Tuto Amélioration de la Taranis X9D Plus, modification de la connectique d’antenne (RP-SMA)

Bonjour,

La radiocommande FrSky Taranis X9D PLus est l’une des radiocommandes 2.4 GHz les plus populaires: elle est abordable, performante et entièrement configurable grace au firmware Open TX. Le seul petit reproche que l’on pourrait lui faire est l’impossibilité d’y connecter l’antenne de son choix, puisque son antenne est à l’origine fixe.

Aujourd’hui nous allons voir comment remédier à cela en remplaçant l’antenne d’origine de la Taranis X9D Plus par un pigtail avec une connectique RP-SMA, ce qui permet d’améliorer la portée en branchant l’antenne 2.4 GHz de son choix. Le cout de la modification est modique, et le fait de bénéficier d’un connecteur externe va permettre un gain phénoménal puisqu’il sera possible d’utiliser aussi bien une antenne omnidirectionnelle à haut gain qu’une antenne directionnelle.

Attention! La modification implique de dessouder l’antenne d’origine, et de souder le pigtail qui aura été découpé et dénudé au préalable. L’opération n’est pas sans risque: si vous ne réussissez pas à souder convenablement le pigtail, vous pouvez soit dégrader les performances, soit cramer le module radio. Ne vous lancez dans l’opération que si vous avez l’outillage et les compétences requises pour faire de l’électricité et de l’électronique!

Les achats nécessaires

En prérequis à cette modification, il faudra vous procurer plusieurs petits accessoires, comptez environ 30 à 35€ de pièces. Tout d’abord:

• le pigtail
• l’antenne omni 9 dBi

Ensuite, il faudra imprimer ou faire imprimer les pièces en 3D qui permettent de maintenir le connecteur RP-SMA sur la radiocommande. Il existe plusieurs montages dont les fichiers 3D sont disponibles gratuitement sur Thingiverse: Taranis antenna mod . J’ai choisi ce modèle: Support for Taranis antenna plug car il est assez solide, et qu’il permet de fixer le connecteur sans faire de découpe sur le boitier. La mod est donc réversible si l’on veut un jour remettre la radiocommande dans sa configuration stock.

Le lien de la mod contient 4 fichiers STL, en réalité il y a 2 versions. Une version avec des vis traversantes et des écrous, et une version ou les vis viennent se visser directement dans le plastique de la partie arrière. Je vous conseille d’imprimer les 4 pièces, et de commencer par tester la version avec les écrous puisque c’est celle qui permettra le meilleur serrage sans risquer de fissurer la pièce.

Si vous n’avez pas d’imprimante 3D, je vous recommande de vous rendre sur le site HB3D. Sur la page d’accueil, vous pouvez uploader les fichiers STL dont vous avez besoin, les faire imprimer dans la matière et la couleur de votre choix (j’ai choisi de l’ABS noir), et les faire livrer chez vous avec un paiement en ligne paypal. J’ai passé ma commande le dimanche soir, le lundi j’ai reçu les photos de mes pièces imprimées, le mardi j’ai reçu le lien de suivi de mon colis et le mercredi mes pièces étaient livrées en colissimo:

Le tout pour une douzaine d’euros à peine! A ce prix et avec un contact au top, il sera difficile de faire mieux!

Il vous faudra également des vis et des écrous diamètre 3 mm, j’ai monté des vis longueur 16 ça tombe impeccable. On trouve cela dans n’importe quel magasin de bricolage pour 2€ environ.

Controle du SWR (RAS) avant démontage

Avant d’ouvrir la radiocommande, il faut vérifier que l’antenne fonctionne bien en controlant la valeur du SWR. Avec le firmware Open TX à jour, en version 2.2.2, on peut afficher la valeur très simplement, sans avoir besoin d’un récepteur. Il suffit d’allumer la radiocommande, de maintenir un appui long sur la touche menu, puis de naviguer jusqu’à la page numéro 7 en appuyant plusieurs fois sur la touche Page. En bas à gauche, la valeur du RAS (Relative Antenna Status) indique l’efficacité de l’antenne. Plus la valeur est basse, meilleure est l’efficacité de l’antenne. Avec une radiocommande stock en parfait état de fonctionnement, la valeur oscille entre 0 et 1:

En plaçant la main devant l’antenne, on voit que la valeur augmente et monte vers 20 ou 30:

Cela indique que tout fonctionne bien. Le module radio et l’antenne fonctionnent parfaitement, on peut attaquer la modification.

Démontage de la Taranis X9D Plus

Avant le démontage, éteignez la radiocommande, enlevez le cache de batterie, débranchez et retirez la batterie. Ensuite, placez tous les interrupteurs vers l’arrière. De cette manière, si l’un des interrupteurs saute de son emplacement lors de l’intervention, il sera très simple de le remettre à sa position d’origine.

