RSSI и слабый сигнал: диагностика в Serial, когда связь числится живой

Датчик на балконе передавал показания раз в десять минут, и раз в три-четыре передачи HTTP-запрос вылетал по таймауту — при этом WiFi.status() наотрез отказывался признавать проблему и исправно рисовал тройку. Прибор, который всё это время лежал в кармане, звали WiFi.RSSI(): одна печать в Serial показала -93 dBm, и вся тайна рассосалась. Связь «есть» и связь «работает» — разные состояния, и между ними живут самые скучные поломки: пакеты доезжают через раз, подтверждения опаздывают, библиотека HTTP устало кладёт трубку по таймауту.

Механику самого запроса и его кодов я разбирал в уроке про WiFiClient и HTTPClient, паузы при неудачах — в уроке про retry и backoff; здесь — только физика эфира и диагностика. Статусом соединения RSSI не служит: тройка в status() не отменяет слабого сигнала, а RSSI — не отменяет тройку, они про разное и читаются парой. Число бесплатное по ресурсам — вызов читает последнее значение из драйвера без обхода эфира, поэтому его можно печатать хоть каждую секунду, не опасаясь за скедулер.

RSSI измеряется в dBm и всегда отрицательный: чем ближе к нулю, тем сильнее сигнал. Порядок цифр для квартиры такой: от -30 до -55 — вы в одной комнате с роутером, сигнал отличный; от -55 до -70 — живой рабочий диапазон, стену пережили; от -70 до -80 — потери уже слышны, скорости падают, подтверждения ползут; ниже -85 — ассоциация держится на честном слове, а при -90 и глубже остаются таймауты вместо трафика. Порог моего HTTP-клиента: ниже -85 запросы не начинаю — при -90 каждый третий GET в таймауте, и счётчик обрывов растёт быстрее телеметрии. У ESP32 рабочая полоса лежит примерно от -20 до -100: ниже минус сотни драйвер обычно и не пытается держать ассоциацию.

Цифры скачут: значение меняется на несколько dB от разворота корпуса, от человека, вставшего между платой и роутером, от холодильника на пути. Поэтому решение принимают по среднему из нескольких измерений, а не по одному — как читать порт и фильтровать его показания, разбиралось в уроке про Serial-монитор, для RSSI приём тот же. И пара неочевидных привычек: измеряйте в момент передачи, а не в простое — радио спит и просыпается под трафик; и сравнивайте с показаниями телефона в том же месте — если смартфон видит -60, а плата -85, дело не в эфире, а в плате или антенне. Телефон вообще лучший бесплатный прибор в этой истории: он всегда с вами и видит те же сети.

Печатная антенна модуля WROOM — не всенаправленная антенна из рекламной картинки: её диаграмма лепестками, и пара сантиметров смещения платы меняют картину на 5-10 dB. Под антиенной зоной модуля (край платы с волнистой дорожкой) не оставляйте сплошной заливки медью, не прижимайте плату к металлу и не запихивайте её в щиток: металлический корпус превращает 2,4 ГГц в экранированную камеру, потеря 20-30 dB — на глазах. Бетонная стена съедает 10-15 dB за проход, кафельная ванная с фольгированной гидроизоляцией работает как зеркало заднего вида в плохом смысле; на открытом воздухе ESP32 держит десятки метров, в панельном доме счёт идёт на две-три стены. Расстояние вообще обманчиво: десяток метров через двор — пустяк, а те же метры сквозь две несущие — уже на грани.

Когда переносить некуда, остаются железные доводы: версии модуля с разъёмом внешней антенны (WROOM-32U и родня с IPEX/U.FL) плюс копеечный шнурок-антенна выносят излучатель из шкафа в свободное место; Wi-Fi-репитер или вторая точка доступа добивают дальний угол. Я решал балконную историю обычным удлинением USB на три метра и переездом платы из кладовки на шкаф: минус пятнадцать dB без единого рубля. Батарейный узел получает от диагностики бонус: при слабом эфире радио жрёт больше и передача длится дольше, так что RSSI — ещё и строка в энергобюджете, разложенном в уроке про батарейное питание.

Чек-лист, которым я пользуюсь по порядку, пока прибор не перестанет ругаться. Первый пункт бесплатный: подвинуть плату на полметра и развернуть её другой стороной — печатная антенна лепестковая, иногда это весь ремонт. Второй: поднять роутер повыше и дальше от пола, металла и микроволновки — 2,4 ГГц глушится любым железом на пути. Третий: убрать металл рядом с платой, включая жестяные коробки и зеркала шкафов. Четвёртый — уже за деньги: репитер, вторая точка или антенна на шнурке через разъём IPEX. И честная оговорка: если после всех пунктов на месте платы держится -88, а телефоном в той же точке ловится -62 — разберитесь с конкретным модулем, иногда партия плат просто хуже паровоза, и дешевле пересадить проект на другую железку, чем бороться с эфиром.

Последнее правило — соединить RSSI с reconnect-машиной из предыдущего урока: слабый эфир выдаёт себя не тихим статусом, а чередой обрывов, и именно счётчик из машины ловит этот почерк. В связке с ping-монитором доступности картинка становится полной: RSSI говорит, что эфир тонкий, ping — что трафик через него не идёт, и оба прибора дешевле любого ремонта.

Тренд важнее таблицы. Один замер — погода, серия — климат: печатайте RSSI раз в пять минут, усредняя три измерения подряд, а утром смотрите кривую за сутки. Ночная просадка на десять dB при том же расположении платы — это соседская точка, врубающаяся на вашем канале по расписанию, или микроволновка в полночной разогревке; плавное падение за недели — подросшая за окном листва или роутер, который кто-то сдвинул, расставляя книги. Причины различаются, лечение различается, а без кривой они неразличимы в принципе.

RSSI стоит отправлять в телеметрии отдельным полем — рядом с температурой или влажностью. На дашборде тогда живут две кривые вместо одной, и вечный вопрос «почему датчик молчал» закрывается взглядом: молчал вместе с сигналом, значит эфир, а не датчик. Туда же просится автоматика: при среднем ниже -85 узел режет частоту передач, отказывается от тяжёлых запросов и репортит реже — эфир разгружается, батарея экономится, а график остаётся живым, хоть и реже.

Когда кривая показывает хронические -85 и глубже, включайте последний абзац чек-листа: проверьте каналы роутера — в диапазоне 2,4 ГГц живут три непересекающихся, и переполненный канал уводит плату в потери даже при приличном RSSI; ширина канала 20 МГц вместо сорокамегагерцовой тоже разгружает эфир дешевле всякой новой антенны. И помните честный финал: если после всего на месте платы держится -90, борьба за эфир кончилась — переносите железо, антенна не волшебная палка.