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In diesem Betrag beschreibe ich, wie man ganz leicht eine 433 MHz Dipol-Antenne mit guten Empfangs- und Sendeeigenschaften selbst bauen kann.
Als 433 MHz Funkempfänger verwende ich vorrangig Module vom Superheterodyne, welche meiner Erfahrung nach die besten Reichweiten bieten. Alternativ nutze ich zudem den Typ 3400RF, sowie teilweise auch die teilweise deutlich schlechteren XY-MK-5V mit den jeweils dazugehörigen Sendern.
Meistens werden zu 433 MHz Funkmodulen zwei Arten von Antennen empfohlen: Ein 17 cm langer gerader Draht (Monopol-Antenne), oder ein schraubenförmig aufgewickelter Draht (Helix-Antenne).
Diese beiden Antennenformen brachten bei mir nur eine recht geringe Reichweite von wenigen Metern.
Nach einigem Suchen und Experimentieren bin ich dann schließlich bei einer Eigenbau-Dipol-Antenne aus etwas Koaxialkabel und Einzeladern einer NYM-Leitung gelandet, mit der sich Reichweiten von über 30 Metern (aus dem Garten und quer durchs Haus) erzielen lassen.
Fertig gebaut sieht die Dipol-Antenne dann so aus:
Ein kleines Stück Streifenleiterplatte als Träger
Zwei Einzeladern aus einer NYM-Leitung mit einem Leitungsquerschnitt von 1,5 mm² oder 2,5 mm²
Schritt 1 – Vorbereitung des Trägers
Als erstes schneiden wir uns ein Stück Streifenleitplatte (8×1) zurecht und trennen die Leiterbahn in der Mitte auf, wie auf dem folgenden Bild zu sehen.
Träger aus einem Stück Streifenleiterlpatte
Schritt 2 – Vorbereitung der Antennenstäbe
Als Antennenstäbe verwenden wir zwei Einzeladern von einer 1,5 mm² oder 2,5 mm² NYM-Leitung.
Wir schneiden zuerst ein mindestens 17 cm langes Stück von der NYM-Leitung ab und entfernen davon den äußeren Mantel, sodass wir die noch isolierten Einzeladern erhalten. Hier kommt es noch nicht auf die genaue Länge an, da wir diese später eh noch etwas einkürzen.
Antennenstäbe aus Einzeladern einer NYM-Leitung
Schritt 3 – Vorbereitung des Koaxialkabels
Das Koaxialkabel isolieren wir an einem Ende vorsichtig 1-2 cm weit ab, wobei der äußere Schirm (das Drahtgeflecht) möglichst nicht beschädigt werden sollte. Der innere Kunststoffmantel um die mittlere Ader sollte 1-2 mm länger bleiben, als der äußere Mantel. Der Schirm wird seitlich zu einer Litze verdrillt.
Schritt 4 – Anbringung des Trägers
Nun stecken wir den Träger (die vorbereitete Streifenleiterplatte) mittig auf die mittlere Ader des Koaxialkabels und verlöten diese mit der einen Seite der Leiterplatte. Den verdrillten Schirm löten wir direkt daneben an die andere Seite der Leiterplatte und schneiden von beidem die überstehenden Reste ab. Zwischen beiden Seiten darf keine elektrisch leitfähige Verbindung bestehen!
Schritt 5 – Anbringung der Antennenstäbe
Von den zwei vorbereiteten Antennenstäben entfernen wir jeweils auf einer Seite circa 8 mm weit die Isolierung und löten sie dann mit ausreichend Lötzinn auf den freien Kupferflächen des Trägers fest. Ein Antennenstab wird dabei mit der Mittelader des Koaxialkabels und der andere mit dem Schirm verbunden.
Schritt 6 – Kürzen der Antennenstäbe
Jetzt müssen nur noch beide Antennenstäbe auf je 16,3 cm gekürzt werden und schon ist die Eigenbau-Dipol-Antenne fertig. Diese 16,3 cm sind die gesamte Länge eines Antennenstabes, also vom Anfang des Kupfers der Streifenleiterplatte (mittig des Koaxialkabels) bis zum Ende des Stabes.
