Что лучше ардуино или raspberry: Arduino или Raspberry Pi: сравнение, что выбрать, какая платформа правильная?

какая плата лучше? / Хабр

До того, как Raspberry Foundation представила Pi Pico, сравнивать «малинку» и Arduino было некорректно. Raspberry Pi — полноценный компьютер, хотя и специфический. А вот Arduino — микроконтроллер. Но с появлением Raspberry Pi Pico все изменилось, поскольку новая плата — это тоже микроконтроллер, разница с Arduino уже не такая большая.

У Arduino и Raspberry Pi Pico есть одна общая черта — это отличные платы для разного рода проектов, включая управление освещением, приводами или сенсорами. Использовать полноценную ОС при этом не нужно. Сейчас уже можно сравнить возможности обеих плат, чем в этой статье и займемся.

Функциональность и GPIO

У Raspberry Pi Pico отличный от других представителей линейки форм-фактор. В частности, у платы 40 пинов DIP. Плюс по периметру есть зубцы, которые можно использовать для коннекта Pico к несущей плате.

В DIP нет ничего нового — аналогичный форм-фактор в других микроконтроллерах используется много лет. Такую плату можно распаять на несущей плате, поместить на макетную схему или присоединить поверх других модулей. Т.е. подобную плату можно очень легко интегрировать в любую систему.

У GPIO платы Pico много цифровых каналов, плюс три аналоговых входа и несколько I2C, SPI и UART интерфейсов. Но у Pico есть и ряд программируемых PIO, которые можно настроить для эмуляции других интерфейсов и протоколов, включая WS2812 «NeoPixels». В целом, плата — недорогой и универсальный инструмент с GPIO.

Победитель: Raspberry Pi Pico

SoC Raspberry Pi Pico vs Arduino

Предыдущие поколения популярных Arduino плат были оснащены чипами Atmel вроде ATMega328P. Сейчас многие платы оснащаются ARM. Например, у Arduino’s Portenta H7 — двухъядерный Arm Cortex M7+M4.

Такие платы, как Adafruit, Seeed и SparkFun также оснащены ARM-чипами. Микроконтроллерам обычно не нужны несколько ядер и высокая производительность, поскольку они используются, в основном, для какого-то одного процесса.

А вот RP2040 — это уже следующее поколение чипов. Во-первых, это Arm Cortex M0+, работающий с частотой 133 МГц. Это гораздо быстрее UNO’s 16 MHz 328P. SRAM у процессора «малинки» — 264KB, что больше, чем у Uno — здесь всего 2 КБ. Ну и у Pico 2 МБ внутренней памяти, а у Uno — всего 32 КБ. Негусто.

Ну а что Pico может противопоставить Portenta H7? Окей, у этой платы Arm Cortex M7 + M4, который может работать с частотой вплоть до 480 МГц, плюс 2 МБ внутренней памяти и 1 МБ ОЗУ. У платы есть WiFi, Buetooth, интерфейс для подключения камеры и GPU. В целом Potenta выигрывает по всем фронтам, очень мощная плата для своего класса. Но если вспомнить, что стоит она около $109 (с налогами), и сравнить эту цену с $4 для Pico, выбор становится очевидным.

Победитель: Raspberry Pi Pico

Программирование Raspberry Pi Pico vs Arduino

Arduino IDE — интегрированная среда разработки для Windows, MacOS и Linux, разработанная на Си и C ++, предназначенная для создания и загрузки программ на Arduino-совместимые платы. Есть альтернативы — PlatformIO и Arduino Create, облачная среда от Arduino. Но, в целом, это все та же IDE.

С течением времени она эволюционировала, улучшалась, так что теперь есть встроенные функции вроде управления несколькими платами, плюс средства для поиска и установки библиотек пакетов для надстроек и аксессуаров. Arduino Create — удобная облачная среда, которую можно использовать как для решения простейших задач, так и для более сложных проектов. PlatformIO поставляется в трех версиях — инструмент командной строки, выделенная IDE или же средство интеграции с существующей IDE, например Microsoft Visual Studio Code.

Что касается новой платформы, Raspberry Pi Pico, то кодить в этом случае можно в среде C и MicroPython. Причем сами разработчики платформы рекомендуют последний вариант. В случае с MicroPython и Pico все просто отлично. Работать с языком можно при помощи Python Shell, известном как REPL (Read, Eval, Print, Loop), или же IDE вроде Thonny. Все это дает возможность быстро писать и деплоить код.

Если все же нужно работать с С, то есть два варианта — пишем код в редакторе (Vi / Vim. Nano), а потом используем консольные инструменты. Либо же используем разные расширения для сборки и переноса кода на Pico. Оба подхода нормально работают, но это не очень удобно. Правда, вскоре появится третий вариант — обновленный IDE Arduino с поддержкой чипа RP2040.

Победитель: Raspberry Pi Pico

Простота и удобство работы с платами

Как уже говорилось выше, другие модели Raspberry Pi — это полноценные ПК. Они работают под управлением полноценной ОС. Pico — микроконтроллер без ОС.

Соответственно, вне зависимости от выбранного языка, нужно прошивать Pico образом этого языка. Это дает возможность потом работать с платой, загружая код прямо в нее. Формат образов — UF2 от Microsoft. Для того, чтобы прошить образ, нужно нажать на BOOTSEL после подключения micro USB кабеля, затем загрузить UF2 файл на диск RPI-R2 и через несколько секунд можно работать. Т.е. можно открывать тот же Thonny и начинать писать код.

С языком C/C++ все несколько сложнее. Здесь нужно использовать уже консоль, текстовый редактор, загружать дополнительные приложения и следить за зависимостями. Если все хорошо, то получается проект, который загружается вручную в виде UF2 файла в Pico.

Немного автоматизировать эту задачу можно при помощи Microsoft’s Visual Studio Code, который дает возможность написать код проекта и создать нужный файл в несколько кликов. Это не самый удобный процесс для новичков, но все решаемо. Кстати, команда Arduino недавно заявила о том, что вскоре можно будет работать с RP2040 посредством Arduino IDE.

Что касается непосредственной работы с платами, то нужно упомянуть, что Raspberry Pi Pico поступает нераспаянной, т.е. без пинов. Их можно припаять самостоятельно, для чего, конечно, нужен паяльник. Arduino продаются уже с пинами, за исключением таких плат, как Arduino Nano Every и Nano 33 IoT. А значит, можно сразу приступать к работе.

