Raspberry Pi kontra Arduino: co jest lepsze?

Czy masz dylemat, którą platformę wybrać – Raspberry Pi czy Arduino? Zastanawiasz się, w jakich zastosowaniach każda z nich się sprawdzi?

Zarówno Raspberry Pi, jak i Arduino wyznaczają nowe standardy w dziedzinie technologii, lecz zrozumienie różnic między nimi jest kluczowe, aby wiedzieć, jak i kiedy z nich korzystać.

Ten artykuł ma za zadanie przybliżyć Ci charakterystykę Raspberry Pi i Arduino, a także omówić, w jakich sytuacjach najlepiej wykorzystać każdą z tych platform.

Zacznijmy więc.

Wszystko, co powinieneś wiedzieć o Raspberry Pi

Raspberry Pi to niewielki, niedrogi komputer, którego wielkość można porównać do karty kredytowej. Został stworzony przez Raspberry Pi Foundation, organizację non-profit z Wielkiej Brytanii.

Jego głównym celem było ułatwienie dostępu do nauki informatyki, szczególnie dla osób, które nie mogą pozwolić sobie na pełnowymiarowy komputer.

Raspberry Pi jest w stanie wykonywać zadania typowe dla tradycyjnych komputerów: przeglądanie internetu, odtwarzanie filmów w rozdzielczości 4K, tworzenie arkuszy kalkulacyjnych, granie w gry i wiele innych.

Ponadto, Pi pozwala osobom w różnym wieku uczyć się programowania w językach takich jak Scratch czy Python.

Teraz, gdy już wiesz, czym jest Pi, przyjrzyjmy się bliżej jego specyfikacji technicznej.

Pierwsza wersja Raspberry Pi pojawiła się w 2012 roku. Od tego czasu powstało kilka kolejnych, ulepszonych modeli. Oryginalne Pi miało jednordzeniowy procesor o częstotliwości 700 MHz i zaledwie 256 MB pamięci RAM.

Natomiast najnowszy model, Raspberry Pi 4 Model B, oferuje czterordzeniowy procesor o taktowaniu ponad 1,5 GHz oraz 4 GB pamięci RAM.

Cena Raspberry Pi zazwyczaj nie przekraczała 80 USD (najczęściej około 35 USD).

Co więcej, Pi Zero kosztuje jedynie 5 USD, co podkreśla jego kompaktowość, przystępność i efektywność.

Raspberry Pi znajduje szerokie zastosowanie w różnych sektorach, od muzyki po stacje meteorologiczne.

Przykłady zastosowań Raspberry Pi

#1. Stacja radiowa FM

Chcesz podzielić się czymś z grupą ludzi lub społecznością? Raspberry Pi może posłużyć do nadawania sygnału radiowego FM.

Uwaga: Nadawanie audycji radiowych FM bez odpowiedniej licencji jest niezgodne z prawem. Na szczęście zasięg Pi jest ograniczony, więc łatwo uniknąć potencjalnych problemów.

Wystarczy przenośny zasilacz i podstawowa umiejętność lutowania.

Następnie wgrywasz nagranie audio na kartę microSD i gotowe!

#2. Retro konsola do gier DIY

Kolejnym popularnym zastosowaniem Raspberry Pi jest tworzenie retro automatów do gier. Jest on na tyle mały i wydajny, że doskonale sprawdza się w tej roli.

Możesz zainstalować pojedynczy emulator, załadować ROM-y i od razu zacząć grać.

Możesz też korzystać z dedykowanych platform do gier retro, takich jak RetroPie, RecalBox czy PiPlay, które są przeznaczone specjalnie dla Raspberry Pi.

Emulować można nawet popularne platformy, takie jak gry na MS-DOS i Commodore 64. Raspberry Pi pozwala również ożywić wiele znanych 16-bitowych konsol.

#3. Serwery internetowe

Raspberry Pi świetnie sprawdza się również jako serwer WWW. Jego moc jest wystarczająca, aby hostować prostą stronę internetową, na przykład bloga.

Na początek musisz zainstalować oprogramowanie Apache lub kompletny stos LAMP z PHP i MySQL, wraz z Apache.

Po zakończeniu konfiguracji, wystarczy przesłać plik HTML do odpowiedniego katalogu (www), a serwer zacznie działać.

Uwaga: Aby Twoja strona była dostępna w sieci, musisz uzyskać statyczny adres IP od dostawcy Internetu.

Teraz przejdźmy do Arduino i zobaczmy, czym różni się od Raspberry Pi.

Wszystko, co powinieneś wiedzieć o Arduino

Arduino to platforma typu open source, składająca się z łatwego w użyciu sprzętu (mikrokontrolera) oraz oprogramowania Arduino, czyli IDE (zintegrowanego środowiska programistycznego).

