Sind Sie unsicher, ob Sie einen Raspberry Pi oder einen Arduino verwenden sollen? Versuchen Sie, die jeweiligen Einsatzmöglichkeiten zu verstehen?
Sowohl der Raspberry Pi als auch der Arduino sind bahnbrechende Technologien, aber es ist wichtig, den Unterschied zwischen ihnen zu kennen, um zu wissen, wie und wann sie am besten eingesetzt werden.
In diesem Artikel werden wir die Grundlagen von Raspberry Pi und Arduino erläutern und die Unterschiede in ihrer Anwendung anhand verschiedener Szenarien diskutieren.
Legen wir los.
Wissenswertes über den Raspberry Pi
Der Raspberry Pi ist ein preisgünstiger Computer in Kreditkartengröße, der von der Raspberry Pi Foundation, einer gemeinnützigen Organisation in Großbritannien, entwickelt wurde.
Ziel war es, Menschen, insbesondere solche, die sich keinen herkömmlichen Computer leisten können, in der Computertechnik zu schulen.
Er ist in der Lage, fast alle Aufgaben eines normalen Computers zu übernehmen – Surfen im Internet, Abspielen von 4K-Videos, Erstellen von Tabellen, Spielen und mehr.
Der Pi ermöglicht es Menschen jeden Alters, das Programmieren in Sprachen wie Scratch und Python zu erlernen.
Nachdem wir nun wissen, was ein Pi ist, tauchen wir tiefer in die technischen Details ein.
Der Raspberry Pi kam 2012 auf den Markt, und seitdem gab es mehrere Weiterentwicklungen. Der ursprüngliche Pi hatte eine Single-Core-CPU mit 700 MHz und nur 256 MB RAM.
Das neueste Modell, der Raspberry Pi 4 Model B, verfügt über eine Quad-Core-CPU mit über 1,5 GHz und 4 GB RAM.
Der Preis für den Raspberry Pi lag immer unter 80 US-Dollar, in der Regel bei etwa 35 US-Dollar.
Der Pi Zero kostet sogar nur 5 US-Dollar – wie bereits erwähnt, ist er kompakt, erschwinglich und effektiv.
Darüber hinaus findet der Raspberry Pi in vielen verschiedenen Branchen Anwendung, von der Musik bis hin zu Wetterstationen.
Anwendungsfälle für den Raspberry Pi
#1. UKW-Radiosender
Haben Sie eine Botschaft, die Sie einer Gruppe oder Gemeinde mitteilen möchten? Der Raspberry Pi kann Ihnen helfen, Ihre Nachricht im UKW-Radio zu senden.
Hinweis: Das Senden von Nachrichten über UKW-Radio ist ohne Lizenz illegal. Der Pi sendet jedoch nur über eine kurze Reichweite, sodass Sie wahrscheinlich keine Probleme bekommen werden.
Sie benötigen lediglich eine tragbare Batterielösung und etwas Löterfahrung.
Danach können Sie das Audio (das Sie senden möchten) auf der microSD-Karte speichern, und schon kann es losgehen!
#2. DIY-Retro-Gaming-Setup
Eine weitere beliebte Anwendung des Raspberry Pi ist die Nutzung als Retro-Spielekonsole. Er ist kompakt und leistungsstark genug für vielseitige Spielanwendungen.
Sie können entweder einen einzelnen Emulator installieren, die ROMs laden und spielen.
Alternativ können Sie Spiele über Retro-Gaming-Plattformen wie RetroPie, RecalBox und PiPlay spielen, die speziell für den Raspberry Pi entwickelt wurden.
Es lassen sich sogar viele klassische Plattformen wie MS-DOS-PC-Spiele und der Commodore 64 emulieren. Außerdem können Sie mit dem Raspberry Pi viele beliebte 16-Bit-Spielekonsolen wiederbeleben.
#3. Webserver
Der Raspberry Pi eignet sich auch hervorragend als Webserver. Diese Server sind zwar nicht extrem leistungsfähig, aber ausreichend, um eine eigene Website zu hosten, z. B. Ihren Blog.
