Acabo de terminar de ensamblar un proyecto basado en Raspberry Pi en una caja de bricolaje hecha de PCB FR4 revestido de cobre, con los bordes soldados entre sí y la superficie de cobre conectada a tierra.
Esperaba que, cuando colocara la tapa de la caja, el Wi-Fi integrado y el receptor GPS USB dejaran de funcionar; es decir, el Pi dejaría el Wi-Fi y se perdería la solución GPS.
En cambio, no hay un efecto discernible. Wi-Fi y GPS funcionan como si la tapa metálica no estuviera presente.
Dada la razón por la que puse este proyecto en una carcasa revestida de cobre fue para protegerlo de la RF (funcionará en el campo cercano de un transmisor VHF FM de 5W), podría entender lo que está sucediendo aquí.
Aquí hay una foto
y con la tapa temporal puesta ...
(tenga en cuenta que el cable pelado delgado es solo para asegurar que la tapa esté haciendo contacto eléctrico, y el banco de alimentación USB en la parte superior solo está proporcionando presión hacia abajo también para garantizar el contacto)
Respuestas:
Para que la caja sea un escudo eficaz de Faraday, todo el periférico de la tapa superior debe estar en contacto eléctrico con el resto de la caja. De lo contrario, RF puede acoplarse fácilmente desde el plano en gran parte aislado de la tapa a la electrónica interna.
Tampoco pase por alto la gran abertura que tiene al costado del gabinete. Dudo que permita que el GPS funcione, pero podría permitir la entrada / salida de una señal de 2.4 GHz.
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Incluso si tiene buenos puntos de contacto cada cm más o menos, si sus antenas están muy cerca de los espacios (unos pocos mm), la energía de RF entrará fuertemente.
Hace unos meses, respondí una pregunta sobre "por qué las jaulas de metal alrededor de los receptores IR".
¿Por qué hay muchos receptores IR en jaulas metálicas?
Al leer las conferencias de Richard Feynmann, descubrí que la atenuación es 1 neper (8.6dB) * 2 * pi * longitud de onda / separación.
Por lo tanto, una rejilla de alambre de 3 mm (que hace la jaula de Faraday) con la antena a 3 mm dentro de la rejilla, tiene una atenuación de e ^ - (6.28) = 1/533 o 54dB.
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Hay dos grandes trampas aquí. El primero es el problema de la tapa. La tapa debe estar bien conectada a lo largo de todo el borde. La forma más fácil de hacer esto es usar un poco de cinta de aluminio.
El segundo problema es que tienes cables que penetran en la jaula. Cualquier cable o cable que atraviese un agujero actuará como antena. Los agujeros por sí mismos están bien, siempre que sean pequeños, el problema es el cable.
Presumiblemente necesitas cables. Básicamente hay tres formas de obtener señales y energía dentro y fuera de una jaula de Faraday. Primero es usar fibra óptica. Esto es simple y efectivo, pero costoso, no estándar y lento o realmente costoso. También es difícil enviar mucha potencia sobre la fibra.
El segundo es agregar filtros a cada cable en forma de condensador o red pi al blindaje justo en el punto de penetración. Esto es bueno para señales de potencia y baja velocidad como puertos serie, pero no para alta velocidad.
La última forma es usar cables blindados y conectar el blindaje del cable al gabinete justo en el punto de penetración. Esto es lo que debe hacer para señales de alta velocidad como usb o Ethernet. Si observa el panel IO en la parte posterior de una PC, verá que hay una pieza de metal con recortes para los conectores y los dedos de resorte. El propósito de esa pieza es conectar eléctricamente las pantallas de tierra del conector al chasis. Sin él, los protectores solo se conectarían a la tierra de la placa base y el blindaje se vería comprometido.
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