Но это мелочи, в итоге проще работать все же с Pico, так что плата побеждает и здесь.

Энергопотребление

Raspberry Pi Pico — эффективная плата для встраиваемых проектов. По сравнению с типичным Raspberry Pi, Pico потребляет гораздо меньше. Просто потому, что это микроконтроллер.

В нашем обзорном тесте мы запитали Raspberry Pi Pico с 12 светодиодами Neopixel на полной яркости от источника питания 5 В. Потребляемый ток — 140 мА, 0,7 Вт! Это отлично, поскольку Raspberry Pi 4, работающий в режиме ожидания показывает результат в 4-5 Вт. Итак, по сравнению с Raspberry Pi, Pico потребляет энергию, но как он сравнивается с Arduino Uno, выполняющим тот же тест?

При 5 В — 90 мА, 0,45 Вт! Таким образом, Arduino Uno потребляет меньше, но этого и следовало ожидать, учитывая конфигурацию микроконтроллера. Если повторить тест с другой платой, скажем, Portenta H7, то мы увидим гораздо более высокое энергопотребление, поскольку процессор Arm, используемый на Portenta, более мощный. Он даже мощнее, чем RP2040.

Победитель: Arduino

В сухом остатке

В целом, обзор достаточно субъективный. В итоге получается, что победитель — Pico, с его ценой в $4, широким спектром возможностей, документацией и простотой в работе. Это лучшая плата для проектов с микроконтроллерами, поскольку за минимум денег мы получаем максимум возможностей. При этом все работает так, как заявлено, в отличие от многих других плат.

С некоторыми из них приходится изрядно повозиться, чтобы заставить работать. Плюс ко всему, MicroPython — лучший вариант для работы, с его помощью плату можно запустить очень быстро. После того, как разработчики Arduino IDE добавят поддержку Pico, без проблем можно будет работать и с С/С++. И тогда поклонники Arduino, которые привыкли к своему микроконтроллеру и принципам работы с ним, смогут опробовать и Pico.

Round	Raspberry Pi Pico	Arduino
Функциональность и GPIO	✗
SoC	✗
Программирование	✗
Простота работы с платами	✗
Энергопотребление		✗
В сухом остатке	4	1

Raspberry Pi или Arduino: что лучше?

Существует множество многофункциональных отладочных платформ, используемых при разработке приложений для микроконтроллеров и встраиваемых компьютеров. Сегодня мы рассмотрим наиболее популярные среди них: Raspberry Pi и Arduino. Сравним технические характеристики, а также разберемся, какое решение лучше использовать для того или иного проекта. Внешне две платы очень похожи, однако это устройства разных классов и у каждого есть свои особенности. Давайте разберем их по порядку.

Arduino

Созданная итальянцем Массимо Бензи плата Arduino поначалу была простым инструментом для прототипирования. Сейчас этим электронным конструктором и удобной платформой быстрой разработки электронных устройств пользуются новички и профессионалы, притом не только для изготовления прототипов.

На плате установлен микроконтроллер AVR от Atmel (разные модели), есть вход питания, а также набор контактов ввода-вывода. Arduino не является полноценным компьютером – по сути это микроконтроллер с кое-какой периферией для нормальной работы: стабилизатором питания, кварцевым резонатором, цепочками сброса и т. п. Операционной системы (встраиваемой или общего назначения) нет, а код создается с помощью одноименной среды разработки и закачивается в микроконтроллер с помощью специального загрузчика через интерфейсы RS-232, USB или Ethernet в зависимости от состава периферии платы.

Устройство упрощает работу с электроникой художникам, дизайнерам, школьникам и студентам, энтузиастам Интернета вещей (IoT) и робототехники, а также всем, кто интересуется созданием интерактивных объектов или сред. Программировать микроконтроллер в IDE Arduino нужно на C/C++, но доступны и альтернативные варианты, поскольку платформа полностью открыта (включая аппаратную часть). Можно использовать профессиональные пакеты, вроде Eclipse или Microsoft Visual Studio, а также софт попроще, вроде детской визуальной среды Scratch for Arduino.

Основная функция платы Arduino – взаимодействие с гаджетами и датчиками. Она отлично подходит для решения задач тестирования прототипов оборудования, позволяя выйти за рамки виртуального мира для взаимодействия с физическим окружением. Конструкции на базе Arduino могут получать информацию посредством датчиков, а также управлять различными исполнительными устройствами. К примеру, самодельщики активно используют их в решениях для умного дома или в простых роботах.

Технические характеристики:

Самая используемая плата в линейке – Arduino Uno Rev3. Ее технические характеристики приведены ниже.

Микроконтроллер	ATmega328P
Рабочее напряжение	5 В
Входное напряжение (рекомендуется)	7 – 12 В
Входное напряжение (предельное)	6 – 20 В
Контакты цифрового ввода/вывода	14 (из которых 6 обеспечивают выход ШИМ)
Выводы цифрового ввода/вывода ШИМ	6
Контакты аналогового входа	6
Постоянный ток на вывод ввода/вывода	20 мА
Постоянный ток для вывода 3. 3 В	50 мА
Флэш-память	32 КБ (ATmega328P), из которых 0,5 КБ используется загрузчиком
SRAM	2 КБ (ATmega328P)
EEPROM	1 КБ (ATmega328P)
Тактовая частота	16 МГц
LED_BUILTIN	13
Длина	68,6 мм
Ширина	53,4 мм
Вес	25 г

В семействе Arduino есть модели разной конфигурации: Uno, Nano, Micro, DUE, MKR и другие.

Некоторые даже оснащаются контроллерами ARM. Интересной особенностью платформы является возможность подключения т. н. шилдов (плат расширения) для поддержки Bluetooth, Ethernet, GPRS, разнообразных датчиков и много чего еще. Функции суммируются, поэтому вы можете добавить несколько шилдов на одну плату, а еще они позволяют избавиться от проблем с лишними проводами: платы спроектированы для монтажа через штыревые разъемы. Корпус и монтажный конструктив не предусмотрены – о них нужно позаботиться самостоятельно.

