DJI GPS Empfang schlecht / Antenne gebrochen

DJI Wookong GPS Antenne

DJI Wookong GPS Antenne

Ein häufig nach einen Absturz oder nach einer unsanften Landung mit „Kopfstand“ anzutreffendes Problem bei DJI – Flugsteuerungen wie der Naza oder der Wookong ist der deutlich verschlechterte Satellitenempfang. Das kann soweit gehen, dass die Flightcontrol gar keine Satelliten mehr erkennt und somit auch keinen Home-Point mehr setzen kann.

Im schlimmsten Fall tritt das Problem während dem Flug auf, sodass der Kopter in der Luft „einfach mal abbiegt“. Dies konnte ich beim Kopter eines Freundes miterleben. Vor dem Start war alles unauffällig, doch im Flug mit eingeschaltetem GPS-Hold verlor die verbaute Naza-M V1 innerhalb einer Sekunde den Satellitenempfang. Der Kopter bog plötzlich nach rechts ab und überschlug sich.

Haarrisse GPS Antenne

Haarrisse GPS Antenne

Ursache für dieses Phänomen ist eine gebrochene GPS-Antenne im Inneren des DJI GPS/Kompass – Moduls. Da die Antenne fest auf die Platine im Modul geklebt ist, kann es durch äußere Krafteinwirkung oder harte Stöße dazu kommen, dass sich die Platine verbiegt. Die Antenne besteht aus Keramik, kann sich somit nicht nachgeben und bricht bei zu hoher mechanischer Belastung. Die feinen Risse sind allerdings oftmals garnicht so einfach zu erkennen, da die einzelnen Bruchstücke noch vom Klebstoff gehalten werden.

Als ich das Problem erkannt hatte, begab ich mich auf die Suche nach einem Ersatzteil. Aufgrund des relativ hohen Preises wollte ich nicht einfach das komplette GPS/Kompass – Modul durch ein neues ersetzen.

Haarrisse GPS Antenne

Haarrisse GPS Antenne

In den DJI Flightcontrols Wookong-M und Naza-M sind Keramik Patch – Antennen in den Dimensionen 25x25x2 mm mit einem exzentrischen Anschlusspin verbaut.
Die GPS-Antenne ist mit der Bezeichnung „1575R-A“ beschriftet, nach einiger Recherche musste ich allerdings feststellen, dass es sich dabei nur um eine Baureihen-Bezeichnung des Herstellers ABRACON handelt. Diesen Typ Patch-Antenne gibt es in verschiedenen Größen für diverse Anwendungen im GPS – Bereich (~1.575 MHz). Für die Verwendung im DJI – Modul wird eine Antenne mit der Teilenummer APAE1575R2520ABDD7-T benötigt, diese habe ich dann auch geordert.
Die Antenne wäre auch mit etwas besserem Gewinn von 4,5 dBic anstatt 4,3 dBic des Originals zu bekommen, was eine etwas höhere Genauigkeit des GPS verprechen würde. Allerdings ist die Antenne etwas höher (25x25x4 mm), was dazu führt, dass das Gehäuse nicht mehr ganz geschlossen werden kann. Aus diesem Grund habe ich mich entschlossen, doch den ursprünglich eingesetzten Typ wieder zu verbauen.

Der Austausch ist dann relativ einfach:

Torx - Schrauben

Torx – Schrauben

Als Erstes muss natürlich das Gehäuse des GPS-Moduls geöffnet werden. Dazu werden die vier Schrauben mit einem Torx T-5 – Schraubendreher gelöst und die beiden Gehäusehälften einfach auseinandergezogen. Nun wird das Lötzinn, mit dem der Anschlusspin mit der Platine verlötet ist, vollständig entfernt. Am besten eignet sich dazu Entlötlitze. Bitte nicht zu lange „draufrumbraten“, da durch die Hitze möglicherweise andere Bauteile auf der Platine schaden nehmen können.

GPS Antenne Platine

GPS Antenne Platine

Ist der Pin vollständig gelöst, muss die Klebeschicht der Antenne noch entfernt werden um die Antenne abzulösen. Dazu habe ich ein Stück Angelschnur verwendet und diese wie eine Säge vorsichtig zwischen Platine und Antennenresten hin und her gezogen. Dadurch wird die Verbindung getrennt und die Antenne lässt sich vorsichtig abziehen. Auf mechanische Krafteinwirkung (Abhebeln mit dem Messer etc.) sollte hier verzichtet werden, da es durch Biegen der Platine zu Beschädigungen der Kupferbahnen kommen kann. Die noch verbliebenen Klebstoffrückstände sollte noch mit einem Tuch und etwas Spiritus o.Ä. entfernt werden.

GPS Antenne entfernt

GPS Antenne entfernt

Nun kann auch schon die neue Antenne aufgeklebt und verlötet werden.

Hier sollte wirklich sauber gearbeitet werden. Bei einer schlechten Lötstelle entsteht ein Übergangswiderstand, dadurch wird das GPS-Signal deutlich gedämpft, was zu einem unnötig schlechten Satellitensignal führen kann.
Anschließend kann das Modul wieder zusammengesetzt, verschraubt und am Kopter befestigt werden.

Da das GPS/Kompass – Modul demontiert war, sollte vor dem nächsten Start des Kopters eine Kalibrierung durchgeführt werden.

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