Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

Arduino Uno gegen BeagleBone gegen Raspberry Pi

Der Monday Jolt ist eine neue Kolumne über Mikrocontroller und Elektronik, die jeden Montagmorgen in MAKE erscheint.Dieser Beitrag wurde von Roger Meike geschrieben und ist am 24. Oktober 2012 im Digital Diner erschienen. Er wird hier auf der MAKE-Website mit Erlaubnis veröffentlicht.

Von links nach rechts: Arduino Uno, BeagleBone, Raspberry Pi

Wir bauen gerne hier bei Digital Diner. Es gibt immer ein Projekt, das läuft. Heutzutage enthalten die meisten unserer Projekte eine Art digitaler Komponente - einen Mikroprozessor. Wenn Sie noch nicht vom Maker-Bug gebissen wurden, empfehlen wir dies dringend. Es kann unglaublich lohnend sein. Wenn Sie nur ein Minimum an Programmierkenntnissen haben, gibt es Websites, Plattformen und Tools, mit denen Sie Ihre Fähigkeiten so entwickeln können, dass Sie tatsächlich ein Hardwaregerät mit Knöpfen, Knöpfen und Servos erstellen - ein reales Gadget für die physische Welt. Software macht Spaß, aber wenn Sie Ihr Projekt physisch machen können, ist es noch besser.

Es gibt so viele großartige Plattformen für die Erstellung digitaler Geräte, dass es schwer zu verstehen ist, welche Geräte verwendet werden sollen. Zum Beispiel bauen wir derzeit ein hydroponisches Gartenprojekt und mussten eine Steuerung auswählen, um die Pumpen zu betreiben, die Sensoren zu lesen usw. Wir waren überrascht, wie viele Möglichkeiten wir hatten. Für den Anfänger kann es etwas verwirrend sein. Um Ihnen dabei zu helfen, haben wir drei der gängigsten Modelle zusammengestellt und miteinander verglichen, sodass Sie das richtige Werkzeug für Ihr nächstes Projekt auswählen können. Spoiler: Wir empfehlen alle drei.

Arduino Uno gegen BeagleBone gegen Raspberry Pi

Die drei Modelle (alle, die wir hier bei Digital Diner verwenden) sind Arduino, Raspberry Pi und BeagleBone. Wir haben uns für diese drei entschieden, da sie alle leicht verfügbar, erschwinglich sind und etwa dieselbe Größe haben (nur größer als 2 x 3 x) und alle für die Erstellung wunderbarer digitaler Geräte verwendet werden können. Bevor wir zum Vergleich kommen, finden Sie hier eine kurze Einführung.

Der Arduino Uno ist ein Grundnahrungsmittel für die Herstellergemeinschaft. Arduinos gibt es in verschiedenen Größen und Geschmacksrichtungen, aber wir haben den Arduino Uno als Beispiel für den Prototyp des Arduino gewählt. Es verfügt über eine einfach zu verwendende Entwicklungsumgebung, eine hochkarätige Anwenderbasis und ist so konzipiert, dass alle Arten von Hardware problemlos angeschlossen werden können.

Der Raspberry Pi ist der Neuling im Spiel. Es ist nicht wirklich ein eingebetteter Computer. Es ist eigentlich ein sehr günstiger Full-On-Desktop-Computer. Es ist ein Barebone, aber für einen echten Computer bei 35 US-Dollar, es ist erwähnenswert, und es ist eine großartige Plattform für viele Maker-Projekte.

Der BeagleBone ist die vielleicht am wenigsten bekannte Plattform, aber ein unglaublich fähiges Board, das für viele Projekte eine Überlegung wert ist. Es ist ein leistungsstarker Linux-Computer, der in den Alt-Mint-Container passt.

Alle drei Board-Funktionen machen sie für den Bastler wertvoll. Nachfolgend finden Sie eine Tabelle, die ich zum Vergleich zusammenfasst. Wenn Sie nicht wissen, was all dies bedeutet, ist das in Ordnung. Es gibt jedoch einige Unterschiede, die jedes dieser Gadgets in ihren eigenen Anwendungstypen zum Leuchten bringen.

Vergleich der drei Plattformen.

Erstens, der Arduino und Raspberry Pi und sehr preiswert bei unter 40 US-Dollar. Der BeagleBone kostet fast drei Arduino Unos. Bemerkenswert ist auch, dass die Taktfrequenz des Arduino etwa 40-mal langsamer ist als die beiden anderen und der 128.000 (!) Mal weniger Arbeitsspeicher vorhanden ist. Schon jetzt können Sie die Unterschiede sehen. Der Arduino und der Raspberry Pi sind preiswert und der Raspberry Pi und BeagleBone sind viel leistungsfähiger. Es sieht so aus, als ob der Raspberry Pi an diesem Punkt wirklich gut aussieht, aber so einfach ist es noch nie. Erstens ist der Preis nicht ganz so gut, wie es scheint, denn um den Raspberry Pi zu betreiben, müssen Sie Ihre eigene SD-Karte bereitstellen, mit der Sie weitere 5 bis 10 Dollar kosten können.

Trotz der Taktähnlichkeit war der BeagleBone in unseren Tests etwa doppelt so schnell wie der Raspberry Pi. Und vielleicht am wenigsten eingängig war das Arduino, was die Performance angeht, zumindest für einen Anfänger. Der Grund dafür ist, dass sowohl der Raspberry Pi als auch der BeagleBone das Linux-Betriebssystem ausführen. Diese ausgefallene Software macht diese Systeme zu winzigen Computern, die mehrere Programme gleichzeitig ausführen und in vielen verschiedenen Sprachen programmiert werden können. Das Arduino ist sehr einfach gestaltet. Es kann jeweils ein Programm ausgeführt und in Low-Level-C ++ programmiert werden.