Pour ouvrir la radiocommande, il suffit de dévisser les 6 vis cruciformes qui se trouvent derrière. On peut ensuite ouvrir la radiocommande, en faisant attention aux nappes:

Voici la partie qui nous intéresse, le module radio:

On voit bien le morceau de cable coaxial qui vient de l’antenne, et qui est soudé sur le circuit imprimé. Il faut commencer par retirer la colle, en la faisant fondre avec un pistolet à air chaud ou bien en grattant délicatement avec un tournevis ou un petit outil en plastique. Une fois la collé retirée, on peut voir le cable coaxial tel qu’il a été soudé à l’origine:

Il faut le dessouder délicatement. On peut chauffer délicatement, il est assez facile à retirer. Il faut ensuite nettoyer les contacts. On peut utiliser une pompe à dessouder en chauffant avec le fer à souder, ou un fer à dessouder. Ensuite, on nettoie à l’alcool isopropylique pour enlever les résidus de colle et d’étain:

C’est à ce moment qu’il faut retirer l’antenne d’origine. Il suffit de la pincer, puis de tirer pour l’extraire:

Le pigtail

La position des contacts sur le PCB (circuit imprimé) permet au choix de souder un connecteur UFL, pour un système démontable, ou de souder un cable coaxial. Le connecteur n’a pas grand intéret, puisque l’ajout d’un connecteur va entrainer une perte et que cet élément n’aura pas de raison d’etre démonté ni remplacé fréquemment. Il vaut donc mieux préférer la solution du pigtail soudé, c’est le plus efficace.

Il existe différentes qualités de cable coaxial. En fonction de la qualité de cable, le diamètre et la rigidité seront différents. Un cable de meilleure qualité générera également moins de pertes, bien que les pertes soient très limitées avec un cable si court. Ce pigtail en RG178 sera parfait:

Pour le préparer, il faut le marquer à 84mm en dessous du connecteur:

On coupe un peu plus loin, en laissant de la marge, puis on dénude pour découvrir la tresse de masse à partir de notre repère à 84mm:

On écarte tous les fils de la tresse de masse afin de découvrir la partie centrale, que l’on peut dénuder sur environ 2 ou 3mm pour qu’elle tombe en face de son contact lors de la soudure:

On présente le pigtail, et on soude délicatement la tresse de masse et la partie centrale sur leurs contacts respectifs:

Une astuce: on peut à présent utiliser un multimètre afin de vérifier qu’on n’a pas de continuité entre le pin central et la partie extérieure du connecteur RP-SMA. Si on a une continuité, c’est que le pigtail n’a pas été dénudé correctement et / ou que la soudure crée un court circuit. Il vaut mieux s’en rendre compte tant que la radiocommande est hors tension pour éviter d’endommager le module radio. Ici, tout est OK, pas de continuité:

Le connecteur d’antenne et les pièces de fixation

C’est à cette étape que les pièces imprimées en 3D vont etre utiles. Les voici, avec les vis et les écrous:

On présente les 2 pièces qui prennent en sandwich la partie supérieure de la radiocommande, tout en maintenant l’écrou qui se trouve à la base du connecteur RP-SMA. On en profite pour faire passer convenablement le cable coaxial afin d’éviter toute contrainte sur la soudure, et on le fixe avec un pistolet à colle. Voila un montage propre:

On peut maintenant refermer la radiocommande en faisant attention au sens des switches. On serre progressivement les vis de notre bride de connecteur et l’écrou supérieur du connecteur RP-SMA:

Le connecteur est en place, tout est impeccable:

Montage de l’antenne 9 dBi et controle du fonctionnement

L’antenne omni Alfa 9 dBi trouve naturellement sa place:

Elle offrira une meilleure portée tout en permettant une couverture sur 360°. Attention à ne pas la diriger directement vers le modèle pour éviter l’effet donut (voir cet article).

Pour ceux qui veulent quelque chose d’un peu plus directif, cette petite panel est très bien. Pour de la longue distance, la Yagi 19 dBi sera idéale (à utiliser avec un tracker d’antenne par exemple).

Maintenant que la modification est réalisée, et que la nouvelle antenne est en place, on peut mettre la radiocommande sous tension et controler la valeur du RAS:

La valeur est OK, ça ne pourrait pas etre mieux puisqu’on est toujours à 0. En passant la main autour de l’antenne, la valeur monte:

En cas d’oubli, grace à la surveillance de cette valeur la radiocommande se met automatiquement en sécurité et vous prévient que l’antenne n’est pas branchée:

Attention cependant, il faut absolument éviter de mettre la radiocommande sous tension lorsque l’antenne n’est pas branchée, car il y a eu des témoignages d’utilisateurs ayant endommagé la RF board.

Tout est parfaitement fonctionnel, la modification de la Taranis X9D Plus est réussie!

Les vidéos à voir sur la modification d’antenne de la Taranis X9D Plus

Je termine en mettant ces 2 vidéos très intéressantes concernant cette modification d’antenne sur la FrSky Taranis X9D Plus: