Arduino Vs. 樹莓派,哪個才是你的菜?

如果你曾經想過自己設計一款電子裝置,你可能已經聽說過Arduino和樹莓派的大名了。但如果你還沒有研究或親手操作過,可能會像我以前一樣,覺得它們是用來解決相似問題的競品。


可實際上,Arduino和樹莓派是兩款完全不同的產品,用來解決完全不同的目的。Arduino是微控制器(Microcontroller)領域真正的開拓者,並開啟了“創客”的革命;樹莓派作為另一個了不起的設備,真正開始了微處理器(Microprocessor)領域的革命。可以這麼說,作為微處理器的樹梅派是一臺體積小,但是功能齊全的電腦;而作為微控制器的Arduino僅僅是電腦中的某一模塊,用來解決某單一的問題。


背景

Arduino和樹梅派都是最初作為教學工具來設計的,這也是為什麼它們會變得如此受歡迎,因為這兩款設備都非常容易學習。


Arduino出生於意大利。它的發明者馬西莫·班齊和聯合創始人在一個酒吧想到了這個點子,並用這個酒吧的名字命名了它。班齊是伊夫雷亞交互設計研究所的一名老師,想為跟他學設計的學生們做一個簡單的硬件原型製作工具。

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(圖片來源:https://www.arduino.cc)

樹梅派發明於英國。發明者埃本·厄普頓和他在劍橋大學計算機實驗室的同事們對逐漸減少的學生數量,以及差勁的計算機技能感到抓狂。所以他們設計的樹梅派是一臺便宜並且方便修改的計算機,用來提高學生的動手能力。

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(圖片來源:http://www.adafruit.com)


作為教學工具, Arduino和樹莓派都非常適合初學者。通過分析它們的硬件和軟件,就可以非常明顯的感覺到兩者會應用到完全不同的項目中。


硬件和軟件

下表列出了兩者主要的不同:

Arduino UNO R3

樹莓派2代B型

價格

¥148

¥256

尺寸

75x 55 x 15 mm

86 x 56 x 20mm

微處理器

ATmega328

ARM Cortex-A7 四核處理器

內存

0.002MB

1024MB

主頻

16 MHz

900MHz

集成網絡接口

10/100 BaseT RJ45 以太網

多任務支持

輸入電壓

7-12V

5V

Flash 存儲

32KB

2 - 16G (SD卡)

USB

1個

4個

操作系統

Linux,Android和Windows 10

集成開發環境

Arduino,Energia

Scratch, IDLE等Linux支持的任何環境


樹莓派和Arduino的價格和尺寸都差不多,兩者都很小巧很便宜,只是它們所包含的配置決定了它們的不同。新款的樹莓派2的主頻速度上比Arduino快56倍。看起來對Arduino更致命的是,樹莓派2擁有其256,000倍的內存。樹莓派是一臺獨立的計算機,可以運行實際的Linux和Windows 10操作系統,支持多任務,還可以無線連接到因特網。所以樹莓派看起來更像是一個功能齊全的電腦,它的各項性能雖然還不能和 PC 以及MAC相比,但是從數據參數中可以看出,樹莓派似乎完勝 Arduino。

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(樹莓派電腦,圖片來源:www.instructables.com)

也許看起來樹莓派比Arduino更高級,但那僅僅是對於軟件應用。Arduino的簡單讓它在單純的硬件項目中表現更好。


DIY電子商店Adafruit的創始者利馬爾-弗萊德認為樹莓派在使用各種傳感器或芯片的易用性上是遠不如Arduino的,樹莓派需要額外的硬件支持才能對傳感器進行讀取,並且Arduino的編程環境比起Linux來容易太多了。

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(Arduino連接矩陣LED和聲音放大器,圖片來源:www.adafruit.com)

比如完成LED閃爍這最簡單的操作。如果用樹莓派去編寫,首先要安裝一個操作系統並且設置完成,然後還需要安裝一些代碼庫來幫助控制GPIO引腳(就是連接額外硬件的地方)。然後再去編寫程序代碼,而Arduino只需要8行的代碼就可以讓LED開始閃爍了。對於初學者Arduino幾分鐘就可以完成的操作,使用樹莓派可能花一天也搞不定。

Arduino Vs. 樹莓派,哪個才是你的菜?

由於Arduino設計的目的並不是為了運行操作系統或是軟件的,所以對於支持的傳感器都是即插即用的。而如果想在樹莓派上使用這些傳感器,那就得需要安裝匹配的驅動程序,之後還要編寫程序代碼才能控制傳感器的一些行為。


Arduino的簡單還有一個好處便是不容易損壞。當想終止Arduino執行的任務時只需要拔下來就可以了,並不會被損壞。而如果不能採取正確的關機方式,在對樹莓派進行斷電操作時會有被燒燬的風險。所以對於初學者們,Arduino是十分平易近人的。


樹莓派在軟件應用上大放光芒,而Arduino讓硬件項目變得更簡單。所以實際的問題是你要清楚你想做什麼。


為什麼不一起使用呢?

實際在高級用戶的應用中,樹莓派和Arduino是互補,可以完美使用在一起的。它們可以教使用者不同的內容,Arduino是傳感器的工作工廠,而樹莓派負責分發指令。

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(樹莓派和 Arduino相兼容,圖片來源:www.uugear.com)

Arduino非常適合驅動馬達,接收傳感器信號,閃爍LED等等,而樹莓派可以發出命令開關其硬件的應用。並且樹莓派支持多任務處理,你可以一邊用Arduino讀取著數據,一邊聽音樂看視頻。


事實上,Arduino和樹莓派並沒有高低之分,兩者都有自己的特性和優點。Arduino 適合一些編程能力較低的初級創客,以及側重傳感器使用的硬件產品。而樹莓派更適合有一定的編程經驗,以及依賴多種應用程序和豐富功能的硬件產品。對於學習者,兩種開發板最好是都要系統的學習一下。因為兩者覆蓋了不同的領域,並且可以交互使用,從中獲得的相關知識也是成為一名優秀創客的基本條件。對於硬件開發者,則需要了解自己的產品特性和自身能力來選擇使用哪一個開發板,從而使得自己的想法得以快速準確的實現。


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