Amélioration de la portée d’une passerelle Zigbee Lidl

Ludo | 13 janvier 2025
J’ai fait l’acquisition du set de démarrage Smart Home de chez Lidl il y a un peu plus de 3 ans, et je n’ai commencé à m’intéresser réellement au système Zigbee que très récemment, après avoir consulté la large gamme d’équipements disponibles sur des sites de commerce en ligne. C’est en installant un module de contrôle de radiateur (fil pilote) dans mon atelier que j’ai constaté de nombreux loupés dans les échanges radio.
J’ai commencé par incriminer ce module fraîchement installé acheté via Aliexpress, qui ne semblait dialoguer avec la passerelle que quelques heures après remise en service, mais la vérification des soudures des composants sur le circuit imprimé n’a pas permis de mettre en évidence une erreur de câblage. La même référence d’équipement, installé dans ma maison bien plus près de la passerelle Zigbee, ne faisait apparaître que de très rares erreurs de transmission des relevés. Disposant d’une prise réseau dans une pièce plus proche de mon atelier, j’ai pu mettre en évidence une nette amélioration des échanges radio, lever enfin le doute sur le fonctionnement du module de pilotage de radiateur, et surtout profiter de la mise en route à distance du chauffage (plutôt appréciable à cette période de l’année!).
Ne pouvant pas laisser la passerelle Zigbee à l’endroit donnant satisfaction du point de vue radio, je devais améliorer la portée d’une autre façon.

AVERTISSEMENTS

  • Cette modification annule évidemment la garantie de l’appareil ;
  • La carte électronique n’a pas été qualifiée pour être utilisée dans d’autres conditions que celles mises en œuvre par le constructeur. Le gain en émission/réception peut provoquer des perturbations radio sur l’équipement lui-même, ainsi que sur d’autres équipements environnants (Wifi, Bluetooth, autres systèmes Zigbee dans le voisinage, etc.) ;
  • Vous devrez disposer, notamment, d’un fer à souder de très bonne qualité. Si le vôtre provient d’une grande surface de bricolage, ne tentez rien ;
  • Les composants électroniques sont de très petite taille, et la moindre erreur sera fatale pour votre équipement ;
  • Vous restez responsable du résultat de cette modification.

Cette liste n’est pas exhaustive. Si vous n’êtes pas équipé et/ou compétent pour effectuer ce qui est décrit plus bas, contentez-vous de positionner la passerelle Zigbee dans une zone située au centre de votre installation.

Modification

Le boîtier de la passerelle Zigbee est maintenu fermé par simple emboîtement du socle sur le capot. Le démontage se fait donc à l’aide d’un objet plat et très fin, avec lequel on fait levier entre les deux parties pour libérer les crochets qui servent à maintenir le tout fermement assemblé. Si vous n’êtes pas très regardant sur l’aspect esthétique, et/ou pas très bricoleur, il vaut mieux utiliser un tourne vis plat en prenant soit de ne pas laisser sa main face à la zone où vous appuyez avec l’outil. L’autre solution, plus élégante car elle ne laisse quasiment pas de trace suite à l’intervention, consiste à glisser une lame de cutter à plat (côté tranchant de la lame pénétrant dans la fente) et en faisant levier une fois qu’elle est bien en place.
Les points de fixation à désaccoupler dans cette opération sont entourés ci-dessous :

Source de l’image: https://next.ink/2492/silvercrest-smart-home-lidl-decortiquons-pont-zigbee-3-0-a-20-euros/

Le module radio est celui visible à gauche, portant le marquage CE.

Celui-ci est équipé de sa propre antenne, dessinée sur son circuit imprimé. Même s’il n’y a pas de raison de douter du sérieux de sa conception, on peut sans nul doute estimer pouvoir obtenir une portée plus importante avec une antenne externe. Les concepteurs nous facilitent la tâche car le module dispose d’origine de plages d’accueil pour un connecteur d’antenne type U.FL / IPX entouré en rouge sur la photo ci-dessous. Seule condition : Faire pivoter de 90° dans le sens anti-horaire le condensateur pointé par la flèche verte, afin qu’il réalise la liaison avec la plage pointée par la flèche orange :

Pour information, le boîtier du condensateur est 0402, soit 1mm x 0,5mm!

Avant modification :

Après modification :

Ajout du connecteur U.FL :

Le corps du connecteur a un peu souffert, car la panne du fer butte sur le blindage du module radio, mais cela ne perturbera pas la connexion électrique avec l’adaptateur pour l’antenne.
Si le travail est réalisé correctement, on ne doit pas mesurer de court-circuit DC au multimètre entre l’âme et la masse du connecteur.

Pour la liaison vers la connectique extérieure, j’utilise un cordon d’adaptation U.FL vers RP-SMA (SMA à polarité inversée) utilisé pour les antennes WiFi, récupéré dans un équipement WiFi défaillant.

Ensuite, je trace grossièrement l’emplacement du connecteur afin de percer le côté du boîtier de la passerelle Zigbee. Attention à bien prendre en compte le débordement de la base du connecteur RP-SMA, afin qu’il ne bute pas sur un des renforts en plastique du boîtier ou même le socle du boîtier :

Puis j’élargis le trou petit à petit afin de m’assurer que le centre du trou ne se déplace pas :


C’est à peu près raccord avec la marque faite au feutre noir. Comme le module gène un peu le passage du connecteur dans le trou, je perce un peu plus large que nécessaire afin que le connecteur
puisse passer en biais :


Il ne reste plus qu’à refermer le boîtier, raccorder une antenne WiFi et à valider le bon fonctionnement :

De retour à sa place d’origine, soit à plus de 15m de l’équipement contrôlant le chauffage de l’atelier, avec deux murs de brique à traverser, et tout le bazar qui se trouve dans l’atelier, je ne constate plus aucune perte de donnée!

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