Поскольку аппаратная часть тоже открытая, помимо оригинальных продуктов под маркой Arduino существует множество совместимых клонов. В общем, это отличный конструктор для экспериментов, разнообразных самоделок и решения задач, не требующих высокой вычислительной мощности. Стоит ли его применять в критичных областях? Спорный вопрос. Для этого все-таки предпочтительнее более надежные промышленные устройства.

Raspberry Pi

В 2006 году преподаватели Кембриджского университета Эбен Эптон и Роб Маллинс начали разработку доступной машины, которая помогла бы студентам разобраться с техническими аспектами компьютерных вычислений и программирования. В 2012 году британский фонд Raspberry Pi выпустил серию компактных одноплатных компьютеров для содействия преподаванию основ информатики в школах развивающихся стран. С тех пор разработчики во всем мире используют Raspberry Pi для обучения, прототипирования, автоматизации, а также для решения других задач в промышленности и телекоммуникационной отрасли.

В отличие от Arduino, Raspberry Pi – полноценный компьютер с микропроцессором ARM. Конфигурация посерьезнее простого микроконтроллера: 1 ГБ, 2 ГБ или 4 ГБ оперативной памяти LPDDR4 SDRAM, видеовыход, 2 порта mini HDMI, порт SD-карты, аудиопорт, порт камеры CSI, порт дисплея DSI, 2 порта USB 2.0 и 2 порта USB 3.0 в RaspberryPi 4. Есть Gigabit Ethernet, Wi-Fi, Bluetooth 4.2 и контакты ввода/вывода (GPIO). Серия универсальных контактов ввода/вывода позволяет «малинке» управлять электронными компонентами физических компьютеров и легко внедряться в решения для IoT. Обычно плата поставляется с предустановленной операционной системой Linux.

Поскольку это уже компьютер с довольно сложной ОС (встраиваемой или общего назначения), сбой питания может вызвать повреждение программного обеспечения и установленных приложений (у Arduino этой проблемы нет). Raspberry Pi нужно выключать правильно, как и более крупные по размеру машины. Большинство моделей этих мини-компьютеров поставляются полностью собранными на печатной плате размером с ладонь: в комплект кроме самой платы входят корпус и блок питания, а карту памяти нужно заказывать отдельно.

Различные модели Raspberry Pi:

Raspberry Pi 4 B	RAM: 1 ГБ, 2 ГБ, 4 ГБ; CPU Clock: 1,5 ГГц
Raspberry Pi 3 B +	RAM: 1 ГБ DDR2; CPU Clock: 1,4 ГГц
Raspberry Pi Zero	RAM: 512 МБ; CPU Clock: 1 ГГц
Raspberry Pi 2	RAM: 1 ГБ; CPU Clock: 900 МГц
Raspberry Pi A +	RAM: 256 МБ; CPU Clock: 700 МГц
Raspberry Pi	RAM: 512 МБ; CPU Clock: 700 МГц

В Raspberry Pi также устанавливаются дополнительные модули-шилды, которые позволяют воплотить самые смелые задумки.

Теперь немного о ценах. Тут пока лидируют платы Arduino, которые на порядок дешевле конкурентов. Посудите сами, сравнив цены типовых Raspberry PI с распространенными моделями Arduino:

Модель	Цена (руб)
Raspberry PI 3 B	4399
Raspberry PI 4 B	5199
Arduino UNO R3	270 – 350
Arduino MEGA 2560 R3	670 – 5000*

*как мы уже писали, помимо устройств под торговой маркой

Arduino существуют платы-клоны сторонних производителей. Оригинальные микроконтроллеры дороже, но не факт, что они лучше качеством.

Заключение

Каждый вариант имеет свои преимущества. Если нужны приличные вычислительные мощности и мультимедийные возможности, стоит выбрать Raspberry Pi. Из него можно сделать даже полноценный настольный компьютер с Linux и графическим интерфейсом. Если серьезные ресурсы не требуются и хочется сэкономить, идеальным выбором будет Arduino или одна из плат-клонов сторонних производителей. Программировать микроконтроллер намного проще, если учесть наличие многочисленных альтернативных сред разработки. К Arduino легче подключить аналоговые датчики, поэтому если вам требуется только простая обработка основанных на показаниях вторичных приборов данных и относительно несложное взаимодействие между частями устройства – это превосходный вариант.

Какая из платформ лучше? Зависит от ваших задач.

Блог

Leo Rover — Raspberry Pi или Arduino — когда что выбрать?

Давайте выясним, какая из этих двух электронных платформ подойдет именно вам.

Казалось бы, споры о двух широко известных платах для электроники — Raspberry Pi и Arduino — бесконечны. Спор о том, какой из них лучше, на самом деле является заблуждением, поскольку это две разные вещи. Выбор одного над другим зависит от поставленной задачи. При этом давайте посмотрим, где каждое из этих устройств может быть именно тем, что вам нужно.

Arduino или Raspberry Pi?

С самого начала стоит отметить, что на самом деле сложно напрямую сравнивать Raspberry Pi и Arduino , поскольку каждое устройство представляет собой совершенно другую платформу. Но прежде чем углубляться в различия между ними, кажется, что основное понимание каждого устройства в порядке.

Raspberry Pi Raspberry Pi 4 Model B

Платформа Raspberry Pi была разработана в Кембриджском университете в Великобритании Фондом Raspberry Pi в качестве недорогого программируемого компьютера для обучения и улучшения навыков программирования студентов. .

Raspberry Pi обладает всеми функциями стандартного ПК — выделенным процессором, графическим драйвером и памятью и даже собственной операционной системой, известной как Raspberry Pi OS (ранее называвшейся Raspbian OS), которая представляет собой версию Linux, оптимизированную для RPi. Устройство не предоставляет хранилище, но, к счастью, с картами microSD вы можете хранить до 32 ГБ данных. Кроме того, Raspberry Pi поддерживает подключение по Ethernet, Bluetooth и Wi-Fi, поэтому вы также можете использовать его для передачи файлов через Интернет.

Поскольку это полноценный компьютер, вы можете подключить к нему монитор, мышь и клавиатуру, подключиться к Интернету, добавить камеру и другие вещи, которые вы обычно делаете на своем компьютере. Поскольку весь компьютер втиснут в одну печатную плату, Raspberry Pi часто называют одноплатным компьютером (SBC).

Raspberry Pi Foundation постоянно обновляет и совершенствует платформу. С момента своего запуска он был очень популярен в робототехнике, IoT, мониторинге погоды и множестве других электронных систем.

