Máte potíže s rozhodováním, zda použít Raspberry Pi nebo Arduino? Zvažujete, jaké jsou možnosti jejich využití?
Oba tyto nástroje, Raspberry Pi a Arduino, představují významné inovace v technickém světě. Pro optimální využití je ale klíčové porozumět rozdílům mezi nimi.
V tomto článku se podíváme na to, co Raspberry Pi a Arduino jsou, a porovnáme jejich uplatnění v různých situacích.
Začněme.
Vše, co potřebujete vědět o Raspberry Pi
Raspberry Pi je cenově dostupný počítač, který má rozměry kreditní karty. Vyvinula jej Nadace Raspberry Pi, nezisková organizace se sídlem ve Spojeném království.
Jeho primárním cílem bylo zpřístupnit výpočetní techniku lidem, zejména těm, kteří si nemohou dovolit běžný počítač.
Raspberry Pi dokáže téměř vše, co běžný počítač – umožňuje procházet internet, přehrávat video ve 4K rozlišení, vytvářet tabulky, hrát hry a provádět další úlohy.
Tento nástroj také umožňuje lidem všech věkových kategorií učit se programovat v jazycích jako Scratch a Python.
Po základním představení Raspberry Pi se nyní podíváme na jeho technické specifikace.
Raspberry Pi byl poprvé uveden na trh v roce 2012. Od té doby prošel řadou vylepšení. Původní verze disponovala jednojádrovým procesorem s frekvencí 700 MHz a operační pamětí RAM o velikosti pouhých 256 MB.
Naproti tomu nejnovější model, Raspberry Pi 4 Model B, nabízí čtyřjádrový procesor s taktem přes 1,5 GHz a 4 GB RAM.
Cena Raspberry Pi se obvykle pohybuje pod hranicí 80 $, přičemž standardně stojí okolo 35 $.
Model Pi Zero je dokonce dostupný za pouhých 5 $, což jen potvrzuje, že se jedná o kompaktní, dostupný a efektivní nástroj.
Raspberry Pi našel uplatnění v mnoha odvětvích, od hudby až po meteorologické stanice.
Možnosti využití Raspberry Pi
#1. FM radiová stanice
Chcete sdílet zprávu s určitou skupinou nebo komunitou? Raspberry Pi vám umožní vysílat zprávu prostřednictvím FM rádia.
Důležité upozornění: Vysílání FM signálu bez licence je nelegální. Naštěstí Raspberry Pi je schopné vysílat pouze na krátkou vzdálenost, což by mělo minimalizovat riziko problémů.
K realizaci tohoto projektu budete potřebovat přenosný zdroj napájení a alespoň základní pájecí dovednosti.
Zvukový záznam (který chcete vysílat) nahrajete na microSD kartu a máte hotovo!
#2. Vytvořte si vlastní retro herní zařízení
Další populární využití Raspberry Pi spočívá ve vytvoření retro herního automatu. Díky svým kompaktním rozměrům a výkonu nabízí široké možnosti využití pro hraní her.
Můžete nainstalovat samostatný emulátor, nahrát ROM a spustit hru.
Alternativně můžete hrát hry prostřednictvím retro herních platforem, které byly vyvinuty speciálně pro Raspberry Pi, jako jsou RetroPie, RecalBox a PiPlay.
Je možné emulovat mnoho populárních platforem, včetně MS-DOS PC a Commodore 64. Raspberry Pi vám umožní prožít znovu mnoho populárních 16bitových herních konzolí.
#3. Webové servery
Raspberry Pi lze využít také jako webový server. Tyto servery jsou dostatečně výkonné pro hostování webových stránek. Například mohou hostovat váš blog.
Pro začátek je nutné nainstalovat software Apache nebo plný balíček LAMP s PHP a MySQL společně s Apache.
Po dokončení nastavení můžete nahrát svůj HTML soubor do adresáře (www) a server je aktivní.
Upozornění: Pro provoz webových stránek budete potřebovat statickou IP adresu od svého poskytovatele internetu.
Nyní se podíváme na to, co je Arduino a jak se liší od Raspberry Pi.
Vše, co potřebujete vědět o Arduinu
Arduino je open-source platforma, která zahrnuje snadno použitelný hardware (často označovaný jako mikrokontrolér) a Arduino Software, neboli IDE (Integrované vývojové prostředí).