16,3 cm auf jeder Seite
Schritt 7 – Anschluss der Antenne
Zum Anschluss der Antenne an das Funkmodul muss das andere Ende des Koaxialkabels genauso wie in Schritt 3 abisoliert werden. Die Länge des Koaxialkabels spielt dabei eine eher zu vernachlässigende Rolle.
Die mittlere Ader des Koaxialkabels wird dann mit dem ANT-Pin des Funkmoduls und der Schirm mit GND verbunden. Dabei sollte die Strecke zwischen dem Funkmodul und dem Beginn des Koaxialkabels so kurz wie möglich gehalten werden. Schon wenige Millimeter ungeschirmtes Kabel wirken hier wieder als Antenne und verschlechtern das Gesamtergebnis deutlich.
Optional Schritt 8 – Abdeckung/Verstärkung der T-Stelle mit Gehäuse aus dem 3D-Drucker
Zur Verstärkung der T-Stelle der Antennen habe ich ein 3D-Modell entworfen, welches einfach 2-teilig aufgesteckt wird und damit ein Gehäuse bildet.
Die stl-Datei zu dem 3DModells gibt es hier zum Download.
Beiträge des Autors Webseite des Autors
433 MHz, Antenne, DIY, Elektronik, Funk
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12. Dez. 2017 um 9:57
Hallo, würde λ / 8 mit 8,66cm etwas bringen ?
12. Dez. 2017 um 15:18
λ/8 sollte auch funktionieren, hat jedoch etwas schlechtere Sende- bzw. Empfangseigenschaften als λ/4. Am besten einfach mal mit verschiedenen Längen experimentieren. Bei mir stellte sich beispielsweise heraus, dass 16,3cm besser funktionierten, als die 17,3cm (λ/4).
8. Jan. 2018 um 20:54
Hallo Peter, die etwas kürzere Länge als Lambda/4 ist durch die Dicke des Drahtes begründet (Stichwort Verkürzungsfaktor) und durch die optimale Anpassung der Impedanz der Antenne an das Koaxialkabel.
13. Jan. 2018 um 19:57
vielen Dank für den Hinweis! Ich habe es oben im Beitrag ergänzt.
29. Jan. 2018 um 1:48
danke für die nette Anleitung/Idee !
Ich verwende ebenfalls die Module des Typs XY-MK-5V.
(Sie sind einfach sehr preiswert.)
Bei mir hat beim Empfängermodul der Antennenpin jedoch direkte Verbindung zur Groundfläche, ist dies für die Funktionsweise der Dipolantenne dann nicht äußerst kontraproduktiv ?
Ich vermute mal, dass dies bei all diesen Empfängern der Fall ist.
30. Jan. 2018 um 11:07
ich habe mir das Modul eben mal genauer angeschaut. Der Antennenpin ist nicht direkt, sondern über die Spule eines Hochpasses mit GND verbunden. Daraus resultiert die messbare “direkte” Verbindung. Der Hochpass sorgt dafür, dass niedrigere Frequenzen nach GND abgeleitet werden und nur die höheren Frequenzen von der weiteren Elektronik verarbeitet werden.
31. Jan. 2018 um 16:10
Oh, wie peinlich, das hätte ich auch selber feststellen können !
Vielen Dank für die Antwort und Erklärung.
Ich erhoffe mir durch eine bessere Antenne einen besseren Empfang in einem geschlossenen Metall-Kasten (Briefkasten)
In ein bis zwei Wochen kann ich das austesten und werde mein Ergebnis hier posten.
2. Feb. 2018 um 18:25
Ich befürchte im geschlossenen Metallkasten wird dir diese Antenne auch nicht viel bringen, bin aber auf das Ergebnis gespannt. 🙂
3. Feb. 2018 um 19:54
Morgen abend geht es dann ans Testen, die Antennen habe ich heute entsprechend dieser schönen Anleitung gebaut.
Bisher habe ich einen gewickelten Kupfer-Lackdraht an meinen Modulen angeschlossen. Diese sind innerhalb des Briefkastens und laufen über Batterien. Die Empfans- und Sendequalität befindet sich aber genau auf der Kippe zwischen “funktioniert” und “funktioniert nicht”. Manchmal klappt alles wunderbar, manchmal eben nicht, im freien Raum jedoch immer. Daher wollte ich die antenne mittels Kabel nach außerhalb des Metallkastens führen.