С Raspberry Pi вы можете разрабатывать программное обеспечение, используя несколько языков программирования, таких как Python, Java, C, C++, HTML и другие. К сожалению, аппаратный дизайн и программное обеспечение устройства не являются открытым исходным кодом.

Основные характеристики

•  отличная программная реализация
•   64-разрядный четырехъядерный процессор
•   700 МГц – 1,8 ГГц процессор (в зависимости от платы)
 )
•   много входных/выходных контактов.
•   может запускать все виды приложений (включая электронную почту и MS Office).
•   может быть подключен к Интернету.
•  содержит все, что есть в стандартном компьютере: графический процессор, процессор, порт Ethernet, GPIO и разъем для источника питания.

Arduino Arduino Uno

Arduino был создан в Италии. Его название происходит от бара, где его создатель, Массимо Банци, преподаватель Института дизайна взаимодействия Ивреа и его соучредители, впервые придумали простой прототип устройства для студентов. Он быстро стал популярным за пределами образовательных учреждений и начал меняться и адаптироваться к новым задачам и потребностям. Благодаря легкодоступному и простому пользовательскому интерфейсу устройство используется во всем мире для самых разных проектов в области электроники.

Предоставляет программируемую печатную плату вместе с программным обеспечением под названием Integrated Development Environment (IDE) . Платы выполняют код, написанный на языках C/C++, который хранится в их прошивке.

Эта плата для разработки микроконтроллеров может считывать данные с датчиков, кнопок и преобразовывать их в выходные данные, например, управлять моторами, мигать светодиодами, открывать двери и т.д.

Платы Arduino имеют открытый исходный код. Это означает, что с общедоступными файлами дизайна и исходным кодом вы можете работать на своей плате и настраивать ее в соответствии со своими потребностями.

Основные характеристики

• Большинство плат Arduino оснащены 8-битным микроконтроллером.
•  32 КБ флэш-памяти и 2 КБ SRAM (статическая оперативная память).
• Требуемое входное напряжение: 7–12 В
• Язык программирования C/C++
• 14 цифровых входов/выходов
• 6 аналоговых входных контактов
• Частота процессора варьируется от 8 МГц до 400 МГц. Средняя скорость большинства плат Arduino составляет 16 МГц.
• 32 КБ флэш-памяти
• Ограничено IDE (интегрированной средой разработки)

Различия между Arduino и Raspberry Pi

Теперь, когда мы узнали кое-что о каждой из платформ, давайте сравним их из основных отличий.

Основные отличия

• Вы можете построить робота, используя любой из них, но в зависимости от доски у робота будут разные возможности. Arduino — это электронная плата с простым микроконтроллером, а Raspberry Pi — это полноценный компьютер.
• В отличие от Arduino, Raspberry Pi имеет собственную операционную систему и благодаря этому может выполнять сложные операции, такие как управление роботом, мониторинг погоды и многие другие. Arduino работает на основе простых инструкций, которые предоставляет его IDE (интегрированная среда разработки). Платы Arduino
• дешевле, чем устройства Raspberry Pi.

• Raspberry Pi обладает превосходной вычислительной мощностью — до 1,6 ГГц (в зависимости от платы), а у Arduino — до 16 МГц (в зависимости от платы)
• Arduino пригодится для управления двигателями, светодиодами или интерфейсными датчиками, тогда как Raspberry Pi хорош для разработки программных приложений.
• Arduino и Raspberry Pi имеют разные требования к питанию. Хотя оба могут питаться от USB, Raspberry Pi требуется больше тока, чем Arduino. Это означает, что вам понадобится адаптер питания для Raspberry Pi, но в случае с Arduino подойдет USB-порт вашего компьютера.
• Поскольку Arduino является платой контроллера, вы можете подключать и отключать питание по своему усмотрению. Как полноценный компьютер, Raspberry Pi необходимо правильно выключать перед выключением или после использования.
• Программное и аппаратное обеспечение Arduino с открытым исходным кодом позволяет вам создать свою собственную плату Arduino, и вы можете найти множество альтернатив для нее, таких как Teensy, ESP32, Adafruit, что намного сложнее с Raspberry Pi, поскольку это не открытый исходный код.
• В Raspberry Pi основными языками программирования, используемыми для разработки приложений, являются C, C++, Python, Ruby и Scratch. Что касается Arduino, то его можно запрограммировать с использованием C или C++.
• С помощью Ethernet или WiFi вы можете легко подключиться к Интернету с помощью Raspberry Pi. Большинство плат Arduino не поддерживают беспроводную связь и Интернет, но это возможно с дополнительными модулями или экранами.

Когда что выбирать?

Как у Raspberry Pi, так и у Arduino есть свои плюсы и минусы. Казалось бы, Raspberry Pi — гораздо более мощное устройство, а значит, должно быть лучше. Но на самом деле ни один не превосходит другого, ни в прямом сравнении. Это две разные вещи для разных целей. Сравнивать их в свете того, какой из них лучше, — не лучший подход. Ключ к правильному выбору лежит в типе проекта, над которым вы работаете.

Arduino подходит для повторяющихся задач, таких как включение и выключение света, открытие и закрытие дверей, считывание данных с датчиков и т.п. Следовательно, если ваш проект состоит из некоторых повторяющихся элементов и просто нуждается в выводе на основе сенсорного ввода, Arduino отлично подойдет для этой цели.

Raspberry Pi подходит для выполнения сложных задач, таких как запуск сложных роботов, мониторинг погоды и т. д. Если проект требует сложных функций и подключения к Интернету, Raspberry Pi будет лучшим выбором. Для простых проектов это может быть излишним.

Сделайте правильный выбор

Помните, что вы должны знать потребности вашего проекта, чтобы выбрать для него правильную платформу. Проще говоря, вы используете правильный инструмент для работы. Будет ли это Arduino или Raspberry Pi, это зависит от вашего проекта. Если вы решите, что Arduino лучше подходит для ваших нужд, вы можете прочитать эту статью, в которой мы сравниваем различные платы Arduino.

Arduino и Raspberry Pi: в чем разница?

Содержание

В современном цифровом мире платы Raspberry Pi и Arduino очень популярны на рынке. Эти доски считаются лучшим выбором для любителей, строителей и профессионалов. Сегодня оба устройства доминируют в мире электроники для любителей. Arduino и Raspberry Pi можно найти на рынках по всему миру.