Arduino IDE bylo vyvinuto v Ivrea Interaction Design Institute. Stejně jako Raspberry Pi má za cíl vzdělávat studenty bez předchozích technických a programátorských zkušeností.
Desky Arduino jsou schopny přijímat vstupy – například světlo LED senzoru nebo stisknutí tlačítka – a převádět je na výstupy – jako je aktivace motoru nebo rozsvícení LED.
Arduino bylo použito jako základ mnoha jednoduchých i složitých vědeckých projektů. Jeho uživatelsky přívětivé rozhraní je vhodné pro začátečníky, ale zároveň dostatečně flexibilní pro pokročilé uživatele.
Arduinu můžete doslova říci, co má dělat. Stačí zadat sadu instrukcí nebo naprogramovat kód ve zjednodušeném jazyce C++ v integrovaném vývojovém prostředí Arduino (IDE).
Poznámka: V IDE píšete programový kód před jeho nahráním na desku.
Možnosti využití Arduina
#1. Hudební nástroje
Několik hudebních nástrojů, jako jsou syntezátory, bicí a thereminy, se vytváří pomocí Arduina.
Pro začátek budete potřebovat „flick board“ a Arduino UNO.
Flick board je deska s plošnými spoji, která detekuje vaše gesta z výšky až 15 cm nad jejím povrchem. Můžete mávat rukama ve vzduchu a vaše gesta se automaticky převedou na hudbu.
To je opravdu zajímavý Arduino projekt!
#2. Zámek dveří na otisk prstu
Už vás nebaví neustále ztrácet klíče, ale odrazuje vás vysoká cena zámku na otisk prstu?
S Arduinem si můžete nainstalovat zámek na otisk prstu za minimální cenu 70 $.
Kromě desky Arduino UNO budete k realizaci tohoto projektu potřebovat:
- Snímač otisků prstů
- Infračervený reflexní senzor
- Servomotor
- LCD RGB podsvícení
- Napájecí modul
Jak to funguje?
Nejprve zaregistrujete svůj otisk prstu do systému. Poté přiložíte prst na snímač otisků prstů.
Pokud je váš prst rozpoznán, servomotor otočí zámek a automaticky otevře dveře. Po zavření dveří infračervený senzor detekuje pohyb a dveře se automaticky uzamknou. Zní to skvěle, že?
#3. Robotické auto
Nejedná se o běžné autíčko, ale o robotické vozidlo, které se vyhýbá překážkám!
Toto inteligentní zařízení dokáže automaticky rozpoznat překážku před sebou a na základě toho změnit směr. To je základní požadavek pro všechny mobilní roboty.
Komerční i vojenské organizace používají tuto technologii k provádění rizikových prací bez přítomnosti lidí.
Co k tomu potřebujete?
Pouze autíčko, ultrazvukový senzor (který dokáže detekovat překážky), 9V/12V 1A baterii a několik jednoduchých drátů.
Na internetu najdete mnoho videí, která vám pomohou postavit robotické auto poháněné Arduinem pomocí tohoto příslušenství.
Výhody používání Raspberry Pi oproti Arduino
- Široká podpora periferních zařízení: Raspberry Pi je vybaveno 26 GPIO piny, které umožňují připojení více displejů, modulů a senzorů najednou.
- Podpora více jazyků: Raspberry Pi podporuje všechny typy programovacích jazyků, jako C, C++, Java, Python, Ruby atd.
- Dostupnost a výkon: Poměr cena/výkon Raspberry Pi je bezkonkurenční. Nabízí procesor s taktem 1,6 GHz, který je dostatečně výkonný pro jednodeskový počítač.
- Kapesní počítač: Raspberry Pi lze snadno přeměnit na kapesní distribuci Linuxu. Stačí jej propojit s monitorem a můžete jej používat pro programování, úpravu fotografií, procházení internetu a další běžné výpočetní úlohy.
Výhody používání Arduina oproti Raspberry Pi
- Dostupný a multiplatformní mikrokontrolér: Deska Arduino je nejlevnější mikrokontrolér na trhu, který je schopen fungovat na operačních systémech Windows, Mac i Linux.
- Snadné použití: Arduino je založené na vývojovém prostředí, které je flexibilní pro začátečníky i pokročilé uživatele.
