Arduino VS 树莓派:你必须知道的10个主要区别
Arduino和树莓派(英文Raspberry Pi)都是嵌入式和电子项目选择的最受欢迎的电路板。但是从这两者中选择一个可能会让初学者感到困惑。因为这两个板都适用于日常项目。
尽管如此,由于价格和规格的差异,仍需要进行仔细比较。另外,项目应用也是一个主要的决定因素。
关于究竟选择哪个好,出现了许多分歧意见。在本文中,小编将帮助你答疑解惑,让你做出正确的选择。首先看看Arduino和Raspberry Pi基本特性。然后将讨论比较这两个电路板的相关问题。
Arduino VS 树莓派:简短回答
树莓派在许多方面都领先于Arduino,例如高时钟速度、更大的内存、强大的处理器和其它功能。即使是最强大的Arduino开发板:Arduino Portenta H7的功能也少于基本的树莓派开发板。那么,这是否意味着树莓派是赢家?当然不是。
Arduino更简单、易于使用, 并且不需要任何额外的附件来创建项目。它开箱即用,便宜的克隆很容易获得。因此,这两种设备在某些领域都是最好的。应用部分为选择奠定了基础。下表可以帮助你在这两者中确定合适的电路板。
在哪里使用Arduino | 在哪里使用树莓派 |
---|---|
机器人和传感器项目 | 将网络摄像头、USB存储添加到感官项目中 |
使用显示器进行温度监控 | 温度监测和发送数据的电子邮件 |
单纯的计算 | 上网等PC级应用 |
使用电池运行的项目 | 功率消耗 |
初级项目 | 更高级项目 |
蓝牙控制玩具车 | 带网络摄像头的蓝牙控制玩具车 |
大量板可供选择 | 少量板可供选择 |
容易获得 | 难获得(短缺) |
什么是Arduino开发板?
Arduino是微控制器还是微处理器?这是让很多初学者感到困惑的问题之一。其实需要注意的是Arduino既不是处理器也不是微控制器。它们是带有微控制器芯片的电路板。它基本上是一个使微控制器易于使用的开发板。
Arduino通常用于需要直接控制电机、传感器等设备的项目。Arduino有自己的IDE或编程平台,非常易于使用且对初学者友好。因此,Arduino是构建机器人的完美平台!
它是由一家意大利公司设计的,更重要的是,该设备的所有硬件设计都可以开源获得。有多个版本的Arduino板可供选择,如Arduino UNO、Pro mini、Mega和Nano等。所有这些变体在一些规格上略有不同。
下面给出了最受欢迎的Arduino开发板的图片——Arduino UNO:
Arduino的设计相对简单,软件结构也更简单。它没有解释器,没有操作系统,也没有固件。此设备中的软件适用于Windows、MAC和Linux系统。
而我们要做的是,只需连接USB并单击按钮即可将代码上传到系统,编程语言通常以相同的方式适合其所有版本。它是最容易学习的编程语言之一。
UNO硬件规格
现在来看看UNO板上的重要硬件组件。
- 微控制器:微控制器芯片是Arduino的心脏。Arduino UNO具有Atmel制造的ATMEGA AVR微控制器芯片。
- 晶体谐振器:与单片机相连,控制单片机的运行速度。
- 小型微控制器:它上传在主微控制器中创建的软件,还支持将USB电缆连接到Arduino板并通过USB进行通信。它还在调试中起着至关重要的作用。
- 电源引脚:提供3.3V和5V插槽。
- 电压调节器:它将电源电压调节到5V。
- 重置按钮:用于重新启动程序。
- Tx和Rx:用于发送和接收串行数据的引脚,例如来自GPS模块、蓝牙模块、wifi模块等的数据。
- 模拟输入引脚:6个模拟引脚用于测量从0V到5V的模拟数据。
- PWM引脚:用于生成脉宽调制方波作为输出。
除了这些硬件组件,Arduino软件方面也很容易处理。由于它没有操作系统,因此必须连接到PC并使用名为Arduino IDE的专用软件进行编程。Arduino软件可从Arduino.cc下载。
安装完成后,使用USB数据线将电路板连接到计算机。
要对电路板进行编程,请在PC上打开IDE,然后从电路板部分选择正确的Arduino电路板。检查环境是否可以与Arduino连接和通信也很重要。从菜单中,在“工具”中选择“端口”。打开“COM/串口”。
如果此处列出了Arduino COM端口,则该板已准备好与PC一起使用,这样选择列出的COM端口即可。如果它不显示COM端口,则驱动程序可能存在一些问题。另外,尝试将电路板插入另一个USB端口并再次检查。
IDE的另一个吸引人的特性是有很多演示程序(称为草图)可供上传。这些都是简单的程序,非常适合初学者。要访问它们,请打开“文件”菜单,单击“示例”中的“基础”。在那里会看到演示程序列表。代码片段与在执行程序之前将设备与开发板连接的说明一起提供。
什么是树莓派?
