Raspberry Pi против Arduino: что купить?

Хотя Raspberry Pi и Arduino иногда упоминаются одновременно, и оба продукта можно причислить к одним и тем же продуктам для хобби электроники, на самом деле это два разных продукта со своими собственными приложениями. Raspberry Pi против Arduino: в чем различия и что вы используете для чего?

Если вы интересуетесь (программируемой) электроникой для хобби, вы скоро встретите Raspberry Pi и Arduino. Оба продукта выполнены в виде печатной платы, на которой размещены различные микросхемы, и размеры, например, Raspberry Pi 3 (8,5 × 5,6 см) и популярной Arduino Uno R3 (6,9 × 5,3 см) вполне сопоставимы. Однако это два очень разных продукта, каждый со своими сильными и слабыми сторонами. В этой статье мы обсудим различия между двумя платформами.

Компьютер против микроконтроллера

В принципе, разницу легко объяснить: Arduino - это микроконтроллер, а Raspberry Pi - полноценный компьютер. Микроконтроллер не запускает операционную систему, и одновременно может работать только одна программа. Компьютер оснащен операционной системой и может одновременно запускать несколько программ.

Таким образом, в Raspberry Pi и альтернативных одноплатных компьютерах, таких как Orange Pi, вы можете распознать все части полноценного компьютера. Например, Raspberry Pi 3 Model B + оснащен портами USB, сетевым подключением, подключением HDMI и выводом звука. Есть даже вайфай и блютуз. Благодаря всем этим соединениям вы можете, как и любой компьютер, подключить экран и устройства ввода, после чего в сочетании с подходящей операционной системой вы можете использовать Pi в качестве настольного ПК для просмотра или обработки текста. Сравните это со средней платой микроконтроллера Arduino или аналогичной: эти платы в основном предлагают только контакты, которые служат в качестве цифровых и аналоговых входов и выходов, которые подключены непосредственно к микроконтроллеру, с помощью которого вы можете переключаться.

Arduino - это микроконтроллер, а Raspberry Pi - полноценный компьютер.

Что такое Raspberry Pi?

Изначально Raspberry Pi был разработан британцем Эбеном Аптоном как дешевый компьютер (за 35 долларов) для обучения детей основам компьютеров, электроники и программирования. Тем не менее, компьютерные энтузиасты также увидели множество применений дешевой Raspberry Pi. В основе Raspberry Pi во всех случаях лежит SoC от Broadcom, который сочетает в себе процессор ARM с графическим процессором VideoCore IV, а также обеспечивает все соединения, такие как порты USB и выход HDMI. Затем чип для сетевого подключения подключается через USB 2.0. Это также причина того, что гигабитное сетевое соединение на последней модели Raspberry Pi 3 Model B + достигает скорости от 200 до 300 Мбит / с вместо полной гигабитной скорости.

У Raspberry Pi нет хранилища, вам нужна SD-карта, на которой установлена ​​желаемая операционная система. Raspberry Pi Foundation рекомендует по крайней мере карту Class4, но наш опыт показывает, что более быстрая карта с Class 10 или даже UHS Class 1 от хорошего бренда - лучшая идея. В любом случае не покупайте билет без торговой марки, у вас есть высокая вероятность того, что билет будет поврежден во время использования.

Универсальные операционные системы

Вы можете самостоятельно установить операционную систему на SD-карту. Стандартная операционная система - это Raspbian на основе Debian, дистрибутив Linux, который позволяет использовать Raspberry Pi в качестве настольного компьютера. Существуют также более специализированные дистрибутивы на основе Linux, которые позволяют использовать Pi в качестве игровой консоли (например, RetroPie) или медиаплеера (например, OpenELEC).

Большинство операционных систем для Pi основаны на Linux, но в виде, например, Windows IOT Core или RISC OS существуют и другие типы операционных систем. Гибкие операционные системы Linux позволяют использовать множество сложных приложений. Например, вы можете использовать Raspberry Pi в качестве умного динамика с Google Home, вы можете использовать его как сервер загрузки или даже как центральный блокировщик рекламы в вашей домашней сети.

Pi также отлично подходит в качестве медиаплеера для видео или потокового аудио. Мини-компьютер настолько мощный, что вы также можете использовать его как ретро-игровую консоль, например, от Raspberry Pi 2 в сочетании с RetroPie. Затем он без труда эмулирует игровые консоли, такие как NES, SNES, MegaDive и Commodore 64.

Высокая совместимость

После того, как в 2012 году был запущен первый Raspberry Pi, появились всевозможные версии с более быстрыми процессорами. Если первый Raspberry Pi имел одноядерный процессор с тактовой частотой 700 МГц, последний 3+ оснащен четырехъядерным процессором с тактовой частотой 1,4 ГГц. Однако одна вещь осталась неизменной во всех этих Raspberry Pi: SoC предоставляется Broadcom. Между используемыми ядрами ARM есть некоторая разница, но графический процессор VideoCore IV одинаков во всех используемых SoC. Согласно Raspberry Pi Foundation, VideoCore является единственным публично задокументированным графическим процессором для ARM SoC и поэтому важен для проекта Pi. Что-то в этом есть, потому что основным недостатком других SoC на альтернативных платах является то, что графические возможности обычно плохо поддерживаются.Фонд Raspberry Pi уделяет большое внимание совместимости Пи между поколениями. Таким образом, собственная операционная система Raspbian по-прежнему полностью совместима со всеми вариантами Pi.