- Open-Source Software: Arduino je publikováno jako open-source nástroj a lze ho kdykoli rozšířit pomocí knihoven C++.
- Rozšiřitelný hardware: Arduino se dodává s licencí Creative Commons, která umožňuje návrhářům obvodů vytvářet jejich vlastní verze modulů.
Raspberry Pi vs. Arduino – kdy co použít?
Chcete vyvíjet inovativní domácí aplikace a robotiku a nemůžete se rozhodnout, kdy použít Raspberry Pi a kdy Arduino?
Nejprve se podíváme na základní rozdíl mezi Raspberry Pi a Arduinem.
Deska Raspberry Pi obsahuje mikroprocesor. Její procesor má architekturu ARM a je schopen spouštět operační systém (Raspbian, Ubuntu).
Raspberry Pi můžete v podstatě používat stejně jako počítač (s určitými omezeními výkonu).
Zatímco deska Arduino obsahuje mikrokontrolér. V závislosti na typu Arduina můžete mít k dispozici jiný mikrokontrolér.
Zásadní rozdíl spočívá v tom, že mikrokontrolér není totéž co mikroprocesor. Na mikrokontrolér Arduino nelze instalovat operační systém. Můžete pouze spustit program, který běží ve smyčce. A to je vše!
Kdy použít Raspberry Pi
Existují projekty, které lze provést pouze s Raspberry Pi.
#1. Pokud potřebujete složitou aplikaci
Mezi programováním na mikroprocesoru (Raspberry Pi) a mikrokontroléru (Arduino) je velký rozdíl.
Arduino je oblíbené pro svůj opakující se framework. Je omezené na jedno vlákno s jednou řídicí smyčkou.
Jedno vlákno samozřejmě nestačí k vytvoření algoritmu pro snímání pohybu, kapesního počítače, nebo dokonce streamování obrázků z kamery.
Arduino je navrženo pro ovládání na nízké úrovni a umožňuje přímou komunikaci s hardwarem.
Pokud chcete vytvořit něco složitějšího, budete potřebovat výkonný mikroprocesor, jako je Raspberry Pi.
#2. Pokud chcete programovat s více C++
Jazyk Arduino je podmnožinou C/C++ a neumožňuje používat všechny funkce C++, jako C++14 nebo C++17, při kódování.
S Raspberry Pi však můžete využívat všechny funkce C++.
Knihovna std, výjimky, klíčová slova „new“ a „delete“ – máte k dispozici vše.
Navíc budete moci své soubory C++ zkompilovat sami, bez nutnosti externích znalostí.
#3. Skutečné multithreading
Pokud vytváříte aplikaci, která vyžaduje multithreading, je Raspberry Pi vaší správnou volbou!
S Arduinem můžete vyladit program tak, abyste dosáhli něčeho, co se multithreadingu blíží. Dokonalé to ale nebude!
Proto potřebujete Raspberry Pi k dosažení skutečného multithreadingu a vytvoření libovolného vlákna ve vybraném programovacím jazyce.
Kdy použít Arduino
Protože deska Arduino používá mikrokontrolér, nelze ji používat jako operační systém. Některé věci však lze provést pouze s pomocí desky Arduino.
#1. Zpracování v reálném čase
S Arduinem je snazší dosáhnout omezení v reálném čase. Důvodem je, že Raspberry Pi má výkonný procesor s více jádry a mnohem více RAM, což je vhodné pro větší a složitější programy.
Při používání Raspberry Pi máte menší kontrolu nad zdroji, protože operační systém spravuje zdroje za vás.
A pokud spouštíte více programů najednou, je méně pravděpodobné, že dosáhnete zpracování v reálném čase pomocí Raspberry Pi.
V některých případech však můžete dosáhnout omezení v reálném čase s pomocí Raspberry Pi, například pomocí opravy RT-Preempt. Nicméně je to mnohem složitější a méně vhodné.
Na druhou stranu, Arduino přichází s mnohem méně výkonným procesorem a minimální RAM o velikosti několika kB.
Můžete si myslet, že něco s menším výpočetním výkonem je lepší než Raspberry Pi. Není to však tak.
Arduino běží na efektivním programovacím jazyce (C/C++). Vzhledem k tomu, že máte spuštěný pouze jeden program ve smyčce a v jednom vlákně, zjednodušuje se odhadování času potřebného k provedení úkolu.