树莓派(Raspberry Pi)是另一种著名的电路板,但与计算机一样高效。除了作为一个控制单元,Raspberry Pi还被称为单板计算机 (SBC)。之所以这样称呼,是因为它具备了作为微型PC工作的所有基本功能。因此它包括微处理器而不是微控制器。
Pi有自己的操作系统,可以连接到显示器、键盘、鼠标,甚至可以连接到互联网。它适用于Linux操作系统,特别是在Linux的一个版本“Raspbian”上。然而,随着最新的64位操作系统的发布,它现在被称为“Raspberry Pi OS”而不是Raspbian。
借助RPI板及其基于Linux的操作系统,用户可以搭建自己的个人电脑,实现上网、玩游戏、写文档、编程等电脑功能。
与Arduino相比,Raspberry pi的可用变体较少。以下是 Raspberry Pi 开发板列表:
- R-pi Zero
- R-pi Zero W
- R-pi Zero 2 W
- R-pi 1 Model A+
- R-pi 1 Model B+
- R-pi 3 Model A+
- R-pi 3 Model B
- R-pi 3 Model B+
- R-pi 4 Model B
- Raspberry Pi 400
- Raspberry Pi Pico(Pi基金会的第一款微控制器板)
树莓派和Arduino主要区别
Arduino的基本功能是使用微控制器控制设备,这与树莓派完全不同,因为树莓派本身就是一台运行在功能强大的微处理器上的微型计算机。尽管如此,这两种板都可用于简单的电子项目。
这种相似性是由于树莓派中存在通用输入/输出 (GPIO) 引脚,而这些引脚用于控制类似于Arduino的电子元件。
除了这种相似性之外,它们在下表中列出的许多规格方面也有所不同。由于他们都有广泛的变体型号产品,本文主要比较最基本和最受欢迎的板:Arduino UNO 和Raspberry Pi Zero 2 W。
规格 | Arduino UNO | Raspberry Pi Zero 2 W |
---|---|---|
定义 | 基于微控制器的开发板 | 单板计算机 |
应用 | 嵌入式项目 | 物联网项目,独立PC |
处理器 | ATmega328p微控制器 | Broadcom BCM2710A1,四核64位SoC |
成本 | 22美元(大概),克隆版本约5美元 | 15美元(大概) |
使用方便 | 适合初学者 | 不适合初学者 |
可用性 | 较多(便宜,因为克隆版本多) | 较少 |
能量消耗 | 低,适用于独立项目(电池供电) | 高,适配器是必需的。 |
配件 | 非强制性(USB数据线除外) | SD卡、显示器、键盘等 |
时钟速度 | 16MHz | 1GHz |
架构 | 8位 | 64位 |
内存 | 2kb | 512MB |
通用输入输出接口 | 20 | 40 |
最大输入/输出电流 | 40毫安 | 5-10毫安 |
功率 | 175毫瓦 | 700毫瓦 |
编程语言 | C++(通常) | Python(通常) |
操作系统(默认) | -- | 基于Linux的Raspbian或RPI操作系统 |
WiFi连接 | 没有内置WiFi | 内置WiFi和蓝牙 |
Arduino vs 树莓派——如何选择?
