-SDRも併せて確認した。

・WiFI … 以前と変わらず安定使用出来ている。
・RTL-SDR … SDR++ Brownでの放送受信(中波~短波~FM)とtar1090でのADS-B受信はOK。
・GPS … PyGPSClientを使い、自室内で晴天時8~12個/曇天・雨天時6~8個の衛星を捕捉して位置の確定を確認。
・LoRa … 相手機器が無いため未確認。 ※デバイスの技適取得状況も不明なので。

GPSの確認時に誤ったシリアルポート選択をしてしまった際、アプリが固まったのみならずuConsoleも固まってSSH経由でのシャットダウンもリブートも出来なくなり、バッテリー抜きをしたのが唯一のトラブル。

LoRaが未確認だけど、ひとまず主要機能は全て確認出来た。