Для неискушенного человека они могут показаться похожими, так как обе платы содержат конденсаторы, резисторы и ICU, которые впаяны в цепь платы, а разъемы выходят с боков. Однако при внимательном рассмотрении обнаруживается, что и Arduino, и Raspberry Pi отличаются друг от друга как архитектурой, так и назначением. Это две совершенно разные доски. Ознакомьтесь с бесплатным курсом по raspberry pi.

Arduino считается очень хорошей платой для быстрого программирования и прототипирования схем. С другой стороны, Raspberry Pi функционирует как средство обучения компьютерному программированию. Тем не менее, малина оказывается полезной и во многих проектах DIY. Каждая доска имеет свои достоинства и недостатки в зависимости от ее использования и цели, которой они служат.

Эта статья написана, чтобы дать вам максимально доступную информацию по теме, вы также можете пройти бесплатный онлайн-курс по Arduino и Raspberry Pi, который поможет вам выбрать тот, который соответствует вашим целям. Я хотел бы подчеркнуть еще одну важную вещь: Arduino — это плата на основе микроконтроллера, а Raspberry Pi — это плата на основе микропроцессора. Поэтому перед детальным изучением этих двух плат уместно разобраться, что же такое микроконтроллер и микропроцессор? Так что дальше, когда мы подробно узнаем про Arduino vs Raspberry Pi, нам будет удобно легче разбираться в этих платах. Итак, начнем с микроконтроллера и микропроцессора.

1. Что такое микроконтроллер?
2. Что такое микропроцессор?
3. Что такое Arduino?
4. Что такое Raspberry Pi?
5. Arduino и Raspberry Pi: в чем разница?
6. Что выбрать между Raspberry Pi и Arduino?
7. Заключение

Что такое микроконтроллер?  

Даже если вы новичок в программировании и электронике, я уверен, что вы слышали о платах микроконтроллеров где-то в школе, колледже, в профессиональной жизни и т. д. Сейчас это имя широко распространено в мире электроники. Плата микроконтроллера известна как небольшой компьютер, построенный на микросхеме оксида металла и полупроводника. Общим для всех типов микроконтроллеров является то, что они имеют одни и те же основные строительные части, такие как центральный процессор (ЦП), ввод/вывод (I/O), память и периферийные устройства (программируемые).

Наряду с одной из самых фундаментальных частей любого компьютера, микроконтроллеры представляют собой очень интересные вещи, которые невозможно даже представить, и они также очень полезны во многих аспектах.

Микроконтроллеры приобрели большую популярность благодаря своей функциональности во всем мире, и сегодня они регулярно используются почти во всех продуктах и ​​устройствах с автоматическим управлением, таких как устройства управления, автомобильные двигатели, пульты дистанционного управления, бытовая техника, электроинструменты, игрушки, имплантируемые устройства. медицинские приборы и другие встраиваемые системы.

Они привлекают в первую очередь внимание инженеров, энтузиастов и программистов и являются первым выбором для создания проектов «сделай сам» и обучения.

Что такое микропроцессор ?  

Микропроцессор можно определить как тип миниатюрного электронного устройства, размещенного на материнской плате компьютера и содержащего арифметические, логические и управляющие схемы, необходимые для выполнения функций центрального процессора цифрового компьютера. Это важный электронный компонент компьютера, который позволяет компьютеру эффективно выполнять свои задачи.

Далее его можно описать как центральный процессор, интегрированный в единую интегральную схему, вмещающую миллионы крошечных компонентов, таких как резисторы, транзисторы и диоды, которые работают вместе.

Старые версии микропроцессоров, появившиеся примерно в 20 веке, требовали много микросхем для выполнения вычислительных задач. Микропроцессоры помогают делать все, начиная от управления лифтами и заканчивая поиском в Интернете. Все, что выполняет компьютер, описывается инструкциями компьютерной программы. Микропроцессор выполняет эти инструкции миллионы раз в секунду, чтобы выполнить задачи компьютера.

Надеюсь, теперь вы многое поняли о микроконтроллерах и микропроцессорах. Помня об этом, теперь мы переключим внимание на основную тему «Arduino против Raspberry Pi». Итак, давайте начнем разбираться с этими двумя платами одну за другой.

Что такое Arduino?

Начнем с платы Arduino.

Arduino был разработан Массимо Банзи и др., соучредителем проекта Arduino, дизайнером взаимодействия, преподавателем и сторонником аппаратного обеспечения с открытым исходным кодом в Ивреа, Италия.

Проект Arduino был начат в 2005 году. Цель состояла в том, чтобы служить инструментом для студентов Института дизайна взаимодействия Ивреа, Италия. Другой мотив заключался в том, чтобы предоставить начинающим и профессионалам недорогой и простой способ создания таких устройств, которые взаимодействуют с окружающей средой с помощью датчиков и исполнительных механизмов.

Arduino известен своим простым инструментом для прототипирования электроники, который имеет аппаратное и программное обеспечение с открытым исходным кодом.

Arduino — это тип платы для разработки микроконтроллеров, который используется для многих целей, таких как прием входных данных от кнопок, мигание светодиодов, считывание данных с датчиков, управление двигателями и многие другие задачи, связанные с «микроконтроллером».

Самая популярная плата Arduino Uno — одна из самых распространенных плат Arduino, доступных на рынке. Это плата микроконтроллера с открытым исходным кодом, основанная на микроконтроллере ATmega328P и разработанная Arduino.cc. Здесь открытый исходный код означает, что файлы дизайна и исходный код программного обеспечения и библиотек находятся в свободном доступе, поэтому любой, кто интересуется программированием, может бесплатно использовать их в качестве эталона для создания своей собственной платы Arduino.

Плата оснащена наборами контактов цифрового и аналогового ввода/вывода (I/O), которые могут быть подключены к различным платам расширения (щитам) и другим схемам.

Его удобные функции, такие как встроенный светодиод, большие разъемы с шагом 2,54 мм для подключения к внешним устройствам, встроенная система управления питанием (например, внешний разъем питания постоянного тока) и большой разъем USB B для подключения к ПК. его популярность.