Mich würde noch interessieren, wie diese Antenne ausgerichtet sein muss, ob horizontal oder vertikal, wenn diese mit einer vertikalen Stabantenne kommunizieren soll. Ich bin bisher von ebenfalls vertikal ausgegangen, aber stimmt das wohl ?
6. Feb. 2018 um 15:47
Ok, wenn die Antenne sich dann außerhalb befindet, sollte es funktionieren 🙂
Das beste Ergebnis solltest du haben, wenn die Antenne dann ebenfalls vertikal ausgerichtet wird.
Ich habe bei mir diese Antennen an meiner Zentrale aus Platzgründen horizontal ausgerichtet und die Kommunikation mit einem stationären Sender mit 17,3cm vertikalem Draht, sowie einem mobilen Handsender mit 4,3cm Draht funktioniert ohne Probleme im gesamten Haus und Garten.
Meinen Erfahrungen nach bringt bei diesen Funkmodulen meistens eine gute Antenne am Empfänger deutlich mehr als am Sender.
22. Feb. 2018 um 3:22
es hat sich leider alles etwas verzögert, daher erst meine späte Rückmeldung.
Ich habe die Antenne an meinem Modul angeschlossen, jedoch führte dies dazu, dass garkein Signal, selbst bei 20-30 cm Entfernung, ankam.
Daher vermute ich, dass ich etwas falsch gemacht habe. Angeschlossen hatte ich die innere Leitung am Antennenpin und den Schirm an Ground. Als Groundpunkt hatte ich das andere Ende der Spule, direkt neben dem Antennenpin gewählt. die Antenne ist quasi(!) parallel zur Spule neben dem Antennenpin angeschlossen. Einen Fehler erkenne ich aber leider nicht.
24. Feb. 2018 um 14:12
Versuch mal den Schirm des Kabels direkt mit dem GND-Pin des Funkmoduls zu verbinden. Damit hat es bei mir bisher immer funktioniert. Sollte das auch nicht zum Erfolg führen überprüfe nochmals den Aufbau der Antenne. Zwischen der inneren Ader und dem Schirm darf keine messbare Verbindung bestehen.
27. Feb. 2018 um 21:27
Danke für die Rückmeldung und die Tipps! Es hat sicher herausgestellt, dass (wieso auch immer) das Empfangsmodul einen Defekt hatte und daher auch ohne zusätzlicher Antenne und minimaler Distanz von 2-3 cm nichts mehr empfangen hat. Mit neuem Modul klappt nun alles wunderbar, auch der Empfang am Briefkasten. Nochmals danke, schöne Antenne !
7. Mai. 2021 um 18:14
Vielen Dank! Hab das design zu einer yagiantenne weitergebastelt und damit 13km luftlinie/sichtlinie hinbekommen.
28. Jul. 2018 um 13:25
dein Tutorial ist wirklich sehr gelungen. Das hat mir sehr geholfen! Vielen Dank für die Mühe.
29. Jul. 2018 um 12:20
Wie verändert sich in meter Entfernung oder Prozent die Empfangsleistung bei λ/2 und λ als Länge?
Du schriebst, dass die eine gerade und eine gewickelte Kauf-Antenne deutlich schlechter waren.
Wie verhält sich deine Antenne im Vergleich zu der 17,3cm Draht-Antenne? Um wie viel besser ist den der Empfang geworden?
31. Jul. 2018 um 19:17
Genaue Daten kann ich dir dazu leider nicht nennen.
Getestet hatte ich wie oben beschrieben λ/4 und auch mal λ/2, wobei ich hier keinen Großen Unterschied feststellen konnte, da λ/4 schon sehr gute Ergebnisse brachte.
Mit einer geraden 17,3 cm oder auch einer gewickelten Antenne kam ich auf Reichweiten von nur wenigen Metern. Spätestens nach einer Wand war hier immer Schluss.
Mit der oben beschriebenen Antenne funktioniert die Kommunikation problemlos über 30m und durch mehrere Wände hindurch.
