Raspberry Pi срещу Arduino: Кой трябва да купите?

Въпреки че Raspberry Pi и Arduino понякога се споменават на един дъх и двата продукта могат да бъдат причислени към едни и същи хоби продукти, те наистина са два различни продукта със собствени приложения. Raspberry Pi срещу Arduino: какви са разликите и какво използвате за какво?

Ако се интересувате от (програмируеми) продукти за хоби за електроника, скоро ще попаднете на Raspberry Pi и Arduino. И двата продукта са проектирани като печатна платка, върху която са поставени различни чипове и размерите на, например, Raspberry Pi 3 (8,5 × 5,6 см) и популярния Arduino Uno R3 (6,9 × 5,3 см) са доста сравними. И все пак това са два много различни продукта, всеки със своите силни и слаби страни. В тази статия ще обсъдим разликите между двете платформи.

Компютър срещу микроконтролер

По принцип разликата е лесна за обяснение: Arduino е микроконтролер, докато Raspberry Pi е пълноправен компютър. Микроконтролерът не работи с операционна система и в даден момент може да работи само една програма. Компютърът е оборудван с операционна система и може да изпълнява няколко програми едновременно.

Следователно в Raspberry Pi и алтернативни едноплатни компютри като Orange Pi можете да разпознаете всички части на пълноправен компютър. Например Raspberry Pi 3 Model B + е оборудван с USB портове, мрежова връзка, HDMI връзка и звуков изход. Налични са дори wifi и bluetooth. Благодарение на всички тези връзки можете, както всеки компютър, да свържете екран и устройства за въвеждане, след което, в комбинация с подходяща операционна система, можете да използвате Pi като настолен компютър за сърфиране или обработка на текст. Сравнете това със средната платка Arduino или подобна платка за микроконтролер: тези платки предлагат основно щифтове, които служат като цифрови и аналогови входове и изходи, които са свързани директно към микроконтролера, с който можете да превключвате нещата.

Arduino е микроконтролер, докато Raspberry Pi е пълноправен компютър.

Какво е Raspberry Pi?

Raspberry Pi първоначално е разработен от британеца Ебен Ъптън като евтин компютър (за $ 35), за да научи децата на основите на компютрите, електрониката и програмирането. Въпреки това, компютърните любители също видяха много приложения за евтиния Raspberry Pi. Основата на Raspberry Pi във всички случаи е SoC от Broadcom, който комбинира ARM процесор с видеокартата VideoCore IV и също така осигурява всички връзки като USB портовете и HDMI изхода. След това чипът за мрежовата връзка се свързва чрез USB 2.0. Това е и причината, поради която гигабитовата мрежова връзка на най-новия Raspberry Pi 3 Model B + постига скорост между 200 и 300 Mbit / s, вместо пълна гигабитова скорост.

Raspberry Pi няма място за съхранение, трябва ви SD карта, на която да инсталирате желаната операционна система. Фондацията Raspberry Pi препоръчва поне карта Class4, но опитът ни показва, че по-бързата карта с клас 10 или дори UHS Class 1 от добра марка е по-добра идея. Във всеки случай не купувайте не марков билет, имате голям шанс билетът да се повреди по време на употреба.

Универсални операционни системи

Можете сами да инсталирате операционна система на SD картата. Стандартната операционна система е базираната на Debian Raspbian, дистрибуция на Linux, която ви позволява да използвате Raspberry Pi като настолен компютър. Освен това има и специализирани дистрибуции, базирани на Linux, които ви позволяват да използвате Pi като конзола за игри (като RetroPie) или медиен плейър (като OpenELEC).

Повечето операционни системи за Pi са базирани на Linux, но под формата например на Windows IOT Core или RISC OS има и други видове операционни системи. Гъвкавите операционни системи Linux позволяват много разширени приложения. Например можете да използвате Raspberry Pi като интелигентен високоговорител с Google Home, можете да го използвате като сървър за изтегляне или дори като централен блокер на реклами във вашата домашна мрежа.

Pi е отличен и като медиен плейър за видео или стрийминг на аудио. Мини-компютърът е толкова мощен, че можете да го използвате и като конзола за ретро игра от Raspberry Pi 2 в комбинация с RetroPie, например. След това той без усилие емулира игрови конзоли като NES, SNES, MegaDive и Commodore 64.

Висока съвместимост

След като първият Raspberry Pi излезе на пазара през 2012 г., сега се появиха всякакви различни версии с по-бързи процесори. Когато първият Raspberry Pi имаше едноядрен процесор с тактова честота 700 MHz, най-новият 3+ е оборудван с 1,4 GHz четириядрен процесор. Обаче едно нещо остана същото във всички тези Raspberry Pi, SoC се предоставя от Broadcom. Има известна разлика между използваните ARM ядра, но видеокартата VideoCore IV е еднаква във всички използвани SoC. Според Raspberry Pi Foundation, VideoCore е единственият публично документиран графичен процесор за ARM SoC и следователно е важен за проекта Pi. Има нещо в него, тъй като основният недостатък на други SoC на алтернативни платки е, че графичните възможности обикновено са слабо поддържани.Фондацията Raspberry Pi поставя силен акцент върху съвместимостта между поколенията Pi. Следователно собствената операционна система Raspbian все още е напълно съвместима с всички варианти на Pi.

