WR-841N Outdoor Mods

Aus Freifunk München
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WR-841N (default)

Dieser Artikel beschreibt den Umbau eines Indoor-Routers TP-Link WR-841N durch Einbau in ein anderes Gehäuse, so dass er Outdoor-fähig wird.

Wer sich schon ein, zwei oder noch mehr dieser Einstiegsrouter zugelegt hat und noch mehr Personen außerhalb seiner vier Wände (+Nachbar) mit Freifunk versorgen will, kommt früher oder später nicht darum herum, den Router ins Freie zu hängen. Damit der Router auch die rauen Bedingungen übersteht, muss der Router in ein neues Gehäuse eingebaut werden.

Nachfolgend werden einige Mods (von engl. modification, Umbau, vgl. Case Modding bei der Deutschen Wikipedia) vorgestellt.

Mods immer mit einem Kontakt versehen, so dass Interessenten einen Kontakt für etwaige Fragen haben.

Sollten sich einige Interessenten finden, wäre es auch möglich mit einem oder mehreren Moddern einen Workshop zu veranstalten.

Einleitung[Bearbeiten]

Outdoor WR-841N (Basic Mod)

Warum überhaupt Modden?[Bearbeiten]

Den ersten Kontakt mit Freifunk werden viele mit dem günstigen Einstiegsmodell WR-841N von TP-Link haben. Durch seinen geringen Anschaffungspreis und den auch nahezu vernachlässigbaren Betriebskosten (~ 6,- € p.a.) ermöglicht der Router allen ohne eine größere finanzielle/zeitliche Investition Freifunk auch zu Hause einzurichten.

Wenn dann allerdings das Einstiegs Setup wächst und auch die Erwartungen an dieses steigen, wird man schnell vor die Entscheidung gestellt die kleinen Einstiegsrouter durch leistungsfähigere Modelle zu ersetzen, da der WR-841N sich lediglich für kleine bis mittelgroße Innenräume ohne zu dicke Wände eignet.

Damit wollten sich natürlich die findigen Freifunker in Deutschland nicht abfinden und veranstalten regelmäßig eine Art "Upcycling" für dieses Modell. Meistens wird er in Tupperware gepackt und mit verschiedenen Mods versehen (dazu auch mehr im Link-Bereich unten), um Ihn auch im Außenbereich einsetzen zu können und dadurch seine Reichweite und den Nutzen für Freifunk zu erhöhen.

Abschließend sei noch erwähnt, dass das Gerät nach einem Mod meistens nicht mehr unter die Herstellergarantie/Gewährleistung fällt.

D.h. Du musst Dein Handeln ggü. hilfloser Hardware selbst verantworten können !

Modübersicht[Bearbeiten]

Der WR-841N ist inzwischen in vielen verschiedenen Revisionen erhältlich. Eine Übersicht gibt es auf den Seiten von OpenWrt.

Revision 10 und 11 besitzen einen leicht gesteigerten CPU-Takt, so dass diese ein paar mehr Clients bedienen können als die Revisionen davor.

  • Basic Outdoor Mod (v10) - Es werden die vorhandenen Antennen weiter verwendet
  • Little Bastard Mod (v10) - Eine Antenne wird durch eine DIY BiQuad Antenne ersetzt (nah + fern)

Allgemeine Schritte[Bearbeiten]

In den folgenden Absätzen wird beschrieben wie man :

  • Router zerlegen und PCB u. Antennen ausbauen.
  • Für den Einbau in den empfohlenen Verteilerkasten ist es nötig Komponenten vom PCB zu entfernen und dieses zuzuschneiden.
  • Die Installation der vorhandenen Antennen in Kabelverschraubungen
  • Strom und WAN Anschluss sowie wichtige Leds sollen nach außen geführt werden.

