Te simți nedumerit în legătură cu alegerea dintre Raspberry Pi și Arduino? Încearci să înțelegi mai bine la ce se pretează fiecare?
Atât Raspberry Pi, cât și Arduino au adus schimbări semnificative în domeniul tehnologiei, dar este esențial să înțelegi diferențele dintre ele pentru a ști cum și când să le folosești în mod optim.
Acest articol își propune să explice conceptul Raspberry Pi și Arduino, punând accent pe distincțiile dintre acestea în contextul diverselor aplicații.
Să începem explorarea!
Tot ce trebuie să știi despre Raspberry Pi
Raspberry Pi este un calculator compact, de dimensiunea unui card bancar, produs de Fundația Raspberry Pi, o organizație non-profit cu sediul în Marea Britanie.
Scopul său principal a fost de a educa oamenii în domeniul informaticii, în special pe cei care nu au posibilitatea de a achiziționa un calculator standard.
Raspberry Pi poate îndeplini majoritatea sarcinilor unui calculator obișnuit, cum ar fi navigarea pe internet, redarea conținutului video 4K, crearea de foi de calcul, rularea jocurilor și multe altele.
Mai mult, platforma Pi este un instrument excelent pentru tineri și adulți deopotrivă, în oferirea oportunității de a învăța programare în limbaje precum Scratch și Python.
Acum că am stabilit ce reprezintă Pi, haideți să analizăm câteva detalii tehnice legate de Raspberry Pi.
Raspberry Pi a fost lansat în 2012 și, de atunci, a beneficiat de mai multe actualizări. Modelul original avea un procesor single-core de 700 MHz și o memorie RAM de 256 MB.
În contrast, cel mai nou model, Raspberry Pi 4 Model B, dispune de un procesor quad-core cu o frecvență de peste 1.5 GHz și 4 GB RAM.
Prețul Raspberry Pi s-a menținut constant sub pragul de 80 USD, în general în jur de 35 USD.
Modelul Pi Zero are chiar un preț de doar 5 USD, demonstrând caracterul său compact, accesibil și eficient.
Raspberry Pi este folosit pe scară largă în diferite sectoare, de la domeniul muzical până la stațiile meteorologice.
Aplicații uzuale ale Raspberry Pi
#1. Stație radio FM
Dorești să transmiți un mesaj unui grup sau unei comunități? Raspberry Pi te poate ajuta să-ți difuzezi mesajul prin unde radio FM.
Notă: Transmisiile radio FM sunt ilegale fără licență. Din fericire, raza de acțiune a dispozitivului Pi este mică, astfel încât să poți evita problemele.
Ai nevoie de o sursă de alimentare portabilă și cunoștințe de lipit.
Apoi, încarcă sunetul pe care vrei să-l transmiți pe cardul microSD și ești gata!
#2. Sistem DIY pentru jocuri retro
O altă utilizare populară a Raspberry Pi este ca mașină de jocuri retro. Dimensiunea sa compactă și puterea de procesare o fac ideală pentru diverse aplicații în gaming.
Poți instala un emulator dedicat, încărca ROM-uri și începe să te joci.
Sau, poți folosi platforme de jocuri retro special concepute pentru Raspberry Pi, precum RetroPie, RecalBox și PiPlay.
Poți emula platforme populare ca MS-DOS și Commodore 64, sau chiar revigora console vechi de 16 biți.
#3. Servere Web
Raspberry Pi poate fi folosit ca server web, suficient de performant pentru a găzdui un site web, cum ar fi un blog personal.
Pentru început, instalează software-ul Apache sau o stivă LAMP completă cu PHP și MySQL, alături de Apache.
După ce configurezi totul, încarcă fișierul HTML în directorul (www), iar serverul va fi live.
Notă: Pentru a-ți activa site-ul, vei avea nevoie de o adresă IP statică de la furnizorul tău de internet.
Acum, să analizăm Arduino și prin ce diferă de Raspberry Pi.
Tot ce trebuie să știi despre Arduino
Arduino este o platformă open-source care include atât hardware ușor de utilizat (numit microcontroler) cât și software-ul Arduino, adică IDE (Mediu de dezvoltare integrat).
IDE-ul Arduino a fost dezvoltat de Institutul de Proiectare Interacțiuni Ivrea. Obiectivul său este similar cu cel al Raspberry Pi: instruirea celor care nu au experiență în tehnologie și programare.
Plăcile Arduino sunt capabile să interpreteze intrări – ca de exemplu, un senzor de lumină, un deget pe un buton – și să le transforme în ieșiri – activarea unui motor, aprinderea unui LED etc.
Arduino a stat la baza multor proiecte științifice simple și complexe, fiind ușor de folosit de începători dar și suficient de versatil pentru utilizatori avansați.
Practic, îi poți spune lui Arduino ce să facă scriind un set de instrucțiuni sau codificând un program în C++ simplificat în Mediul de Dezvoltare Integrat Arduino (IDE).
Notă: IDE-ul este locul unde scrii codul programului înainte de a-l încărca pe placă.
Aplicații uzuale ale Arduino
#1. Instrumente muzicale
Mai multe instrumente muzicale, cum ar fi sintetizatoare, tobe și theremin, sunt construite cu Arduino.
Pentru început, ai nevoie de o placă flick și un Arduino UNO.
Placa flick este un PCB care detectează gesturile la 15 cm deasupra suprafeței. Acest lucru îți permite să-ți fluturi mâinile în aer, iar gesturile tale să se transforme în muzică.
Este un proiect Arduino remarcabil!
#2. Sistem de închidere a ușii cu amprentă
Te-ai săturat să-ți pierzi cheile dar nu vrei să investești într-un sistem de închidere cu amprentă din cauza prețurilor ridicate?
Ce-ai spune dacă ți-am spune că poți construi un sistem de închidere cu amprentă digitală cu Arduino, la un cost minim de 70 USD?
Pe lângă placa Arduino UNO, mai ai nevoie de:
- Senzor de amprentă
- Senzor reflectorizant infraroșu
- Servomotor
- Ecran LCD RGB
- Shield energetic
Cum funcționează?
Întâi îți înregistrezi amprenta în sistem. Apoi, pui degetul pe senzorul de amprentă.
Dacă degetul este recunoscut, servomotoarele rotesc încuietoarea, iar ușa se deschide automat.
Odată ce ușa este închisă la loc, senzorii infraroșu detectează mișcarea și blochează ușa. Nu-i așa că sună interesant?
#3. RoboCar
Nu orice fel de robocar, ci unul care evită obstacolele!
Acest dispozitiv inteligent detectează automat obstacolele din față și își ajustează direcția. O necesitate pentru orice robot mobil.
Organizații comerciale și militare folosesc această tehnologie pentru a efectua sarcini periculoase fără echipaj.
De ce ai nevoie?
Ai nevoie de o mașină de jucărie, un senzor cu ultrasunete (pentru a detecta blocajele), o baterie de 9V/12V 1A și câteva fire.
Pe internet găsești tutoriale video care te pot ajuta să construiești o mașină robot alimentată de Arduino.
Avantajele folosirii Raspberry Pi în detrimentul Arduino
- Suport extins pentru periferice: are 26 de pini GPIO, oferind posibilitatea de a conecta multiple ecrane, module și senzori simultan
- Compatibilitate cu numeroase limbaje de programare: suportă diverse limbaje precum C, C++, Java, Python, Ruby etc.