Środowisko programistyczne Arduino zostało opracowane w Ivrea Interaction Design Institute. Jego celem, podobnie jak Raspberry Pi, jest edukowanie w dziedzinie technologii i programowania, szczególnie osób bez doświadczenia.

Płytki Arduino potrafią interpretować sygnały wejściowe, na przykład światło LED na czujniku czy naciśnięcie przycisku, i przekształcać je na sygnały wyjściowe, takie jak uruchomienie silnika czy zapalenie diody LED.

Arduino jest podstawą wielu prostych i zaawansowanych projektów naukowych. Jest przyjazne dla użytkownika, łatwe do opanowania dla początkujących, a jednocześnie elastyczne dla zaawansowanych użytkowników.

Możesz dosłownie powiedzieć Arduino, co ma robić, pisząc zestaw instrukcji lub kodując program w uproszczonym C++ w środowisku programistycznym Arduino (IDE).

Uwaga: IDE to miejsce, w którym tworzysz kod programu przed przesłaniem go na płytkę.

Przykłady zastosowań Arduino

#1. Instrumenty muzyczne

Za pomocą Arduino można tworzyć różnego rodzaju instrumenty muzyczne, takie jak syntezatory, perkusje czy thereminy.

Na początek potrzebujesz płytki Flick i Arduino UNO.

Flick Board to płytka drukowana, która wykrywa gesty wykonywane do 15 cm nad jej powierzchnią. Dzięki temu możesz machać rękami w powietrzu, a ruchy te zostaną automatycznie przetworzone na dźwięki muzyczne.

To naprawdę ciekawy projekt z wykorzystaniem Arduino!

#2. Zamek na odcisk palca

Masz dość gubienia kluczy i jednocześnie nie chcesz inwestować w drogi zamek na odcisk palca?

A co, jeśli powiemy, że możesz samodzielnie stworzyć zamek na odcisk palca za pomocą Arduino, ponosząc koszt około 70 USD?

Do realizacji tego projektu potrzebujesz, oprócz płytki Arduino UNO:

  • Czujnik odcisków palców
  • Czujnik odblaskowy na podczerwień
  • Siłownik
  • Podświetlenie LCD RGB
  • Moduł zasilania

Jak to działa?

Najpierw rejestrujesz swój odcisk palca w systemie. Następnie umieszczasz palec na czytniku linii papilarnych.

Jeśli Twój odcisk zostanie rozpoznany, serwomechanizmy odryglują zamek i automatycznie otworzą drzwi.

Po ponownym zamknięciu drzwi czujniki odbijające podczerwień wykryją ruch i zamkną drzwi. Brzmi interesująco, prawda?

#3. RoboCar

Nie byle jaki samochód-robot, ale taki, który potrafi unikać przeszkód!

To inteligentne urządzenie automatycznie wykrywa przeszkody na swojej drodze i w razie potrzeby zmienia kierunek jazdy. To podstawowa funkcjonalność każdego robota mobilnego.

Technologia ta jest wykorzystywana przez firmy i wojsko do realizacji zadań o wysokim stopniu ryzyka bez udziału człowieka.

Czego potrzebujesz?

Wystarczy samochodzik-zabawka, czujnik ultradźwiękowy (który wykryje blokadę drogi), bateria 9V/12V 1A i kilka przewodów.

W Internecie można znaleźć wiele filmów instruktażowych, które pomogą Ci zbudować robota sterowanego Arduino, z wykorzystaniem tych akcesoriów.

Zalety Raspberry Pi w porównaniu z Arduino

  • Szerokie wsparcie dla urządzeń peryferyjnych: Raspberry Pi ma 26 pinów GPIO, co umożliwia jednoczesne podłączenie wielu wyświetlaczy, modułów i czujników.
  • Obsługa wielu języków programowania: możesz programować w C, C++, Java, Python, Ruby i innych.
  • Atrakcyjna cena i wysoka wydajność: stosunek ceny do możliwości Raspberry Pi jest bezkonkurencyjny; procesor 1,6 GHz to niespotykana moc w tej klasie urządzeń.
  • Kieszonkowy komputer: łatwo możesz przekształcić Raspberry Pi w przenośną dystrybucję systemu Linux i używać go do programowania, edycji zdjęć, przeglądania Internetu i innych typowych zadań.

Zalety Arduino w porównaniu z Raspberry Pi

  • Przystępny cenowo i uniwersalny mikrokontroler: Arduino to jeden z najbardziej dostępnych cenowo mikrokontrolerów na rynku, który działa na systemach Windows, Mac i Linux OS.
  • Łatwy w obsłudze: bazuje na środowisku programowania Processing i jest intuicyjny zarówno dla początkujących, jak i zaawansowanych użytkowników.
  • Oprogramowanie open source: Arduino jest udostępniane jako narzędzie typu open source i w każdej chwili można je rozbudować o biblioteki C++.
  • Możliwość rozbudowy: Arduino jest licencjonowane na licencji Creative Commons, co pozwala na tworzenie i modyfikowanie własnych wersji modułów.