Für den Einstieg müssen Sie die Apache-Software oder einen kompletten LAMP-Stack mit PHP und MySQL neben Apache installieren.
Nach der Einrichtung können Sie Ihre HTML-Datei in das www-Verzeichnis hochladen, und Ihr Server ist online.
Hinweis: Um Ihre Website zu betreiben, benötigen Sie eine statische IP-Adresse von Ihrem Internetanbieter.
Lassen Sie uns nun betrachten, was ein Arduino ist und wie er sich vom Raspberry Pi unterscheidet.
Wissenswertes über den Arduino
Arduino ist eine Open-Source-Plattform, die aus benutzerfreundlicher Hardware (oft als Mikrocontroller bezeichnet) und der Arduino-Software oder IDE (Integrierte Entwicklungsumgebung) besteht.
Die Arduino Integrated Development Software wurde am Ivrea Interaction Design Institute entwickelt. Sie hat ein ähnliches Ziel wie der Raspberry Pi: die Schulung von Schülern ohne Vorkenntnisse in Technologie und Programmierung.
Arduino-Boards können Eingaben lesen – z. B. Licht von einem Sensor, ein Finger auf einem Knopf – und diese in Ausgaben umwandeln – einen Motor aktivieren, eine LED einschalten usw.
Arduino war der Initiator zahlreicher einfacher und komplexer wissenschaftlicher Projekte. Dank seiner benutzerfreundlichen Oberfläche ist er sowohl für Anfänger als auch für erfahrene Benutzer einfach zu bedienen und flexibel.
Sie können Arduino durch Eingabe einer Reihe von Anweisungen oder durch Programmierung in vereinfachtem C++ in der Arduino Integrated Development Environment (IDE) sagen, was zu tun ist.
Hinweis: In der IDE geben Sie Ihren Programmcode ein, bevor Sie ihn auf das Board hochladen.
Anwendungsfälle für den Arduino
#1. Musikinstrumente
Viele Musikinstrumente wie Synthesizer, Drums und Theremins werden mit Arduino erstellt.
Für den Anfang benötigen Sie ein Flipboard und einen Arduino UNO.
Das Flickboard ist eine Leiterplatte, die Ihre Gesten aus einer Höhe von 15 cm über der Oberfläche erkennt. So können Sie Ihre Hände in der Luft bewegen und Ihre Gesten werden automatisch in Musik umgewandelt.
Dies ist in der Tat ein spannendes Arduino-Projekt!
#2. Fingerabdruck-Türschloss
Sind Sie es leid, Ihre Schlüssel zu verlieren, aber aufgrund der hohen Preise nicht bereit, ein Fingerabdruckschloss zu installieren?
Nun, wie wäre es, wenn wir Ihnen sagen, dass Sie mit Arduino ein Fingerabdruckschloss für geringe Kosten von etwa 70 US-Dollar einbauen können?
Für den Beginn des Projekts benötigen Sie außer dem Arduino UNO-Board:
- Fingerabdrucksensor
- Reflektierender Infrarotsensor
- Servomotor
- LCD-RGB-Hintergrundbeleuchtung
- Energieschild
Wie funktioniert es?
Registrieren Sie zuerst Ihren Fingerabdruck im System. Wenn Sie fertig sind, legen Sie Ihren Finger auf den Fingerabdrucksensor.
Wenn Ihr Finger erkannt wird, drehen die Servomotoren das Schloss und öffnen die Tür automatisch. Sobald die Tür wieder geschlossen ist, erkennen die Infrarot-Reflexionssensoren die Bewegung und verriegeln die Tür. Klingt cool, oder?
#3. Robocar
Nicht irgendein Robocar, sondern ein Hindernis vermeidendes Robocar!
Dieses intelligente Gerät kann automatisch ein Hindernis erkennen und die Richtung entsprechend ändern. Eine wichtige Voraussetzung für jeden mobilen Roboter.
Kommerzielle und militärische Organisationen nutzen diese Technologie, um riskante, unbemannte Aufgaben zu erledigen.
Was brauchen Sie?
Nichts weiter als ein Spielzeugauto, einen Ultraschallsensor (der gut genug ist, um eine Straßensperre zu erkennen), eine 9V/12V 1A-Batterie und ein paar einsträngige Drähte.
Es gibt einige Videos im Internet, die Ihnen helfen können, mit diesem Zubehör ein Arduino-betriebenes Roboterauto zu bauen.
Vorteile der Verwendung des Raspberry Pi gegenüber dem Arduino
- Umfassende Peripherieunterstützung: Er verfügt über 26 GPIO-Pins, mit denen Sie mehrere Displays, Module und Sensoren gleichzeitig anschließen können.
- Unterstützt mehrere Sprachen: Er unterstützt alle Arten von Programmiersprachen wie C, C++, Java, Python, Ruby usw.
- Erschwinglich und leistungsstark: Das Preis-Leistungs-Verhältnis des Raspberry Pi ist unübertroffen; er verfügt über einen 1,6-GHz-Prozessor, der in keinem anderen Einplatinencomputer zu finden ist.
- Pocket-Desktop: Verwandeln Sie Ihren Raspberry Pi einfach in eine Pocket-Linux-Distribution, indem Sie ihn als Bildschirm konfigurieren. Dann können Sie ihn zum Programmieren, Bearbeiten von Fotos, Surfen und für andere Computeraufgaben verwenden.
Vorteile der Verwendung des Arduino gegenüber dem Raspberry Pi
- Erschwinglicher und plattformübergreifender Mikrocontroller: Das Arduino-Board ist der günstigste Mikrocontroller auf dem Markt, der unter Windows, Mac und Linux OS betrieben werden kann.
- Benutzerfreundlich: Basiert auf der Processing-Programmierumgebung und ist flexibel für Anfänger und fortgeschrittene Benutzer.
- Open-Source-Software: Es wird als Open-Source-Tool veröffentlicht und kann jederzeit über C++-Bibliotheken erweitert werden.
- Erweiterbare Hardware: Wird unter einer Creative Commons-Lizenz angeboten, die es Schaltungsentwicklern ermöglicht, ihre eigene Version des Moduls zu gestalten.
Raspberry Pi vs. Arduino – Wann was verwenden?
Sie möchten innovative Anwendungen und Roboter für den Haushalt entwickeln und fragen sich: Wann sollten Sie den Raspberry Pi vs. den Arduino verwenden?
Zunächst wollen wir den grundlegenden Unterschied zwischen Raspberry Pi und Arduino verstehen.
Ein Raspberry Pi-Board enthält einen Mikroprozessor. Seine CPU verfügt über eine ARM-Architektur und kann ein komplettes Betriebssystem (Raspbian, Ubuntu) ausführen.
Im Wesentlichen können Sie den Raspberry Pi wie einen Computer verwenden (mit einigen Leistungseinschränkungen).
Ein Arduino-Board enthält einen Mikrocontroller. Je nach Arduino-Typ kann ein anderer Mikrocontroller verwendet werden.
Der Hauptunterschied besteht darin, dass ein Mikrocontroller nicht dasselbe wie ein Mikroprozessor ist. Auf einem Arduino-Mikrocontroller können Sie kein Betriebssystem installieren. Er führt nur ein Programm in einer Schleife aus. Das ist alles!
Wann sollte man den Raspberry Pi verwenden?
Es gibt einige Projekte, die nur mit dem Raspberry Pi durchgeführt werden können.
#1. Bei komplexen Anwendungen
Es gibt einen großen Unterschied zwischen der Programmierung auf einem Mikroprozessor (Raspberry Pi) und einem Mikrocontroller (Arduino).
Arduino ist bekannt für sein sich wiederholendes Framework. Es ist auf einen einzelnen Thread mit einer Regelschleife beschränkt.
Offensichtlich reicht ein einzelner Thread nicht aus, um einen Bewegungserkennungsalgorithmus, einen Pocket-Desktop oder sogar das Streamen von Bildern von einer Kamera zu entwickeln.
Arduino ist für die Low-Level-Steuerung ausgelegt, ausreichend für die direkte Kommunikation mit der Hardware.
Wenn Sie etwas Komplexeres entwickeln möchten, benötigen Sie einen leistungsstarken Mikroprozessor wie den Raspberry Pi.
#2. Wenn Sie mit mehreren C++-Funktionen programmieren möchten
Die Arduino-Sprache ist eine Untermenge von C/C++ und erlaubt Ihnen nicht, alle C++-Funktionen wie C++14 oder C++17 beim Codieren zu verwenden.
Mit dem Raspberry Pi können Sie jedoch alle Funktionen von C++ nutzen.
Die std-Bibliothek, Ausnahmen, die Schlüsselwörter „new“ und „delete“ – alles ist vorhanden.
Außerdem können Sie Ihre C++-Dateien selbst kompilieren, ohne externe Fachkenntnisse zu benötigen.
#3. Echtes Multithreading
Wenn Sie eine Anwendung erstellen, die Multithreading erfordert, ist der Raspberry Pi die beste Wahl!
Mit Arduino können Sie Ihr Programm zwar so optimieren, dass es etwas Ähnliches wie Multithreading erreicht, aber es wird nicht perfekt sein!
Um „echtes“ Multithreading zu erreichen, muss der Raspberry Pi jeden Thread in der gewünschten Programmiersprache erstellen.
Wann sollte man den Arduino verwenden?
Da das Arduino-Board einen Mikrocontroller verwendet, kann es nicht als Betriebssystem eingesetzt werden. Einige Aufgaben lassen sich jedoch besser mit einem Arduino-Board erledigen.
#1. Echtzeitverarbeitung
Es ist einfacher, Echtzeitbeschränkungen mit Arduino zu erreichen. Der Grund dafür ist, dass der Raspberry Pi eine leistungsstarke CPU mit mehreren Kernen und viel mehr RAM besitzt, was ihn für größere und komplexere Programme geeignet macht.
Insbesondere haben Sie weniger Kontrolle über die Ressourcen, wenn Sie ein Raspberry Pi-Board verwenden, da das Betriebssystem die Ressourcen für Sie verwaltet.
Wenn Sie mehrere Programme gleichzeitig ausführen, ist es weniger wahrscheinlich, dass Sie eine Echtzeitverarbeitung über den Raspberry Pi erreichen.
In einigen Fällen können Sie mit dem Raspberry Pi jedoch Echtzeitbeschränkungen erreichen, z. B. mit dem RT-Preempt-Patch. Es ist jedoch definitiv komplizierter und weniger geeignet.
Auf der anderen Seite verfügt Arduino über viel geringere CPU-Ressourcen und minimalen RAM in KB.
Sie könnten denken, dass etwas mit geringerer Rechenleistung besser geeignet ist als ein Raspberry Pi. Das ist aber nicht der Fall.
Arduino läuft mit einer leistungsstarken Programmiersprache (C/C++). Da nur ein Programm in einer Schleife in einem einzigen Thread ausgeführt wird, ist die Schätzung der Zeit, die zur Ausführung einer Aufgabe benötigt wird, einfacher.
#2. Bei einfachen Projekten
Bisher haben Sie vielleicht zwei Dinge verstanden:
- Raspberry Pi eignet sich für komplexe Projekte.
- Arduino eignet sich am besten für einfache Programme mit sich wiederholenden Anweisungen.
Wenn es in Ihrer Anwendung also darum geht, Eingaben von Sensoren (Temperatur, Infrarot, Fingerabdrücke) zu lesen, sie in Echtzeit zu verarbeiten und grundlegende Ausgaben zu generieren, kann Arduino dies problemlos erledigen.
Darüber hinaus verfügt Arduino im Gegensatz zum Raspberry Pi über vorintegrierte Hardwarefunktionen und benötigt vergleichsweise viel weniger Entwicklungszeit.
#3. Wenn Sie leistungsfähige Hardware-Pins benötigen
Obwohl beide Boards ähnliche Hardwarefunktionen aufweisen, machen einige wesentliche Unterschiede Arduino in einigen Fällen überlegen, wie in den beiden unten genannten.