#2. Pokud vytváříte jednoduchý projekt
Doteď jste asi pochopili dvě věci:
- Raspberry Pi je vhodné pro složité projekty.
- Arduino je nejlepší pro jednoduché programy, které obsahují opakující se instrukce.
Pokud tedy vaše aplikace čte vstupy ze senzorů (teplota, infračervené záření, otisky prstů), zpracovává je v reálném čase a generuje základní výstupy, Arduino to zvládne bez problémů.
Kromě toho, na rozdíl od Raspberry Pi, Arduino přichází s předem integrovanými hardwarovými funkcemi a vývoj tak trvá srovnatelně mnohem méně času.
#3. Pokud potřebujete silné hardwarové piny
Přestože obě desky sdílejí podobné hardwarové funkce, některé zásadní rozdíly dělají z Arduina lepší volbu než Raspberry Pi v některých případech, například u níže uvedených dvou:
- Analogově-digitální převodník (ADC): ADC Arduino UNO umožňuje číst hodnoty v rozsahu 0 až 5 V, což usnadňuje čtení procentuálních hodnot ze senzorů.
- Integrované PWM: Některé piny Arduino vám umožňují generovat a používat PWM k odesílání analogových signálů prostřednictvím zařízení a mít nad nimi plnou kontrolu.
Nyní, když už víte, co se k čemu nejlépe hodí, se podíváme na několik míst, kde můžete Raspberry Pi a Arduino zakoupit.
Kde koupit Raspberry Pi?
Pokud si chcete koupit Raspberry Pi, můžete navštívit tyto spolehlivé platformy.
#1. Amazon
Amazon je obrovská internetová platforma, kde se prodává téměř vše. A to zahrnuje i desky Raspberry Pi.
Na Amazonu najdete nejnovější verzi Raspberry Pi, tedy Raspberry Pi 4 Model B, která byla uvedena na trh v roce 2019.
Amazon má výborná hodnocení a recenze. Navíc si můžete v reálném čase porovnat ceny produktů od různých dodavatelů a získat tak tu nejlepší nabídku.
#2. Okdo
Okdo poskytuje unikátní kombinaci softwaru, podpory pro vývoj a výrobních služeb. Zákazníci tak mohou realizovat inovativní nápady a převádět je do komerční praxe.
Okdo nabízí Raspberry Pi 4 Model B v sadě pro začátečníky s 8 díly.
Získáte nejen výkonnou sadu Raspberry, ale také bezplatný přístup k online průvodci pro nastavení a množství skvělých projektů, na kterých můžete pracovat.
Kde koupit Arduino?
#1. Arduino.cc
Arduino.cc je jediným místem, kde najdete všechny produkty a příslušenství Arduino. Nabízí širokou škálu produktů, mezi nimiž je nejoblíbenější balíček certifikace Arduino.
Součástí balíčku je Arduino Starter Kit a online certifikační zkouška.
Certifikační zkouška je obvykle založená na praktických úkolech, které se provádějí pomocí sady Arduino Starter Kit. Jedná se o vynikající volbu pro začátečníky, kteří se chtějí naučit Arduino od základů.
Zkouška je k dispozici v angličtině, španělštině, němčině, italštině a čínštině.
#2. Amazon
Opět, Amazon je skvělým místem pro nákup desek Arduino a jejich příslušenství.
Od nákupu jedné desky Arduino UNO až po celý balíček Arduino, zde najdete vše.
Arduino Uno REV 3 je bestsellerem řady Arduino na Amazonu. Jedná se o samostatnou desku Arduino s působivým hodnocením a recenzemi od zákazníků.
Co je lepší: Raspberry Pi nebo Arduino?
Z výše uvedené diskuze je zřejmé, že Raspberry Pi i Arduino mají své výhody i nevýhody.
Výběr mezi nimi do velké míry závisí na typu aplikace, na které chcete pracovat.
Arduino je vhodné pro opakující se úlohy, které zahrnují jeden vstup a základní výstupy. Například otevírání dveří, zapínání a vypínání světel, čtení teploty pomocí senzorů atd.
Raspberry Pi je naopak doporučeno pro komplexní aplikace, které vyžadují spouštění více programů a různé výstupy – například ovládání robotů, vytváření kapesního počítače, webových stránek, nebo publikování na internetu atd.