- Accesibil și puternic: raportul preț-performanță al Raspberry Pi este remarcabil; procesorul de 1.6 GHz depășește performanțele altor computere cu o singură placă
- Desktop de buzunar: poți transforma cu ușurință Raspberry Pi într-o distribuție Linux portabilă prin conectarea la un ecran; apoi o poți folosi pentru programare, editare foto, navigare pe internet și alte sarcini
Avantajele folosirii Arduino în detrimentul Raspberry Pi
- Microcontroler accesibil și multi-platformă: Arduino este cel mai accesibil microcontroler de pe piață și funcționează pe Windows, Mac, Linux
- Ușor de utilizat: bazat pe mediul de programare Processing, fiind flexibil pentru utilizatorii începători și avansați
- Software open-source: instrument open-source care poate fi extins prin librării C++
- Hardware extensibil: licența Creative Commons le permite designerilor să creeze propria versiune a modulului
Raspberry Pi vs. Arduino – Când să folosești ce?
Vrei să construiești aplicații inteligente pentru casă sau roboți și te întrebi când să folosești Raspberry Pi sau Arduino?
Mai întâi, să înțelegem diferența fundamentală între cele două.
O placă Raspberry Pi conține un microprocesor. CPU-ul său are arhitectură ARM și poate rula un sistem de operare complet (Raspbian, Ubuntu).
În esență, poți folosi Raspberry Pi similar unui computer (cu anumite limitări de performanță).
O placă Arduino conține un microcontroler. În funcție de tipul de Arduino, poți avea microcontrolere diferite.
Diferența principală este că un microcontroler nu este același lucru cu un microprocesor. Nu poți instala un sistem de operare pe un microcontroler Arduino. Ai doar un program care rulează în buclă.
Când să folosești Raspberry Pi
Unele proiecte pot fi realizate doar cu Raspberry Pi.
#1. Când ai o aplicație complexă
Există o diferență majoră între programarea pe un microprocesor (Raspberry Pi) și pe un microcontroler (Arduino).
Arduino este popular pentru natura sa repetitivă. Este limitat la un singur fir cu o buclă de control.
Un singur fir nu este suficient pentru a crea un algoritm de detectare a mișcării, un desktop de buzunar sau pentru a transmite imagini de la o cameră.
Arduino este proiectat pentru control de nivel scăzut, pentru a comunica direct cu hardware-ul.
Dacă vrei să creezi ceva complex, ai nevoie de un microprocesor puternic precum Raspberry Pi.
#2. Când vrei să programezi cu mai multe Cpp
Limbajul Arduino este un subgrup al C/Cpp și nu permite utilizarea tuturor funcționalităților Cpp precum C++14 sau C++17 în timpul codării.
Cu Raspberry Pi, poți folosi toate funcționalitățile Cpp.
Librărie standard, excepții, cuvinte cheie „new” și „delete” – ai tot ce-ți trebuie.
În plus, îți poți compila singur fișierele Cpp, fără expertiză externă.
#3. Multithreading real
Dacă creezi o aplicație care necesită multithreading, Raspberry Pi este alegerea potrivită!
Cu Arduino, poți modifica programul pentru a obține ceva apropiat de multithreading, dar nu va fi perfect.
Așadar, pentru multithreading „adevărat”, ai nevoie de Raspberry Pi pentru a crea fire în limbajul dorit.
Când să folosești Arduino
Deoarece placa Arduino folosește un microcontroler, nu poate fi folosită ca sistem de operare. Dar anumite lucruri se pot face doar printr-o placă Arduino.
#1. Procesare în timp real
Este mai ușor să obții constrângeri în timp real cu Arduino. Raspberry Pi are un procesor puternic cu mai multe nuclee și mai mult RAM, potrivit pentru programe mari și complexe.
Ai mai puțin control asupra resurselor când folosești o placă Raspberry Pi, deoarece sistemul de operare gestionează resursele.
Dacă rulezi mai multe programe simultan, este mai puțin probabil să obții procesare în timp real prin Raspberry Pi.
În unele cazuri, poți obține constrângeri în timp real cu Raspberry Pi, de exemplu prin patch-ul RT-Preempt, dar este mai complicat.
Arduino are resurse CPU mai mici și mai puțin RAM.
Ai putea crede că ceva cu putere de procesare mai mică ar fi mai bun decât Raspberry Pi, dar nu este cazul.