Raspberry Pi kontra Arduino – kiedy co stosować?

Chcesz tworzyć innowacyjne rozwiązania do automatyki domowej i robotyki, ale nie jesteś pewien, kiedy użyć Raspberry Pi, a kiedy Arduino?

Najpierw zrozummy podstawową różnicę między tymi dwoma platformami.

Płytka Raspberry Pi zawiera mikroprocesor. Ma architekturę ARM i obsługuje pełny system operacyjny (Raspbian, Ubuntu).

W praktyce Raspberry Pi możesz używać tak, jak tradycyjnego komputera (choć z pewnymi ograniczeniami wydajnościowymi).

Z kolei płytka Arduino zawiera mikrokontroler. W zależności od modelu Arduino możesz mieć do czynienia z różnymi typami mikrokontrolerów.

Podstawowa różnica polega na tym, że mikrokontroler to nie to samo co mikroprocesor. Na mikrokontrolerze Arduino nie da się zainstalować systemu operacyjnego. Po prostu uruchamiasz program działający w pętli. I to wszystko!

Kiedy używać Raspberry Pi

Istnieje szereg projektów, które można zrealizować tylko przy pomocy Raspberry Pi.

#1. Złożone aplikacje

Istnieje znacząca różnica między programowaniem na mikroprocesorze (Raspberry Pi) a mikrokontrolerze (Arduino).

Arduino jest popularne ze względu na swoją prostą strukturę. Ogranicza się do jednego wątku z jedną pętlą sterowania.

Jeden wątek oczywiście nie wystarczy do stworzenia algorytmu wykrywania ruchu, kieszonkowego komputera, a nawet do przesyłania obrazu z kamery.

Arduino jest przeznaczone do sterowania na niskim poziomie – wystarczy do bezpośredniej komunikacji ze sprzętem.

Jeśli planujesz bardziej zaawansowane rozwiązania, potrzebujesz wydajnego mikroprocesora, takiego jak Raspberry Pi.

#2. Programowanie z wykorzystaniem rozbudowanych bibliotek C++

Język Arduino to podzbiór języka C/Cpp, który nie pozwala na korzystanie ze wszystkich funkcji Cpp, takich jak C++14 czy C++17 podczas pisania kodu.

Natomiast na Raspberry Pi możesz korzystać z pełnej gamy funkcji Cpp.

Biblioteka std, obsługa wyjątków, słowa kluczowe „new” i „delete” – wszystko jest dostępne.

Dodatkowo możesz samodzielnie kompilować pliki Cpp bez specjalistycznej wiedzy.

#3. Prawdziwa wielowątkowość

Jeśli tworzysz aplikację, która wymaga wielowątkowości, Raspberry Pi jest dla Ciebie idealnym rozwiązaniem!

W przypadku Arduino możesz dostosować swój program tak, aby uzyskać efekt zbliżony do wielowątkowości. Jednak nie będzie to idealne rozwiązanie!

Zatem, aby osiągnąć „prawdziwą” wielowątkowość, potrzebujesz Raspberry Pi, aby uruchomić dowolny wątek w wybranym języku programowania.

Kiedy używać Arduino?

Ponieważ płytka Arduino korzysta z mikrokontrolera, nie może pełnić funkcji systemu operacyjnego. Jednak niektóre rzeczy łatwiej jest zrobić przy użyciu płytki Arduino.

#1. Przetwarzanie w czasie rzeczywistym

Dzięki Arduino łatwiej jest osiągnąć ograniczenia czasu rzeczywistego. Raspberry Pi ma potężny wielordzeniowy procesor i dużo pamięci RAM, co jest korzystne w przypadku bardziej rozbudowanych programów.

Używając Raspberry Pi, masz mniejszą kontrolę nad zasobami, ponieważ to system operacyjny zarządza nimi za Ciebie.

Uruchamiając wiele programów naraz, trudniej jest osiągnąć przetwarzanie w czasie rzeczywistym za pomocą Raspberry Pi.

Chociaż w pewnych przypadkach można osiągnąć ograniczenia czasu rzeczywistego za pomocą Raspberry Pi (np. łatka RT-Preempt), to jednak jest to zdecydowanie bardziej skomplikowane i mniej praktyczne.

Z drugiej strony Arduino dysponuje znacznie mniejszą mocą obliczeniową i minimalną ilością pamięci RAM.

Może się wydawać, że urządzenie o mniejszej mocy obliczeniowej jest w tym przypadku lepsze od Raspberry Pi. Otóż nie do końca.