Raspberry Pi против альтернатив

Raspberry Pi - не единственный одноплатный компьютер на рынке. После успеха Pi другие производители, в основном китайские, также выводят на рынок «клоны» Raspberry Pi. Иногда на этих тарелках есть название другого фрукта в сочетании со словом Пи, например, Банановый Пи или Апельсин Пи. Мы сознательно написали «клонирование» ранее в этом абзаце, потому что в отличие от большинства клонов Arduino, это не точные копии. Raspberry Pi использует SoC Broadcom, в то время как альтернативные платы имеют SoC от другого производителя, такого как Allwinner, Rockchip или MediaTek. Как и SoC Broadcom, используемая в Raspberry Pi, эти SoC основаны на процессоре ARM, но на этом сходство заканчивается. Например, другие элементы SoC (например, GPU) отличаются.На практике это означает, что операционная система, специально созданная для Raspberry Pi, такая как Raspbian или RetroPie, не работает напрямую на одной из альтернативных плат.

Альтернативные производители плат обычно поставляют свой собственный дистрибутив Linux (иногда модифицированную версию Raspbian), но часто вы также можете выбрать Armbian. Это специальный дистрибутив Linux, специально созданный для одноплатных компьютеров. Кстати, Armbian не поддерживает Raspberry Pi. Хотя альтернативные одноплатные компьютеры мощнее или дешевле, чем Raspberry Pi, и, следовательно, определенно имеют право на существование, они обычно не очень хорошая идея для новичков. Документация от (китайских) производителей обычно ограничена. Другая проблема состоит в том, что все возможности обычно не полностью поддерживаются подходящими для плат дистрибутивами Linux. Например, иногда вы не можете выбрать все разрешения, что затруднительно, если у вас просто экран с неподдерживаемым разрешением.Другая проблема заключается в том, что количество пользователей на один альтернативный знак относительно невелико, поэтому вы не можете использовать активное сообщество в случае возникновения проблем. Большое количество пользователей и хорошая поддержка со стороны сообщества Pi - очень большой плюс, особенно для новичков.

Большое количество пользователей и хорошая поддержка со стороны сообщества Pi - очень большой плюс, особенно для новичков.

аксессуары

Есть еще один аргумент в пользу выбора Raspberry Pi, а не одного из других одноплатных компьютеров. В продаже есть много аксессуаров для Raspberry Pi. Таким образом, у вас есть широкий выбор корпусов всех цветов и форм. Вы хотите встроить свой Pi в корпус, похожий на игровую консоль в стиле ретро? Нет проблем, есть чехлы, похожие на Nintendo NES или SNES. Кроме того, в продаже есть всевозможные расширения для Raspberry Pi. Этим можно, например, добавить хороший (цифровой) вывод звука, сенсорный экран, маленький экран или светодиодную матрицу. Модули расширения также называются HAT, что означает «Оборудование, прикрепленное сверху». Модули расширения подключаются к GPIO, который представляет собой массив контактов на Raspberry Pi.Эти контакты также можно использовать для подключения датчиков и других компонентов.

Что такое Ардуино?

Arduino - это пример микроконтроллера: очень простой компьютер, который может запускать одну программу за раз. Итак, на микроконтроллере нет операционной системы. Вы программируете микроконтроллер с выбранной вами программой, после чего эта программа выполняется. Это делает микроконтроллер идеальным решением для выполнения небольших повторяющихся задач, таких как автоматическое открывание двери или включение лампы во время движения. Но возможны и более продвинутые вещи, например, беспилотный робот, который определяет свое движение на основе датчиков.

Когда мы говорим об Arduino, мы говорим не только о микроконтроллере. Плата Arduino содержит все компоненты, необходимые для использования микроконтроллера (обычно это вариант Atmel, но также используются другие бренды). Например, большинство плат Arduino оснащены разъемом USB. Он используется для передачи программы на микроконтроллер через ПК. Кроме того, платы Arduino содержат контакты, к которым вы можете подключать такие компоненты, как датчики и двигатели.

Примером проекта, который вы можете построить, является свет, который реагирует на движение или наступление сумерек, как мы показываем здесь. Но в сочетании с Arduino, оснащенным Wi-Fi, вы также можете создать погодную сигнализацию. Или вы создаете бумажный зонт, который автоматически открывается, когда начинается дождь.

Надежный

Преимущество микроконтроллера, такого как Arduino, заключается в том, что после программирования небольшое программное обеспечение может выйти из строя. Как только вы подключите блок питания, будет выполнен код, запрограммированный в микроконтроллере. Неважно, если вы просто отключите питание, после повторного подключения программа просто снова запустится. Это совершенно не относится к одноплатным компьютерам, таким как Raspberry Pi. Когда вы просто отключаете питание от Raspberry Pi, у вас есть высокая вероятность того, что файлы операционной системы будут повреждены, и ваш Pi больше не будет загружаться. Так же, как, например, ПК с Windows, вам нужно правильно выключить Pi, чтобы выключить его.