Arduino rulează pe un limbaj de programare puternic (C/C++). Cu un singur program care rulează într-o buclă într-un singur fir, estimarea timpului necesar pentru îndeplinirea unei sarcini devine mai ușoară.
#2. Când faci un proiect simplu
Până acum, poate ai înțeles două lucruri:
- Raspberry Pi este potrivit pentru proiecte complexe
- Arduino este cel mai bun pentru programe simple cu instrucțiuni repetitive
Dacă aplicația ta presupune citirea intrărilor de la senzori (temperatură, infraroșu, amprente), procesarea lor în timp real și generarea de ieșiri de bază, Arduino este o alegere bună.
În plus, Arduino are funcționalități hardware pre-integrate, iar timpul de dezvoltare este mai scurt comparativ cu Raspberry Pi.
#3. Când ai nevoie de pini hardware puternici
Deși ambele plăci au funcționalități similare, diferențe majore fac ca Arduino să fie superior Raspberry Pi în anumite cazuri:
- Convertor analog-digital (ADC): Arduino UNO ADC citește valori între 0 și 5V, ușurând citirea valorilor procentuale de la senzori
- PWM integrat: unii pini Arduino permit crearea și utilizarea PWM pentru a trimite semnale analogice pe dispozitiv și a deține controlul total asupra acestuia
Acum știi care placă este potrivită pentru ce. Să descoperim câteva piețe de unde poți cumpăra Raspberry Pi și Arduino.
De unde să cumperi Raspberry Pi?
Pentru a achiziționa Raspberry Pi, poți vizita următoarele platforme de încredere.
#1. Amazon
Amazon este un magazin online unde găsești aproape orice, inclusiv placa Raspberry Pi.
Pe Amazon, poți achiziționa cea mai recentă versiune, Raspberry Pi 4 Model B, lansată în 2019.
Amazon are evaluări și recenzii detaliate. Poți compara prețurile de la diferiți furnizori în timp real și obține cea mai bună ofertă.
#2. OKdo
OKdo oferă o combinație de software, suport pentru dezvoltare și servicii de producție, ajutând clienții să-și transforme ideile inovatoare în realitate comercială.
OKdo oferă Raspberry Pi 4 Model B cu un kit de pornire din 8 piese.
Pe lângă kitul Raspberry performant, ai acces gratuit la ghidul de configurare online și la o serie de proiecte interesante.
De unde să cumperi Arduino?
#1. Arduino.cc
Arduino.cc este destinația perfectă pentru produsele și accesoriile Arduino. Oferă o gamă variată de produse, cel mai popular fiind pachetul de certificare Arduino.
Pachetul include un kit de pornire Arduino și un examen de certificare online.
Examenul de certificare se bazează pe sarcini practice din kitul de pornire Arduino. Este o alegere excelentă pentru începători.
Examenul este disponibil în engleză, spaniolă, germană, italiană și chineză.
#2. Amazon
Amazon este o piață excelentă pentru achiziționarea plăcilor și accesoriilor Arduino.
Aici poți achiziționa de la o singură placă Arduino UNO până la un pachet complet Arduino.
Arduino Uno REV 3 este cel mai bine vândut model de la Amazon, având recenzii excelente.
Care este mai bun: Raspberry Pi sau Arduino?
Din discuția de mai sus, se poate observa că ambele plăci, Raspberry Pi și Arduino, au avantaje și dezavantaje.
Alegerea între cele două depinde de tipul de aplicație la care vrei să lucrezi.
Arduino este potrivit pentru sarcini repetitive cu o singură intrare și ieșiri de bază, cum ar fi deschiderea unei uși, aprinderea luminii, citirea temperaturii prin senzori etc.
Raspberry Pi este recomandat pentru aplicații complexe, care necesită mai multe programe și rezultate variate, de exemplu, conducerea roboților, crearea unui PC portabil, construirea unui site web etc.