Теперь поговорим о программной части Arduino. Все платы Arduino программируются на языках программирования C и C++, и для этого используется специальное программное обеспечение, которое называется Arduino IDE. Arduino IDE включает в себя все инструменты, необходимые для редактирования исходного кода, компиляции и программирования микроконтроллера на плате Arduino.

Процесс разработки приложений с использованием этих микроконтроллеров очень длительный, но если вы опытный пользователь микроконтроллеров (8051, Atmel или PIC Microcontrollers), то вы, вероятно, сможете его понять. Если вы не знакомы с этим, давайте кратко рассмотрим процесс.

Первым действием является написание прикладного программного обеспечения, основного исходного кода, в специальной среде IDE, такой как Keil, Atmel Studio или PIC’s MPLAB IDE.

Затем скомпилируйте код и сгенерируйте файл .hex, который является формой двоичного файла.

С помощью специального оборудования, известного как «программатор», сгенерированный файл .hex должен быть загружен в целевой микроконтроллер с помощью программного обеспечения программатора.

Благодаря быстрому программированию по принципу plug-and-play Arduino упростил этот процесс. Используя программное обеспечение Arduino IDE, можно выполнять такие действия, как написание кода, его компиляция и последующая загрузка в микроконтроллер. Нет необходимости в отдельном оборудовании для загрузки программ. Просто подключите плату Arduino к компьютеру через порт USB, а затем нажмите кнопку загрузки, и микроконтроллер платы Arduino готов выполнять свои задачи.

Что такое Raspberry Pi?

Raspberry Pi был разработан Эбеном Кристофером Аптоном, валлийским генеральным директором Raspberry Pi (Trading) Ltd, в Кембриджском университете в Соединенном Королевстве, и он был запущен в 2012 году. Было выпущено несколько итераций и вариаций. с того времени.

Raspberry Pi — широко известное название серии одноплатных компьютеров, разработанных британской благотворительной организацией Raspberry Pi Foundation. Целью его создания является обучение людей компьютерным технологиям и обеспечение более легкого доступа к компьютерному образованию по всему миру.

Следует отметить один важный момент: Arduino — это плата для разработки на основе микроконтроллера, тогда как Raspberry Pi — это плата на основе микропроцессора (обычно серии ARM Cortex-A), которая работает как компьютер.

У Raspberry Pi есть все необходимое, как и у настольного компьютера, где есть множество периферийных устройств, таких как монитор (через порт HDMI или AV), клавиатура и мышь (через USB), камера (через специальный интерфейс камеры) и Интернет (через Ethernet или Wi-Fi). -Fi), можно подключить.

Raspberry Pi и другие подобные платы называются одноплатными компьютерами или SBC, потому что все компоненты компьютера, такие как процессор, хранилище, ОЗУ, графика, разъемы и т. д., собраны на одной печатной плате.

Поскольку Raspberry Pi по сути представляет собой полноценный компьютер, на нем может работать операционная система. Организация под названием Raspberry Pi Foundation отвечает за проектирование и разработку Raspberry Pi SBC, а также предоставляет дистрибутив Linux на основе Debian под названием Raspberry Pi OS, который ранее был известен как Raspbian OS.

Еще одна важная вещь, которую следует отметить в отношении Raspberry Pi, заключается в том, что он работает в операционных системах Linux, поэтому программное обеспечение может быть разработано с использованием нескольких языков программирования, таких как C, C++, Python, Java, HTML и т. д.

Его первоначальное намерение было для продвижения языков программирования, таких как Python и Scratch, в школах, но наряду с этим он также завоевал популярность среди любителей, самодельщиков и энтузиастов для разработки нескольких приложений, таких как метеостанции, робототехника, системы безопасности на основе камер и т. д.

Благодаря его успеху и популярности, его постоянное обновление и выпуск новых версий можно наблюдать на регулярной основе, последней из которых является Raspberry Pi 4 Model B. Все эти действия входят в обязанности Raspberry Pi Foundation.

Выпуск Raspberry Pi 4 A в настоящее время запланирован на 2022 год. Однако Аптон намекнул, что запуск Raspberry Pi 5 может быть отложен до 2023 года. Основной причиной этой задержки считается нехватка чипов.

Следует помнить, что файлы дизайна оборудования и прошивка Raspberry Pi не являются открытым исходным кодом.

Arduino и Raspberry Pi: в чем разница?

Обе платы, Arduino и Raspberry Pi, были признаны во всем мире хорошими обучающими инструментами для студентов, начинающих и любителей. Но между ними есть некоторые различия. Давайте подробно рассмотрим эти различия один за другим и разберемся с Arduino и Raspberry Pi.

Arduino против Raspberry Pi

1. Технические характеристики  

Давайте взглянем на технические характеристики последних доступных версий обеих плат. Вы обнаружите, что они сильно отличаются друг от друга.

Arduino UNO Rev3

Clock 16 Mhz

Memory 32kb Flash Memory and 2 kb SDRAM

GPIO pins 14

Operating Voltage 5V

Raspberry Pi 4 Model B

Clock 1. 5 GHz

Memory 4 ГБ eMMC

eMMC – Embedded MultiMediaCard (eMMC) – это внутренняя карта для хранения данных, созданная с использованием флэш-памяти.

Контакты GPIO 40

Рабочее напряжение 5 В

После просмотра технических характеристик выше первое, что бросается в глаза, это тактовая частота обеих этих плат. Если мы посмотрим внимательно, то обнаружим, что с точки зрения скорости Raspberry Pi в сто раз быстрее, чем Arduino.

Аналогичным образом, если вы пойдете более подробно, вы также можете обнаружить и другие области, в которых эти две платы имеют общие различия между собой, такие как память, рабочее напряжение, контакты GPIO, разъемы, возможности подключения и т. д.

Несмотря на то, что Raspberry Pi превосходит Arduino по техническим характеристикам в ключевых областях, не удивительно, почему Arduino так популярен, как Raspberry Pi? Какие могут быть возможные причины? Чтобы узнать ответ, давайте начнем исследовать причины.

2. Работа Принцип

Arduino

Как уже упоминалось ранее, каждый Arduino представляет собой тип черной интегральной схемы, называемой микроконтроллером. Неважно, будет ли это более старый 28-контактный корпус DIP (двойной встроенный контакт) или более современный корпус SMD (устройство поверхностного монтажа). Этот небольшой чип вмещает все, что требуется для вычислительных задач, например, микропроцессор, таймер, память и порты ввода-вывода, через которые MCU взаимодействует с внешним цифровым носителем. Микроконтроллер является основным компонентом на плате Arduino, который выполняет основные задачи Arduino, в то время как остальная часть платы, включая программное обеспечение Arduino, предназначена для взаимодействия с ним.