Arduino bazuje na wydajnym języku programowania (C/C++). Ponieważ masz tylko jeden program działający w pętli w jednym wątku, łatwiej jest oszacować czas potrzebny na wykonanie zadania.

#2. Proste projekty

Z dotychczasowych rozważań wynika, że:

  • Raspberry Pi jest idealne do złożonych projektów.
  • Arduino sprawdza się najlepiej w przypadku prostych programów zawierających powtarzające się instrukcje.

Jeśli zatem Twoja aplikacja polega na odczytywaniu danych z czujników (temperatura, podczerwień, odciski palców), ich przetwarzaniu w czasie rzeczywistym i generowaniu podstawowych sygnałów wyjściowych, Arduino z łatwością sobie z tym poradzi.

Ponadto, w odróżnieniu od Raspberry Pi, Arduino ma wstępnie zintegrowane funkcje sprzętowe i wymaga znacznie mniej czasu na rozwój.

#3. Mocne piny sprzętowe

Chociaż obie platformy mają podobne funkcje sprzętowe, pewne różnice sprawiają, że Arduino jest lepsze od Raspberry Pi w niektórych przypadkach, np. w dwóch poniższych.

  • Przetwornik analogowo-cyfrowy (ADC): ADC w Arduino UNO pozwala na odczyt wartości z zakresu 0-5 V, co ułatwia odczytywanie wartości procentowych z czujników.
  • Zintegrowany PWM: niektóre piny Arduino umożliwiają generowanie sygnałów PWM, które służą do sterowania urządzeniami i regulowania ich pracą.

Teraz, gdy już wiesz, gdzie co najlepiej się sprawdza, zobaczmy, gdzie możesz kupić Raspberry Pi i Arduino.

Gdzie kupić Raspberry Pi?

Jeśli chcesz nabyć Raspberry Pi, warto skorzystać z zaufanych platform.

#1. Amazon

Amazon to olbrzymia platforma internetowa, na której można kupić niemal wszystko. W tym oczywiście płytki Raspberry Pi.

Na Amazonie znajdziesz najnowszą wersję Raspberry Pi, czyli Raspberry Pi 4 Model B, wydaną w 2019 roku.

Amazon oferuje możliwość przeglądania ocen i recenzji produktów. Możesz również porównywać ceny od różnych sprzedawców i wybrać najkorzystniejszą ofertę.

#2. Okay Zrób

Okay Zrób dostarcza unikalne połączenie oprogramowania, wsparcia technicznego i usług produkcyjnych, które pomagają klientom w generowaniu innowacyjnych pomysłów i przekształcaniu ich w realne produkty.

Oferta obejmuje Raspberry Pi 4 Model B w zestawie startowym składającym się z 8 elementów.

Oprócz kompletu Raspberry, otrzymasz bezpłatny dostęp do przewodnika konfiguracji online oraz szereg ciekawych projektów do realizacji.

Gdzie kupić Arduino?

#1. Arduino.cc

Arduino.cc to miejsce, gdzie znajdziesz wszystkie produkty i akcesoria Arduino. Oferta obejmuje szeroki wybór produktów, a najpopularniejszym z nich jest pakiet certyfikacyjny Arduino.

Pakiet zawiera zestaw startowy Arduino i egzamin certyfikacyjny online.

Egzamin zazwyczaj składa się z praktycznych zadań wykonywanych z użyciem zestawu startowego. To doskonały wybór dla początkujących, którzy chcą nauczyć się Arduino od podstaw.

Egzamin jest dostępny w języku angielskim, hiszpańskim, niemieckim, włoskim i chińskim.

#2. Amazon

Po raz kolejny, Amazon to idealne miejsce do zakupu płytek Arduino i akcesoriów.

Możesz tu znaleźć zarówno pojedyncze płytki Arduino UNO, jak i kompletne zestawy Arduino.

Arduino Uno REV 3 to bestsellerowa seria Arduino na Amazonie, ciesząca się wysokimi ocenami i pozytywnymi recenzjami klientów.

Co jest lepsze: Raspberry Pi czy Arduino?

Jak wynika z powyższych rozważań, zarówno Raspberry Pi, jak i Arduino mają swoje wady i zalety.

Wybór między tymi dwoma platformami w dużej mierze zależy od rodzaju aplikacji, którą chcesz stworzyć.

Arduino dobrze nadaje się do wykonywania powtarzalnych zadań, które obejmują pojedynczy sygnał wejściowy i podstawowe sygnały wyjściowe, takie jak otwieranie drzwi, włączanie/wyłączanie światła, odczyt temperatury za pomocą czujników itp.

Z kolei Raspberry Pi jest zalecane do bardziej złożonych aplikacji, które wymagają obsługi wielu programów i różnorodnych sygnałów wyjściowych, na przykład sterowanie robotami, tworzenie kieszonkowych komputerów PC, budowanie stron internetowych itp.


newsblog.pl