Erste Schritte (Router öffnen, PCB ausbauen)[Bearbeiten]

1. Um den Router zu öffnen müssen auf der Unterseite die zwei Schrauben entfernt werden.

Wr841 back.JPG

2. Danach kann der Router zur kräftiges auseinanderziehen der Seiten geöffnet werden.

Wr841 side.JPG

3. Um die Platine aus dem Gehäuse entfernen zu können muss beim 841N die Antennendurchführungen mit einem guten Seitenschneider aus dem weißen Plastik herausgeschnitten werden.

Wr841 antenna leads.JPG

4. Dabei muss man besonders auf die grauen Koax Kabel achten. Zuviel Zug kann auch die Lötpunkte samt Leiterbahn von der Platine ziehen. Deshalb sollte man immer darauf achten wie die Antennen von der Platine hängen.

Wr841 extracted.JPG

Basic mod final.JPG

Gehäusevarianten[Bearbeiten]

Neben der Möglichkeit den Router direkt in eine Tupperdose zu setzen (mit oder ohne Gehäuse) und durch eine Kabelverschraubung mit Strom und Internet zu versorgen bieten sich auch Verteilerdosen aus der Elektroinstallation an. (kompakter)

Es ist jedoch relativ schwierig eine passende/kompakte und günstige Dose/Kasten zu finden.

Im Freifunk Forum werden mehrere eBay Seller und Links genannt. Wer allerdings nicht warten möchte und in/um München wohnt kann beim Hornbach in Freimann fündig werden.[1] Es sei erwähnt, dass das PCB etwas zugeschnitten werden muss, um es in diesen Verteilerkasten einbauen zu können. (Seitenschneider genügt)

Ebenso lassen sich dort die Kabelverschraubungen zum wasserdichten Durchführen der Antennen günstig bekommen [2]. (2x M20)

Auslöten nicht benötigter Teile (Platzgründe)[Bearbeiten]

passt nicht :(

Leider passt das PCB in seiner ursprünglichen Form und Austattung nicht in den Hornbach Verteilerkasten. Alternativ sucht man sich einen größeren, klobigeren und wahrscheinlich auch teureren Kasten oder man versucht die Routerplatine an die Umstände anzupassen.

Bevor Du nun anfängst alle Teile auszulöten, sollte spätestens jetzt die Freifunk Firmware auf das Gerät geflasht werden, da dies ohne die Switchanschlüsse nicht mehr so leicht zu realisieren ist ;).

Das Auslöten der Bauteile ist nicht ganz leicht aber mit einfachen Mitteln gut möglich. Wichtig ist, dass der Stromanschluss und der blaue WAN Port nicht zuviel Hitze abbekommen, wenn diese für den Mod noch benötigt werden.

(Tipps für Einsteiger am Ende des Kapitels)

Wr841 remove parts.JPG

Der Stromanschluss und WAN Port (blau) müssen entfernt und über Schaltlitzen neu angeschlossen werden, da wir in dem kleinen Verteilerkasten keine Möglichkeit haben die Anschlüsse in ihrer ursprünglichen Position zu nutzen.

Der Ein/Aus - Schalter und die Buttons für Wifi und Reset müssen entfernt werden.

Die Leds können entfernt werden, da diese prinzipiell nicht mehr benötigt werden (später wird gezeigt, wie man wichtige Leds nach außen führen kann). Zu Testzwecken können die Leds aber auch noch installiert bleiben, sie stören beim Einbau in die Verteilerdose nicht. (Wichtige Leds sind jeweils die zwei äußeren links und rechts - Power, Wlan, WAN und Schloss=VPN?)

Der Router kann danach nur noch über die Konsole konfiguriert werden. Durch Änderungen in der Firmware kann dies unter Umständen auch über LuCi auf dem WAN Port erfolgen.

(Dies wird hier nicht weiter beschrieben. Wer sich auskennt, findet schnell die Lösung selbst)

Resetbutton beibehalten :[Bearbeiten]

Den ausgelöteten Button aufbiegen und seine "Flügel" abzwicken. Danach kann er wieder eingelötet und umgebogen werden.

"Flügel" aufbiegen
Abzwicken
Einlöten und Umbiegen

Tipps für Löteinsteiger (Powerlevel <= 9000):[Bearbeiten]

Zum Auslöten sollte man die Kontakte mit etwas gutem alten bleihaltigem Lötzinn vermengen, um deren Schmelztemperatur zu senken.

