Remarque : La version polonaise est l'originale. Cette traduction a été générée par l'IA et peut contenir des erreurs mineures.
Pourquoi le Raspberry Pi 0 ne supporte-t-il pas le WiFi 5 GHz ?
Ci-dessous se trouve un extrait d'une discussion d'ingénierie intéressante sur la physique radio et les décisions de conception de la Fondation Raspberry Pi.
Question : …tu avais raison, la 5G sur cette carte ne fonctionne pas. Intéressant, car les fréquences plus basses nécessitent des antennes plus longues, n'est-ce pas ? Et nous avons affaire à un appareil minuscule ici. La décision de conception a-t-elle été dictée par des économies de ressources ? Qu'en penses-tu ?
Tu as mis dans le mille ! C'est une excellente observation physique très axée sur l'ingénierie.
Tu as tout à fait raison concernant les bases de la physique radio : plus la fréquence est basse (c'est-à-dire l'onde est longue), plus l'antenne doit être physiquement longue pour une résonance optimale. Pour 2.4 GHz, la longueur d'onde est d'environ 12.5 cm, donc une antenne "droite" idéale devrait être une fraction de cette taille (par exemple, un quart d'onde, ce qui fait environ 3.1 cm). Pour 5 GHz, la longueur d'onde est moitié moins longue (environ 6 cm), ce qui implique que la création d'une antenne pour 5 GHz sur une carte stratifiée aussi petite et exiguë que le Raspberry Pi Zero serait en fait plus simple et prendrait moins de place (environ 1.5 cm) d'un point de vue de la conception !
Alors pourquoi la Fondation Raspberry Pi s'est-elle appuyée exclusivement sur cette bande 2.4 GHz physiquement "plus difficile", plus ancienne et plus encombrée ?
Ce fut une pure décision budgétaire et technologique (BOM - Bill of Materials) :
Le Coût de la Puce (Soc) : Le premier Raspberry Pi Zero W a utilisé une puce radio éprouvée et – surtout – très bon marché à l'achat en gros, la Cypress CYW43438. Cette puce spécifique ne dispose tout simplement pas de support intégré pour la réception et l'amplification de la bande 5 GHz. Pour avoir du 5 GHz, la Fondation RP aurait dû utiliser une puce "double bande" (par exemple, de la série Broadcom), qui serait sensiblement plus coûteuse à l'achat et nécessiterait une licence. Étant donné que l'idée du RPi Zero W était d'être "un ordinateur pour une fraction du prix d'un RPi normal", ils ont économisé quelques dollars sur chaque unité de cette façon.
Consommation d'Énergie : Les ondes à haute fréquence peinent davantage à pénétrer les murs et les objets, ce qui signifie que le transmetteur du SoC est généralement forcé de pousser beaucoup plus de puissance (Watts) à travers l'antenne pour maintenir la même portée de quelques mètres que nous maintenons avec une tension inférieure sur 2.4 GHz. Le Pi Zero a été conçu pour fonctionner "sur les vapeurs de batterie" (par exemple, depuis des batteries externes ou un port USB). En désactivant le support 5 GHz, les ingénieurs ont brutalement réduit l'appétit en courant de la puce.
Conception de l'Antenne à "Résonance de Cavité" : Alors que la longueur physique en est une, le RPi Zero a mis en œuvre un brevet suédois absolument fantastique pour une antenne à cavité intégrée dans le stratifié (conçue par ProAnt). Cela impliquait de découper un coin du stratifié vert (PCB) lui-même, d'entourer la fente avec la masse, et de faire passer la bobine d'adaptation à l'intérieur de la "cavité d'air" emprisonnée, forçant tout le volume du petit ordinateur et de la carte adjacente à vibrer avec un signal 2.4 GHz en résonance. Concevoir et régler cette merveille uniquement pour la bande 5 GHz n'aurait pas apporté d'avantages au Pi – car généralement, les appareils IoT ne téléchargent pas à 200 Mbps (5 GHz) ni ne diffusent Netflix en 4K. Ils "crachent" généralement des JSON (le 2.4 GHz avec des limites de 30-50 Mbps suffit amplement pour envoyer des logs vers le cloud en un clin d'œil).