在选择任何一个板之前,最应该关注的是应用程序。以下几点可以帮助你决定选择哪一个:
- 如果只是计算,请选择Arduino。实现完整的PC级应用,选择树莓派。
- 要从事机器人和传感器项目,请选择Arduino板。要将网络摄像头、USB存储等元素添加到感官项目中,请选择树莓派。
- 要构建蓝牙控制的玩具车,请选择UNO板。要构建带有网络摄像头的蓝牙控制玩具车,请使用树莓派。
- 如果想构建低功耗很重要的简单项目,请选择Arduino板。
- 最后,如果是初学者,请选择Arduino。否则,可以使用树莓派。
常见问题
Arduino和树莓派哪个更简单?
如果你是这方面专家,Arduino和树莓派同样易于操作。但事实是Arduino比树莓派简单易用。很明显,因为Arduino只是一个控制器模块,而树莓派提供了完整PC的功能。
在接口和编码方面,完整的过程可以在树莓派上执行,因为它带有操作系统。但Arduino必须连接到 PC,这需要安装额外的Arduino软件和相关驱动程序。一旦代码上传到Arduino,它只需要外部电源即可运行,即不需要PC。
树莓派能做 Arduino能做的一切吗?
答案是肯定的。因为:
- Arduino是作为微控制器的接口平台创建的,即Arduino集成开发环境 (IDE),而树莓派可以用作微型计算机,即单板计算机 (SBC)。
- 树莓派上的GPIO引脚提供Arduino的所有功能,如SPI、I2C、UART等。
Arduino和树莓派哪个便宜?
Arduino和树莓派的成本差别不大。他们的定价与两个标准密切相关:
- 型号: Arduino和树莓派都有各种型号,成本也因型号规格而异。树莓派的基本型号,即Pi Zero,售价5美元,而B型系列售价35美元。这同样适用于Arduino的情况。一些Arduino板的廉价克隆售价3美元,而像Arduino Portenta H7这样功能强大的开发板售价约为80美元。
- 应用:使用该板的项目类型也是一个重要问题。简单的项目需要一个基本模型,但随着需求级别的提高,应该选择更高的模型。一些项目可能还需要更多的接口,这也增加了总成本。
总结
Arduino和树莓派是两种常见的开源电子平台,用于构建和控制物理设备。它们在以下方面有所不同:
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处理能力:树莓派拥有更强大的处理能力,通常使用ARM处理器,能够运行Linux等操作系统,支持多任务处理和网络连接。而Arduino通常使用AVR微控制器,处理能力较低,主要用于单一任务的控制。
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硬件接口:Arduino板上的引脚可以用于连接各种传感器、执行器和其他外围设备,非常适合进行物理计算和控制。而树莓派除了基本的GPIO引脚,还具有USB、以太网、HDMI等接口,能够连接更多的设备和外围设备。
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开发环境:Arduino使用基于C/C++的开发环境,简单易用,支持快速开发和原型设计。而树莓派则使用标准的Linux开发环境,需要一定的编程和系统知识。
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应用场景:由于Arduino的硬件接口和易用性,它更适用于需要进行物理计算和控制的场景,例如传感器数据采集、机器人控制、自动化控制等。而树莓派更适合需要处理复杂数据和进行网络连接的应用,例如媒体中心、远程控制、服务器等。
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Arduino更适合初学者新手用户,树莓派可能更适合专业人士使用。
综上所述,Arduino和树莓派是两种不同的平台,它们各自在不同的应用场景中具有优势。选择哪个平台,取决于你的具体需求和技能水平,本文对比内容仅供参考。