Raspberry Pi срещу алтернативи

Raspberry Pi не е единственият едноплатен компютър на пазара. След успеха на Pi, други производители, предимно китайски, също предлагат на пазара „клонинги“ на Raspberry Pi. Понякога тези плочи имат име на друго парче плод, комбинирано с думата Pi като Banana Pi или Orange Pi. Умишлено написахме „клонинги“ по-рано в този параграф, защото за разлика от повечето клонове на Arduino, това не са точни копия. Raspberry Pi използва Broadcom SoC, докато алтернативните платки имат SoC от друг производител като Allwinner, Rockchip или MediaTek. Подобно на Broadcom SoC, използван в Raspberry Pi, тези SoC са базирани на ARM процесор, но приликата всъщност свършва дотук. Например, други елементи на SoCs (като GPU) са различни.На практика това означава, че операционна система, специално създадена за Raspberry Pi като Raspbian или RetroPie, не работи директно на една от алтернативните платки.

Алтернативните производители на платки обикновено предоставят собствена дистрибуция на Linux (понякога модифицирана версия на Raspbian), но често можете да изберете и Armbian. Това е специална дистрибуция на Linux, специално създадена за едноплатни компютри. Между другото, Armbian не поддържа Raspberry Pi. Въпреки че алтернативните едноплатни компютри са по-мощни или по-евтини от Raspberry Pi и по този начин със сигурност имат право да съществуват, те обикновено не са толкова добра идея за начинаещи. Документацията от (китайските) производители обикновено е ограничена. Друг проблем е, че всички възможности обикновено не се поддържат напълно от дистрибуциите на Linux, които са подходящи за платките. Например, понякога не можете да изберете всички разделителни способности, което е трудно, ако просто имате екран с неподдържана разделителна способност.Друг проблем е, че броят на потребителите на алтернативен знак е относително нисък, така че не можете да се върнете към активна общност в случай на проблеми. Големият брой потребители и добрата подкрепа от Pi общността е много голям плюс, особено за начинаещи.

Големият брой потребители и добрата подкрепа от Pi общността е много голям плюс, особено за начинаещи.

аксесоари

Има още един аргумент за избора на Raspberry Pi и не един от другите едноплатни компютри. Има много аксесоари за продажба за Raspberry Pi. Така че имате богат избор от корпуси във всички цветове и форми. Искате ли да вградите своя Pi в калъф, който прилича на ретро игрална конзола? Няма проблем, има случаи, които приличат на Nintendo NES или SNES. Освен това има и всички видове разширения за Raspberry Pi за продажба. С това можете например да добавите добър (цифров) звук, сензорен екран, малък екран или LED матрица. Разширителните модули се наричат ​​още HAT, което означава хардуер, прикрепен отгоре. Разширителните модули се свързват с GPIO, който е масивът от щифтове на Raspberry Pi.Тези щифтове могат да се използват и за свързване на сензори и други компоненти.

Какво е Arduino?

Arduino е пример за микроконтролер: много прост компютър, който може да изпълнява по една програма наведнъж. Така че няма операционна система, работеща на микроконтролер. Програмирате микроконтролера с програмата по ваш избор, след което тази програма се изпълнява. Това прави микроконтролера идеален за по-малки повтарящи се задачи като автоматично отваряне на врата или включване на лампа по време на движение. Но са възможни и по-напреднали неща, като самоуправляващ се робот, който определя движението си въз основа на сензори.

Когато говорим за Arduino, говорим за нещо повече от просто за микроконтролера. Платката Arduino съдържа всички компоненти, които са ви необходими, за да използвате съществуващия микроконтролер (обикновено вариант на Atmel, но се използват и други марки) по прост начин. Повечето дъски Arduino например са оборудвани с USB връзка. Това се използва за прехвърляне на програма към микроконтролера чрез компютър. Освен това дъските Arduino съдържат щифтове, към които можете да свържете компоненти като сензори и двигатели.

Пример за проект, който можете да изградите, е светлина, която реагира на движение или началото на здрача, както е показано тук. Но в комбинация с Arduino, оборудван с WiFi, можете да създадете и аларма за времето. Или можете да изградите хартиен чадър, който да се отваря автоматично, когато започне да вали.

Здрав

Предимство на микроконтролера като Arduino е, че след програмирането малко софтуер може да се обърка. Веднага след като свържете захранването, кодът, програмиран в микроконтролера, ще бъде изпълнен. Няма значение дали просто изключите захранването, след повторното свързване програмата просто ще стартира отново. Това категорично не е случаят с едноплатен компютър като Raspberry Pi. Когато просто издърпате захранването от Raspberry Pi, имате голям шанс файловете на операционната система да се повредят и Pi вече да не се стартира. Точно като компютър с Windows, например, трябва да затворите правилно Pi, за да го изключите.