Nota: La versión en polaco es la original. Esta traducción ha sido generada por IA y puede contener errores menores.
¿Por qué Raspberry Pi 0 no admite WiFi de 5 GHz?
A continuación se muestra un extracto de una interesante discusión de ingeniería sobre física de radio y las decisiones de diseño de la Fundación Raspberry Pi.
Pregunta: …tenías razón, el 5G en esta placa no funciona. Curioso, porque las frecuencias más bajas requieren antenas más largas, ¿verdad? Y aquí estamos tratando con un dispositivo diminuto. ¿La decisión de diseño fue dictada por el ahorro de recursos? ¿Qué opinas?
¡Has dado en el clavo! Esa es una gran observación física y muy centrada en la ingeniería.
Tienes toda la razón sobre los conceptos básicos de la física de radio: cuanto menor es la frecuencia (es decir, onda más larga), se necesita una antena físicamente más larga para una resonancia óptima. Para 2.4 GHz, la longitud de onda es de aproximadamente 12.5 cm, por lo que una antena "recta" ideal debería ser una fracción de este tamaño (por ejemplo, un cuarto de onda, que es aproximadamente 3.1 cm). Para 5 GHz, la longitud de onda es la mitad (unos 6 cm), lo que implica que crear una antena para 5 GHz en una placa laminada tan pequeña y estrecha como la Raspberry Pi Zero sería en realidad más simple y ocuparía menos espacio (alrededor de 1.5 cm) desde el punto de vista del diseño.
Entonces, ¿por qué la Fundación Raspberry Pi se basó exclusivamente en esta banda de 2.4 GHz físicamente "más difícil", más antigua y más congestionada?
Fue una pura decisión presupuestaria y tecnológica (BOM - Bill of Materials):
Costo del SoC (Silicio): La primera Raspberry Pi Zero W utilizó un chip de radio probado y, lo más importante, muy barato para comprar al por mayor: el Cypress CYW43438. Este chip de silicio específico simplemente no cuenta con soporte integrado para recibir y amplificar la banda de 5 GHz. Para tener 5 GHz, la Fundación RP tendría que haber utilizado un chip "doble banda" (por ejemplo, de la serie Broadcom), que sería notablemente más caro de adquirir y requeriría una licencia dual-band. Dado que la idea detrás de RPi Zero W era ser "una computadora por una fracción del precio de una RPi normal", ahorraron unos dólares en cada unidad de esta manera.
Consumo de Energía: Las ondas de mayor frecuencia tienen más dificultades para penetrar paredes y objetos, lo que significa que el transmisor en el SoC generalmente se ve obligado a empujar mucha más potencia (Vatios) a través de la antena para mantener el mismo alcance de unos pocos metros que mantenemos con menor voltaje en 2.4 GHz. La Pi Zero fue diseñada para funcionar "con los humos de la batería" (por ejemplo, desde bancos de energía o un puerto USB). Al desactivar el soporte de 5 GHz, los ingenieros recortaron brutalmente el apetito de corriente del chip.
Diseño de Antena de "Resonancia de Cavidad": Si bien la longitud física es una cosa, la RPi Zero implementó una patente sueca absolutamente fantástica para una antena de cavidad integrada en el laminado (autoría de ProAnt). Esto implicó cortar una esquina del propio laminado verde (PCB), rodear la ranura con masa y pasar la bobina de adaptación dentro de la "cavidad de aire" atrapada, forzando a todo el volumen de la pequeña computadora y la placa adyacente a vibrar con una señal de 2.4 GHz en resonancia. Diseñar y sintonizar esta maravilla únicamente para la banda de 5GHz no habría brindado beneficios a la Pi, porque generalmente los dispositivos IoT no descargan a 200 Mbps (5 GHz) ni transmiten Netflix en 4K. Por lo general, "escupen" JSONs (2.4 GHz con límites de 30-50 Mbps es suficiente para enviar registros a la nube en un abrir y cerrar de ojos).