Raspberry Pi  

Работа Raspberry Pi сильно отличается от Arduino; он работает почти так же, как настольный ПК. Raspberry Pi оснащен процессором Broadcom на кристалле (SoC) со встроенным ARM-совместимым центральным процессором (CPU) и встроенным графическим процессором (GPU).

ЦП Broadcom является его основным элементом, подключенным к ОЗУ, портам и внешнему хранилищу на плате. Процессор Broadcom является продуктом Broadcom Inc., американской компании со штаб-квартирой в Сан-Хосе, штат Калифорния, США, работающей в качестве дизайнера, разработчика, производителя и глобального поставщика различных типов полупроводниковых и инфраструктурных программных продуктов.

Функция ЦП Broadcom заключается в запуске операционной системы, которая управляет основными функциями компьютера, запускает программы, управляет портами HDMI, USB и RJ45 и предоставляет графический интерфейс для отображения пользователю.

Эта архитектура позволяет Raspberry Pi делать вещи, которые выходят за рамки возможностей Arduino и его микроконтроллера. Но есть некоторые приложения, где полноценный компьютер такого типа не нужен. Подумайте о схеме в клавиатуре компьютера. Он используется для отслеживания активности набора переключателей и для сообщения о событиях нажатия клавиш, происходящих на вашем компьютере. Таким образом, есть несколько устройств, управляемых микроконтроллерами, которые можно найти дома, и которые выполняют свою работу дешево и эффективно.

3. Операционная система

Arduino

По сравнению с Raspberry Pi платы Arduino являются платами микроконтроллеров, а не полноценными компьютерами. В Arduino отсутствует полноценная операционная система, но он может запускать написанный код, который интерпретируется его прошивкой. В вычислительной сфере прошивка определяется как особый класс компьютерного программного обеспечения, которое позволяет осуществлять низкоуровневый контроль за конкретным аппаратным обеспечением устройства. В платах Arduino используется загрузчик, представляющий собой особый тип прошивки. Для него выделено около 2 КБ флэш-памяти Arduino. Поскольку это не полноценный компьютер, он не запускает программу так же, как Raspberry Pi.

Это работает по-другому. Он загружает систему и выполняет инструкции, предоставленные с помощью Arduino IDE, которая представляет собой программное обеспечение Arduino (IDE) с открытым исходным кодом, используемое для написания кода и его последующей загрузки на плату. Он совместим для работы на компьютерах под управлением Windows, Mac или Linux, таких как Raspberry Pi.

Это показывает, что фактическое программирование выполняется на отдельной машине, и таким образом учитывается фактор стоимости.

Малиновый Пи

Raspberry Pi работает под управлением операционной системы Raspbian, которая является стандартной и специализированной версией Linux. Raspbian специально оптимизирован для Pi, чтобы извлечь наилучшие результаты из архитектуры платы и обеспечить максимально удобное взаимодействие с пользователем. При этом ничто не мешает гениальным владельцам Pi установить на свое устройство совершенно другие операционные системы.

Есть из чего выбрать, включая Ubuntu, OSMC и RetroPie; каждое устройство Raspberry Pi — это всего лишь свежий дистрибутив (дистрибутив Linux), который не может стать игровой консолью или медиацентром.

4. Блок обработки данных

Одно из основных различий между этими двумя платами заключается в том, что Arduino — это плата микроконтроллера (физическая программируемая печатная плата), а Raspberry Pi — это микропроцессор (используемый для выполнения операций АЛУ — арифметическая логика). Unit) на базе мини-компьютера (SBC).

На плате Arduino ЦП, ОЗУ и ПЗУ размещены в блоке микроконтроллера. Все дополнительное оборудование, доступное на плате Arduino, используется для питания, программирования и подключения ввода-вывода. С другой стороны, плата Raspberry Pi SBC предлагает все функции компьютера, такие как процессор, память, хранилище, графический драйвер и разъемы.

Для работы Raspberry Pi требуется операционная система, поскольку она более сложная, с микропроцессором, памятью и графическим процессором. Поскольку это как полноценный компьютер, ему нужна ОС для управления всем. Linux предпочитает Raspberry Pi Foundation. С другой стороны, Arduino не нуждается в какой-либо операционной системе, потому что это плата на основе микроконтроллера, а микроконтроллеры не обладают такой же вычислительной мощностью или ресурсами, как большинство одноплатных компьютеров. Все, что вам нужно, это двоичный файл скомпилированного исходного кода для выполнения задачи. Другими словами, микроконтроллеру просто нужна прошивка, которая указывает ему, какую задачу выполнять.

5. Тактовая частота

Arduino

Тактовая частота Arduino составляет 16 МГц или 48 МГц и зависит от типа микропроцессора, используемого на плате. Micro, UNO и Mega — более медленные платы Arduino, работающие на частоте 16 МГц, тогда как Portenta H7 — самая быстрая из доступных плат Arduino, которая может работать на частоте до 480 МГц.

Raspberry Pi

В Raspberry Pi более новые чипы предлагают управление питанием и блокировку питания, а кроме того, он также предлагает тактовую частоту 1,8 ГГц, что намного лучше по сравнению с платами Arduino. Для справки, Raspberry Pi 4 работает на тактовой частоте 1,5 ГГц, тогда как Raspberry Pi 400 предлагает тактовую частоту 1,8 ГГц.

6. Управление питанием

Raspberry Pi и Arduino работают от разной мощности. Они оба питаются от USB, для Raspberry Pi требуется micro-USB или USB Type C, а для Arduino требуется USB Type B. Поскольку для работы Raspberry Pi требуется более высокий ток, ему нужен адаптер питания, тогда как USB-порта компьютера достаточно для подать питание на ардуино.

С точки зрения управления питанием, прерывание питания является еще одним важным фактором. В случае с Raspberry Pi внезапные или частые перебои в подаче питания могут привести к повреждению оборудования, программного обеспечения или приложения. Поэтому следует соблюдать максимальную осторожность. Для включения и выключения системы необходимо соблюдать стандартные рабочие процедуры. Использование ИБП (источник бесперебойного питания) является лучшим способом сохранения системы.