2. Sep. 2018 um 20:19
Das Koaxkabel sollte 50 Ohm Impednanz haben – also kein einfaches TV Kabel !?
10. Sep. 2018 um 9:04
ich bin zwar kein Antennenspezialist, aber solange das Koaxkabel nur wenige Meter lang ist, sollte es egal sein, ob das Kabel 50 Ohm oder 75 Ohm Impedanz hat. Ich habe beides bei rund 1,5m Kabellänge mit gleichem Ergebnis im Einsatz.
30. Dez. 2018 um 16:31
Vielen Dank! Die Reichweite bis zu meinen Steckdosen hat sich merklich erhöht und es funktioniert nun viel zuverlässiger. War vor allem jetzt über Weihnachten wichtig.
Nichtsdestotrotz werde ich wohl über kurz oder lang auf Sonoff umsteigen (geflasht ohne Cloud). Da habe ich durch die bidirektionale Funktion (Stecker antwortet ob er geschaltet hat) noch mehr Sicherheit.
30. Dez. 2018 um 16:35
Ach noch ein Tipp wer mit den XY-FST/FS100A Sendern arbeitet: Mit 12V betrieben haben die ihre größte Leistung. Ein Raspberry Pi kann ja leider nur 5V liefern. Also einfach einen Boost Converter auf 12V dazwischen hängen und über noch mehr mögliche Reichweite freuen. 🙂
16. Mai. 2019 um 6:47
Hi, Danke für die Anleitung, meine Frage nun, braucht man die Antenne an GND wirklich? Im Grunde ist die ohne Funktion, oder? Das Anbringen an GND macht natürlich zur Abschirmung Sinn, aber das war’s dann auch schon, oder? schöne Grüße
17. Mai. 2019 um 14:58
die Verbindung zu GND ist für den Dipol zwingend erforderlich.
Der eine Antennenstab ist über den Schirm vom Kabel mit GND verbunden und stellt damit den Gegenpol zum anderen Stab dar.
Ohne diese Verbindung wäre es nur eine Monopol-Antenne. 😉
12. Feb. 2020 um 11:54
ein tolles Tutorial und super erklärt. Danke dafür. Ich arbeite derzeit an einem Projekt, welches ich noch mit einer Funkkommunikation (Handsender) ausstatten möchte. Ich habe ein kleines Gehäuse (16cm x 16cm x 16cm) in welchem ein ESP32, NFC Transceiver, Audioverstärker, 10 Neopixel, Display, etc verbaut sind. Ich würde gerne die Funkantenne so klein wie möglich nachbauen. Daher hätte ich ein paar Fragen:
1. kann ich die beiden Antennen jeweils auch z.B. wie ein U formen? (bei ca. 8,5 cm um 180° biegen)
2. kann ich die beiden Antennen auch spiralförmig verdrehen?
3. können z.B. NFC Felder die Antenne bzw. den Empfang stören?
12. Feb. 2020 um 19:25
da bin ich ehrlich gesagt etwas überfragt. Im Zweifelsfall einfach ausprobieren 😉
Ich denke ein U-Form wird dabei das Ergebnis verschlechtern, da die Wellen dann nicht mehr gleichmäßig abgestrahlt werden.
Spiralförmig sieht man im Netz oft. Da brauchst du dann aber auf jeden Fall auch wieder andere Längen der Drähte.
NFC Arbeitet mit 13,56 MHz. Da dürfte (denke ich) nichts stören.
Was du auf jeden Fall ausprobieren kannst, ist die Antennen einfach zu halbieren oder gar zu vierteln. Die hier gezeigte Antenne hat eine Länge von ca. λ/4. In einem kleinen Funk-Handsender habe ich eine λ/16 Antenne (~4,2 cm) eingebaut und das funktioniert auch noch sehr gut.
30. Nov. 2020 um 16:05
Hallo Peter, super Beschreibung.
Eine Frage zu dem Modul hier
Richtig, die Mittelader vom neuen Koaxkabel auf ANT.
Dieser Lötpunkt hat eine Verbindung zur alten (internen) Antenne,
soll das alles so bleiben?