Größere Mengen an Lötzinn lassen sich gut mit einer Entlötpumpe entfernen, nicht abgesaugte Reste mit Entlötlitze.

Danach lassen sich meistens schon die Bauteile mit wenigen Pins durch vorsichtiges bewegen entfernen. Bei größeren Bauteilen oder Lötpunkten, die nicht komplett mit der Entlötlitze entfernt werden konnten muss man diese nochmal mit dem Lötkolben aufschmelzen und mit etwas Zug (Achtung heisse Bauteile!) aus den Löchern ziehen.

Die große Gelbe RJ45 Leiste lässt sich am leichtesten entfernen, wenn man einen kleinen Keil zwischen Leiste und PCB schiebt (nicht zuviel Gewalt!) und immer wieder die Lötpunkte aufschmilzt, bis sich diese komplett entfernen lässt.

Wer Zugang zu einer Hot-Air Lötstation hat, dürfte mit dem Entfernen eigtl. keine Probleme haben.

PCB Zuschnitt

PCB zuschneiden (u.a. Hornbach Verteilerdose)[Bearbeiten]

Spätestens hier brauchst Du Dir keine Gedanken mehr um die Garantie des Gerätes zu machen ! :D

An drei Ecken lässt sich das PCB ohne größere Risiken mit einem scharfen Seitenschneider zuschneiden. Idealerweise schneidet man wie unten abgebildet nur auf einer Seite zu.

Rot eingezeichnet sind wichtige Verbindungen die nicht durchtrennt werden dürfen (man sollte auch noch mind. 1 mm Abstand zu den Tracks einhalten).

(Nicht wundern: In diesem Bild wurde bereits eine Antenne entfernt, da diese später durch eine selbst gebaute ersetzt wird. - nur für Mod Little Bastard)

Antenne(n) in Kabelverschraubung installieren[Bearbeiten]

Die Antennen haben etwa 20mm Durchmesser und lassen sich mit Hilfe von Kabelverschraubungen (M20) und reichlich Einsatz eines guten Outdoor Klebers (z.B. UHU Ultra Montage Kleber) bzw. Silicon/Acrylbasierte Dichtmassen nach außen führen.

Die Hornbach Verteilerdose ist bereits mit 10 weichen Kabeldurchführungen (IP66) ausgestatten. Da diese Durchführungen nur mäßig dicht sind (je nach Bearbeitung) und die Antennen keinen statischen Befestigung darin finden, müssen zusätzlich Kabelverschraubungen durch die Durchführungen geschraubt werden. Alles wird großzügig mit Kleber/Dichtmasse verklebt, um eine langanhaltende Dichtigkeit zu gewährleisten.

Dichte Installation der Verschraubung[Bearbeiten]

Hier wird nur eine Antenne durch die mittlere Durchführung installiert, da die zweite durch eine eigene DIY Antenne ersetzt wird (Little Bastard Mod).

Für den Basic Mod müssen beide vorhandenen Antennen am besten durch die linke und die rechte Durchführung (Länge des Kabels an der jeweiligen Antenne entscheided über deren mögliche Positionen) installiert werden. Dies kann parallel erfolgen wie am Anfang des Beitrags abgebildet bzw. eine Antenne kann auch an einer Seite um 90 Grad gedreht nach außen geführt werden. Dadurch kann es zwar zu Interferenzen zwischen den Antennen kommen (je nach Diversity) allerdings bildet sich dann ein eher kugelförmigeres Feld was sich horizontal und vertikal ähnlich ausbreitet. (Dazu kann man sich auch wochenlang im Internet schlaulesen; Stichworte antenna diversity, interference, polarisation). Nach der Installation wie beschrieben sind die Positionen fix und können nur durch Ausrichtung des Gehäuses geändert werden!