В то время как Arduino не страдает от отключения питания. Всякий раз, когда питание восстанавливается, он просто перезагружается и начинает работать без каких-либо хлопот. Но это не означает, что использование ИБП здесь не является хорошей практикой. Чтобы избавиться от многих неожиданных неприятностей, я бы рекомендовал его использовать.

7. Использование

С использованием Python Raspberry Pi работает исключительно для разработки программных приложений, в то время как Arduino считается подходящим для взаимодействия с датчиками и управления светодиодами и двигателями. Но это не значит, что Raspberry Pi нельзя использовать для той же цели. Это также можно использовать для поощрения обучения программированию путем управления оборудованием, и для этого он снабжен 40-контактным GPIO. GPIO означает ввод/вывод общего назначения. Кроме того, это можно объяснить как вывод цифрового сигнала, собранный на интегральной схеме для ввода и вывода, который управляется программным обеспечением. Различные электронные компоненты, такие как кнопки, светодиоды, двигатели, датчики и т. д., могут быть подключены к плате через контакты GPIO.

Некоторые специальные функции или функции, такие как драйвер двигателя, сенсорные экраны, соединение Ethernet, устройство чтения SD-карт, камеры, Wi-Fi и т. д. , могут быть добавлены к платам Arduino с помощью Arduino Shields. Эти шилды Arduino подключаются к разъемам Arduino Pin.

Несмотря на то, что Raspberry Pi является автономной платой, она упрощает добавление внешнего оборудования, такого как сенсорный экран, GPS, панели RGB и т. д. можно использовать для добавления дополнительных функций в Raspberry Pi. Обычно они подключены к контактам GPIO.

8. Стоимость

По стоимости оба устройства сопоставимы. По имеющимся данным, стоимость плат Raspberry Pi колеблется от 35 до 75 долларов, и этот разброс стоимости полностью зависит от типа приобретаемой модели. Объем оперативной памяти играет важную роль в факторе стоимости; стоимость увеличивается с увеличением объема оперативной памяти моделей. Однако самый маленький Raspberry Pi, Raspberry Pi Zero, стоит всего 5 долларов.

Относительно стоимость плат Arduino также колеблется где-то рядом с платами Raspberry Pi, то есть от 18 до 65 долларов, и это зависит от типа купленной модели. Например, Arduino UNO может стоить около 20 долларов. Хотя стоимость обеих плат практически сопоставима, вы также можете найти небольшие различия на разных сайтах покупки.

Инвестиционные затраты, особенно в случае Arduino, иногда не зависят от вас. Это зависит от ваших амбиций, а это означает, что в какой-то момент в соответствии с требованиями вам становится необходимо приобрести определенные вещи, например один или два штабелируемых экрана или набор резисторов, датчиков, соединительных кабелей и блоков ИС. Это повышает его стоимость.

Более того, как только вы закончили один проект и начали ожидать следующего, возможно, вы будете заказывать все больше и больше компонентов вместе с крошечными ящичками, в которых их удобно хранить. В дополнение к этому также включена стоимость устройства, способного разместить Arduino IDE. Все эти факторы влияют на стоимость доски.

Принимая во внимание, что в случае программного подхода Raspberry Pi, что еще вам нужно? Просто монитор, клавиатура и мышь вместе с кабелями, необходимыми для подключения всего, вот и все.

Что выбрать между Raspberry Pi и Arduino?

Чтобы выбрать одну из этих двух досок, вы должны быть хорошо осведомлены о своем проекте и о том, что вы хотите делать. Пока что мы поняли, для чего могут служить эти две платы.

Arduino в основном используется для выполнения повторяющихся задач, таких как управление двигателем по мере необходимости, открытие главных ворот, включение и выключение света, управление верхним резервуаром для воды, считывание данных с датчиков температуры и многие другие задачи.

Raspberry Pi считается лучшим инструментом для выполнения нескольких задач, таких как видеоигры, управление сложными роботами, подключение к Интернету, интерфейс камеры и т. д. Хотите узнать, как использовать Raspberry Pi? Ознакомьтесь с нашими курсами по Raspberry Pi! Наши курсы с пошаговыми инструкциями упрощают начало работы с этим мощным небольшим устройством.

Например, необходимо разработать приложение, в котором возможен мониторинг показаний влажности и температуры с датчиков DTh21 и отображение результатов на ЖК-экране. Здесь вы можете подумать о плате Arduino, которая является лучшим вариантом для завершения этого проекта.

Но, в случае, если есть потребность добавить в этот проект еще какие-то функциональные возможности, например, с мониторингом показаний влажности и температуры с датчика DHT11 и отображением результатов на ЖК-дисплее, дополнительно требуется, чтобы система отправила электронное письмо с результатами, сравните собранные показания онлайн с отчетом о погоде, а затем отобразите окончательные результаты на ЖК-дисплее, тогда Raspberry Pi — правильный выбор, чем Arduino.

Проще говоря, Arduino используется для начинающих проектов и там, где требуется быстрое прототипирование электроники, тогда как Raspberry Pi в основном используется в некоторых сложных проектах, где многозадачность считается важным элементом.

Заключение

Между Arduino и Raspberry Pi есть несколько ярких различий, которые считаются тонкими и значительными. Обе платы имеют значительные плюсы и минусы, но они работают исключительно при правильном использовании. Но эти различия не имеют значения в таком сценарии, когда они оба используются для максимизации результатов проекта.

С точки зрения работы плату Arduino можно сравнить со спинным мозгом тела, что означает, что Arduino используется для принятия мелких решений, таких как включение светодиода или измерение температуры жидкости, или отображение результатов на ЖК-дисплее. Напротив, плата Raspberry Pi считается мозгом. Он действительно придуман для принятия сложных решений, таких как предсказание будущих значений на основе анализа прошлых значений, управление роботами и т. д.

Основываясь на статье, мы можем сделать вывод, что Arduino является идеальной платой для новичка, который хочет изучить электронику, а также для тех, кто имеет некоторые базовые знания об электронике и заинтересован в том, чтобы заняться некоторыми простыми проектами, основанными на электронике. Raspberry Pi идеально подходит для тех, кто знает Linux и хочет разрабатывать сложные сетевые электронные проекты на основе Linux.