- Analog-Digital-Wandler (ADC): Mit dem Arduino UNO ADC können Sie Werte zwischen 0 und 5 V lesen, was das Auslesen von Prozentwerten von Sensoren erleichtert.
- Integriertes PWM: Einige Arduino-Pins ermöglichen es Ihnen, PWM zu erstellen und zu verwenden, um analoge Signale über das Gerät zu senden und die vollständige Kontrolle darüber zu haben.
Nachdem Sie nun wissen, wofür was am besten geeignet ist, lassen Sie uns ein paar Marktplätze finden, auf denen Sie Raspberry Pi und Arduino kaufen können.
Wo kann man Raspberry Pi kaufen?
Für den Kauf des Raspberry Pi können Sie diese zuverlässigen Plattformen nutzen:
#1. Amazon
Amazon ist ein riesiges, internetbasiertes Unternehmen, das fast alles verkauft. Damit meinen wir auch das Raspberry Pi-Board.
Bei Amazon erhalten Sie die neueste Version des Raspberry Pi, das Raspberry Pi 4 Model B, das 2019 eingeführt wurde.
Amazon hat einige hervorragende Bewertungen und Rezensionen. Darüber hinaus können Sie die Produktpreise verschiedener Anbieter in Echtzeit vergleichen und sich das beste Angebot sichern.
#2. OKdo
OKdo bietet eine einzigartige Kombination aus Software, Entwicklungsunterstützung und Fertigungsdienstleistungen, die es Kunden ermöglicht, innovative Ideen zu entwickeln und in die kommerzielle Realität umzusetzen.
Sie bietet ihr Raspberry Pi 4 Model B mit einem 8-teiligen Starterkit an.
Sie erhalten nicht nur ein leistungsstarkes Raspberry-Kit, sondern auch kostenlosen Zugang zur Online-Einrichtungsanleitung und eine Reihe interessanter Projekte, an denen Sie arbeiten können.
Wo kann man Arduino kaufen?
#1. Arduino.cc
Arduino.cc ist Ihre zentrale Anlaufstelle für alle Arduino-Produkte und Zubehörteile. Sie bietet eine große Auswahl an Arduino-Produkten an, von denen das Arduino-Zertifizierungspaket am beliebtesten ist.
Das Bundle enthält ein Arduino Starter Kit und eine Online-Zertifizierungsprüfung.
Die Zertifizierungsprüfung basiert in der Regel auf praktischen Aufgaben, die mit dem Arduino-Starterkit durchgeführt werden. Es ist eine ausgezeichnete Wahl für Anfänger, die Arduino von Grund auf lernen möchten.
Die Prüfung ist in Englisch, Spanisch, Deutsch, Italienisch und Chinesisch verfügbar.
#2. Amazon
Wieder einmal dient Amazon als perfekter Marktplatz für den Kauf von Arduino-Boards und deren Zubehör.
Hier erhalten Sie alles, vom Kauf eines einzelnen Arduino UNO-Boards bis hin zu einem kompletten Arduino-Bundle.
Darunter ist Arduino Uno REV 3 die meistverkaufte Arduino-Serie von Amazon. Es ist ein eigenständiges Arduino-Board mit beeindruckenden Kundenbewertungen und Rezensionen.
Was ist besser: Raspberry Pi oder Arduino?
Aus der obigen Diskussion geht hervor, dass sowohl der Raspberry Pi als auch der Arduino ihre Vor- und Nachteile haben.
Die Wahl zwischen den beiden hängt stark von der Art der Anwendung ab, an der Sie arbeiten möchten.
Arduino eignet sich für sich wiederholende Aufgaben, die eine Single-Thread-Eingabe und grundlegende Ausgaben beinhalten, wie das Öffnen einer Tür, das Ein- und Ausschalten von Lichtern, das Auslesen der Temperatur über Sensoren usw.
Auf der anderen Seite wird der Raspberry Pi für komplexe Anwendungen empfohlen, die mehrere Programme und unterschiedliche Ausgaben erfordern, z. B. das Steuern von Robotern, das Erstellen eines Pocket-PCs, das Erstellen einer Website, das Posten im Internet usw.