Durchführung herausdrücken
Öffnung für 20mm herausschneiden
den Rand mit Kleber/Dichtmasse versehen und ...
... von Innen nach außen wieder Einsetzen (Verkehrt herum).
Ordentlich Kleber/Dichtmasse in die Freiräume der Durchführung einbringen.
Verschraubungsbasis (vorher zerlegen!), richtig herum (meist dünneres Ende) mit leichter Drehbewegung in die Durchführung einsetzen
bis die Basis in der Durchführung sitzt und sich der Kleber/Dichtmasse gut verteilt hat.
Die Gegenmutter ebenfalls gut mit Kleber/Dichtmasse versehen und von Innen auf die Basis drehen.
Handfest anziehen (idealerweise ist nur noch ein Gewindegang frei, es reichen aber generell 2-3 Gewindegänge vollig aus).
Überstehende Klebe/Dichtmasse Reste mit einem Zewa entfernen/glatt streichen. (Innen und außen)

Installation der Antenne(n) in der Verschraubung[Bearbeiten]

Am besten lässt man den Kleber/Dichtmasse zunächst trocknen.

Antenne mit abgeknicktem Ende wie abgebildet durch die Verschraubung drücken.
Antenne soweit durchführen, dass die Dichtung der Verschraubung mit dem Strich des K von linK abschließt (kann aber je nach Verschraubung variieren; die Antenne ist bis zur ersten sichtbaren Naht dicht!)
Den Aufsatz (mit Quetschring wenn vorhanden) handfest anziehen und darauf achten, dass dadurch nicht die Klebeverbindung zwischen Durchführung und Gehäuse gelöst wird. (Beim Festziehen von beiden Seiten nur die Verschraubung festhalten)


Einfache Outdoor-Montage ohne Modifikationen[Bearbeiten]

TP-Link 841 outdoor.jpg

In geschützter Lage kann ein TP-Link WR841N auch einfach so outdoor montiert werden. Die Erfahrung hat gezeigt, dass das Gerät auch deutlich außerhalb der vom Hersteller empfohlenen Temperaturgrenzwerte funktioniert.

Das Foto wurde von unten aufgenommen. Der Router wurde "kopfunter" auf einem Balkon montiert. Dazu wurden in einen Betonspalt an der Decke zwei Spreizdübel eingeschraubt. Der Router wurde dann mit Kabelbindern fixiert. Werkzeug war dafür nicht notwendig. Als Staubschutz wurde locker(!) Frischhaltefolie angebracht, sodass die Belüftung gewährleistet ist.

Das Bild wurde ein Jahr nach der Montage aufgenommen. Der Standort gewährleistet Schutz vor Regen, starkem Wind und direkter Sonneneinstrahlung (einige Stunden pro Tag kann der hier montierte Router teilweise angestrahlt werden). Im Winter fielen die Temperaturen unter -15°. Im Sommer erhitzte sich der Beton nicht außergewöhnlich, sodass davon auszugehen ist, dass die Temperatur niemals über 40° angestiegen ist.

Ein Experte hat empfohlen, das Gerät bei Minustemperaturen nicht abzumontieren und in die Wohnung zu nehmen. Auf Grund des Temperaturunterschieds würde sich Kondenswasser auf der Elektronik niederschlagen (etwa der gleiche Effekt beim Beschlagen von Brillengläsern, wenn man im Winter aus der Kälte in einen warmen Raum geht). Das Gerät sollte draußen abmontiert werden, dann luftdicht z.B. in eine Tupperdose gegeben werden und dann in der Tupperdose im Zimmer auf Raumtemperatur erwärmt werden. Danach kann man die Dose öffnen und es gibt keinen Feuchtigkeitsniederschlag.

Langfristig muss damit gerechnet werden, dass sich im Gerät ein Biofilm (z.B. Algenrasen) bildet und das Gerät früher oder später ausfällt. Direkt neben dem Gerät ist ein Rostfleck sichtbar, der durch Wasser in Folge eines Betonschadens entstanden ist. Sollte solch ein Fleck direkt über dem Gerät entstehen, könnte Tropfwasser den Router beschädigen.