Oder muss ich da eine Verbindung kappen?
Danke im Voraus. VG Jonathan
30. Nov. 2020 um 16:43
eine interne Antenne gibt es bei den Modulen nicht.
Die Mittelader des Koaxkabels muss an den ANT-Lötpunkt (beim Sender oben rechts, beim Empfänger unten links) und der Schirm des Kabels muss auf GND.
Für GND habe ich bei den Modulen einfach vorsichtig den Lack auf einer Fläche nahe des ANT-Lötpunktes abgekratzt, bis das blanke Kupfer sichtbar war und da dann den Schirm angelötet.
Ansonsten muss nichts weiter an den Modulen gemacht werden.
30. Nov. 2020 um 17:06
Danke für die schnelle Antwort.
Fehler meinerseits sicher, ich hatte die Spule mit den 8 Windungen als (int.) Antenne angesehen. VG
21. Feb. 2021 um 18:55
Irgendwie passt da was nicht, oder habe ich was übersehen ?
Der offene Dipol ist symmetrisch, das Koaxkabel aber nicht!
Ein Balun wäre daangesagt ?
21. Feb. 2021 um 19:06
Wie bereits mehrfach hier erwähnt, bin ich kein Antennenexperte.
Die hier gezeigte Antenne ist eine einfach “Bastellösung” und sicherlich nicht perfekt. Dafür bringt sie aber mit einfachen Mitteln einen guten Gewinn.
6. Apr. 2021 um 21:04
Ich möchte mal darauf hinweisen, dass 1. der Frequenzbereich 430-440 MHz dem Amateurfunkdienst primär und dem Amateurfunkdienst über Satelliten sekundär zugeteilt ist. Die Funksenderchen auf 433 MHz +/- dürfen die anderen Nutzer nicht stören. Spannungserhöhung (mithin Leistungserhöhung) oder größere Antennen bewirken aber möglicherweise genau dies, also Vorsicht, das kann dann Ärger geben, der auch noch mit Kosten verbunden ist. Im Gegenzug sind die Anwendungen auf 433MHz aber gezwungen, alle störenden Beeinflussungen von anderen Sendern hinzunehmen. Es ist daher in der Tat vernünftig, auf Funkanwendungen in anderen Bereichen (868 MHz, ZigBee oder WLan bei 2400 MHz) umzusteigen, besonders, wenn es sich um sicherheitskritische Anwendungen handelt. Also besonders dort keine Alarmanlagen aufbauen!
25. Apr. 2021 um 20:31
So langsam kommt man der Sache näher 😉 Diese Dipolantenne hat eine Impedanz von 240 Ohm, das Koaxkabel 50 Ohm. Endeffekt: Verlust des Wirkungsgrades.
Es hilft zur Anpassung eine 50 Ohm Umweg-Leitung von Lambda/2 x Verkürzungsfaktor des verwendeten Kabels. Beschreibungen gibts beim Gockel. Mit einer sauberen Anpassung steigt auch die Leistung der Antenne. Im günstigsten Fall um 3,4 dBi.
24. Sep. 2021 um 20:06
Übrigens, mit einer selbstgebauten Groundplane, die fast nichts kostet und in ca. 1 Stunde fertig ist, habe ich erstaunlich gute Ergebnisse erzielt.
Bauanleitungen im Netz gibts zuhauf.
Im link in Spraitbach drücken und dann auf coverage.
Dann ist zu sehen, wo meine selbstgebaute, auf dem Fenstersims stehende Groundplane schon empfangen hat.
Sender meist zwischen 100 mWund 1 Watt.
17. Jul. 2022 um 12:43
Wo sendet ihr denn da ? Der Bereich 430 – 440 MHz. ist doch für den Amateurfunk freigegeben. (70 – cm – Band)
21. Jul. 2022 um 13:22
Die meisten handelsüblichen Funkschalter für Steckdosen arbeiten mit 433 MHz. Mit den oben genannten Empfängern und Sendern kann man diese dann z.B. über eine Automatisierung “Smart” machen.
Hörrmann Supramatic mit ESP8266 / Tasmota und 433 MHz ansteuern - Thomas Höser
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