Wielu pasjonatów majsterkowania i entuzjastów elektroniki chętnie wykorzystuje minikomputery Raspberry Pi w swoich przedsięwzięciach. Te zaskakująco sprawne urządzenia z powodzeniem radzą sobie z zadaniami obliczeniowymi, w tym również tymi związanymi z fizyką. Jednakże, problem nie zawsze tkwi w ograniczeniach mocy obliczeniowej Raspberry Pi. Często okazuje się, że w pewnych zastosowaniach, oferują one nadmiar zasobów, które pozostają niewykorzystane.
Istnieje kilka powodów, dla których w pewnych projektach elektronicznych, lepszym wyborem może okazać się coś prostszego, niż minikomputer Raspberry Pi.
1. Projekt idealny dla mikrokontrolera
Raspberry Pi to swego rodzaju hybryda, łącząca cechy mikrokontrolera z możliwościami komputera osobistego. Daje swobodę eksperymentowania ze sprzętem, umożliwia równoczesną pracę systemu operacyjnego, tworząc w ten sposób samodzielne środowisko. W praktyce, w wielu projektach elektronicznych, Raspberry Pi można zastąpić Arduino (lub mikrokontrolerem Raspberry Pi Pico), a efekt końcowy będzie niemal identyczny, bez potrzeby dodatkowych poprawek.
Oznacza to również, że potężne zasoby obliczeniowe Raspberry Pi nie są w pełni wykorzystywane. Nie musi to być wada, jednak świadome podejście do optymalizacji, może skłonić nas do wprowadzenia dodatkowych procesów i większej złożoności projektu, co w efekcie przyniesie więcej satysfakcji i zadowolenia z rezultatu.
Jeśli interesuje Cię, czym różni się minikomputer taki jak Raspberry Pi od mikrokontrolera, posiadamy artykuł szczegółowo omawiający te niuanse.
2. Istotna praca w czasie rzeczywistym
Chociaż możliwe jest zainstalowanie systemu operacyjnego czasu rzeczywistego, a nawet uruchomienie bez systemu (tzw. bare-metal), aby zminimalizować opóźnienia, Raspberry Pi, z wyjątkiem modeli Pico, zasadniczo nie są idealne do zadań wymagających pracy w czasie rzeczywistym.
Do zadań, które muszą być wykonywane w ściśle określonym przedziale czasu, znacznie lepiej sprawdzi się mikrokontroler, taki jak Pico lub Arduino. Mikrokontrolery doskonale realizują zadania, gdzie czas odgrywa kluczową rolę, np. w robotyce, inteligentnych domach, monitorowaniu stanu zdrowia, czy systemach bezpieczeństwa.
3. Minimalizacja zużycia energii
Źródło zdjęcia: raspberrypi.com
Podobnie jak większość komputerów z architekturą ARM, Raspberry Pi charakteryzuje się niskim poborem mocy, często nie przekraczającym 10W, nawet pod dużym obciążeniem. Jest to wartość znacznie niższa, niż w przypadku standardowych komputerów x86, nawet w trybie spoczynku. Istnieje możliwość dalszej redukcji zużycia energii w Raspberry Pi poprzez odłączenie peryferiów, wyłączenie portów i diod LED.
Jednak nawet najbardziej energooszczędny minikomputer, jakim jest Raspberry Pi, nadal będzie wymagał więcej energii niż zwykły mikrokontroler, ze względu na większe obciążenie przetwarzania.
Jeśli priorytetem projektu jest jak najniższe zużycie energii, warto rozważyć, czy Raspberry Pi jest rzeczywiście niezbędny, czy też mikrokontroler z powodzeniem zrealizuje dane zadanie.
4. Optymalizacja kosztów projektu
Pomimo, że Raspberry Pi są stosunkowo tanie, szczególnie w obecnej sytuacji, gdy dostępność jest lepsza, czasami konieczne jest dalsze obniżenie kosztów projektu, zwłaszcza przy planach sprzedaży. W tym przypadku, warto zapoznać się z listą najlepszych platform dla twórców.
Najtańszy model Raspberry Pi, Pi Zero W (z Wi-Fi i Bluetooth), kosztuje około 10 dolarów, natomiast mocniejszy Pi Zero 2 W to wydatek rzędu 15 dolarów. Z kolei najtańszy mikrokontroler Raspberry Pi Pico to zaledwie 5 dolarów. Ekonomia to kluczowa przewaga Raspberry Pi Pico w porównaniu z innymi modelami.
5. Brak konieczności użycia klawiatury i myszy
Użycie Raspberry Pi w projekcie elektronicznym, który nie wymaga wprowadzania danych za pomocą klawiatury, myszy ani graficznego interfejsu użytkownika, może okazać się niepotrzebne. Te minikomputery są zaprojektowane do pracy w środowisku desktopowym, stąd wyposażone są w porty USB, wyjście HDMI i inne interfejsy do podłączania urządzeń peryferyjnych.
Mikrokontrolery natomiast są projektowane z myślą o współpracy z komponentami elektronicznymi, dlatego posiadają szereg pinów GPIO do komunikacji, a także port USB do programowania. Sprawia to, że nie są odpowiednie do projektów wymagających np. kamery, czy ekranu dotykowego, ale ułatwiają stworzenie przenośnych i łatwych w konfiguracji projektów.
Ponieważ mikrokontroler może z powodzeniem zrealizować wiele zadań w projektach elektronicznych, przed podjęciem decyzji o wykorzystaniu Raspberry Pi, należy dokładnie przeanalizować realne potrzeby projektu.
Użycie Raspberry Pi w prostym projekcie nie jest błędem, zwłaszcza jeśli mamy go już pod ręką i chcemy szybko rozpocząć pracę.
Jednak, mając wybór pomiędzy minikomputerem, a mikrokontrolerem w projekcie, który steruje elektroniką i nie wymaga dużej mocy obliczeniowej, zawsze warto wybrać prostsze rozwiązanie, czyli mikrokontroler. Pozwoli to nauczyć się pracy w środowisku ograniczonych zasobów, co okaże się szczególnie pomocne przy planach kariery w rozwoju systemów wbudowanych.