Ein interessantes Feature des BeagleBone und des Raspberry Pi ist, dass sie von einer Flash-Speicherkarte (SD-Karte im Fall von Raspberry Pi und MicroSD-Karte im Fall von BeagleBone) ablaufen. Das bedeutet, dass Sie diesen Boards eine Gehirntransplantation geben können, indem Sie die Speicherkarte austauschen. Sie können mehrere Konfigurationen und Einstellungen für verschiedene Karten haben. Wenn Sie Karten austauschen, befinden Sie sich genau dort, wo Sie mit diesem Projekt aufgehört haben. Da diese beiden Boards ziemlich ausgereift sind, können Sie das Betriebssystem einfach ändern, indem Sie verschiedene Karten zum Einlagern erstellen.

Eine Plattform auswählen

Warum sollten Sie sich also für eine Plattform entscheiden?

Für Anfänger empfehlen wir das Arduino. Es verfügt über die größte Benutzergemeinschaft, die meisten Tutorials und Beispielprojekte und lässt sich am einfachsten mit externer Hardware verbinden. Für Anfänger gibt es mehr Möglichkeiten, etwas über Arduino zu lernen, als Sie einen Lötkolben schütteln können.

Die Platinen sind so konzipiert, dass sie problemlos mit einer Vielzahl von Sensoren und Effektoren ohne externe Schaltkreise verbunden werden können, sodass Sie nicht viel über Elektronik wissen müssen, um loszulegen. Wenn Sie noch nicht mit diesen Spielen gespielt haben, besorgen Sie sich eine (sie sind billig) und probieren Sie es aus. Es kann eine wirklich tolle Erfahrung sein.

Für Anwendungen, die die Größe minimieren, empfehlen wir das Arduino. Alle drei Geräte sind in der Größe ähnlich, obwohl die Raspberry Pi SD-Speicherkarte etwas hervorsteht, wodurch sie insgesamt etwas größer wird. Es gibt so viele verschiedene Arduinos, dass es lächerlich ist. Was einen Arduino zu einem Arduino macht, ist im Grunde ein bestimmter Mikroprozessor und ein bisschen Software. Es verwendet ein sehr kleines, kostengünstiges Embedded-System auf einem Chip-Mikroprozessor der Firma Atmel. Für fortgeschrittene Projekte, die wirklich klein sein müssen, können Sie diese Chips für ein oder zwei Dollar kaufen und den Arduino-Bootloader (ein Programm, das den Arduino dazu bringt, dem Arduino seine Grundfunktionen zu geben) auf den Chip und die Viola setzen. Sie haben einen Arduino. Wir haben dies für ein paar Projekte getan und es kann ein sehr kleines Gadget sein, wenn Sie nicht einmal eine Leiterplatte haben.

Eine Vielzahl verschiedener Arduino-Größen und Formfaktoren

Der BeagleBone neben seinem großen Bruder das BeagleBoard

Das BeagleBoard hat einen größeren und leistungsstärkeren großen Bruder, das BeagleBoard. Wenn Sie also eine Vergrößerung benötigen, ist das BeagleBone eine gute Wahl.

Der Arduino Uno, BeagleBone und Raspberry PiNote die Ethernet-Anschlüsse am BeagleBone und Raspberry Pi

Für Anwendungen, die eine Verbindung zum Internet herstellen, empfehlen wir den BeagleBone oder Raspberry Pi. Beide Geräte sind echte Linux-Computer. Beide verfügen über Ethernet-Schnittstellen und USB, sodass Sie diese relativ problemlos mit dem Netzwerk verbinden können. Über USB können Sie sie mit Funkmodulen verbinden, die dann drahtlos mit dem Internet verbunden sind. Das Linux-Betriebssystem verfügt außerdem über viele integrierte Komponenten, die erweiterte Netzwerkfunktionen bieten.

Ein sehr kleiner USB-WLAN-Adapter wird direkt an den BeagleBone oder Raspberry Pi angeschlossen, und das Linux-Betriebssystem kann diese Gerätetypen unterstützen

Das Arduino unterstützt Plug-In-Peripheriegeräte, so genannte Shields, die die Möglichkeit bieten, eine Verbindung zu Ethernet herzustellen. Der Zugriff auf die Netzwerkfunktionen ist jedoch recht begrenzt. Wenn Sie den Ethernet-Shield kaufen, können Sie außerdem eine der fortschrittlicheren Platinen erwerben.

Für Anwendungen, die an externe Sensoren angeschlossen sind, empfehlen wir den Arduino und den BeagleBone. Das Arduino macht es von allen Boards am einfachsten, sich an externe Sensoren anzuschließen. Es gibt verschiedene Versionen der Karte, die mit unterschiedlichen Spannungen (3,3 V gegenüber 5 V) arbeiten, um den Anschluss an externe Geräte zu vereinfachen. Der BeagleBone arbeitet nur mit 3,3-V-Geräten und erfordert einen Widerstand oder eine andere externe Schaltung, um eine Schnittstelle zu einigen Geräten herzustellen. Sowohl der Arduino als auch der BeagleBone verfügen über Analog-Digital-Schnittstellen, über die Sie problemlos Komponenten anschließen können, die unterschiedliche Spannungen ausgeben. Der BeagleBone verfügt über etwas höher aufgelöste Analog-Digital-Wandler, was für anspruchsvollere Anwendungen nützlich sein kann.

Beachten Sie, dass viele Dinge, zu denen Sie eine Verbindung herstellen möchten, einschließlich kleiner Sensoren, über digitale Schnittstellen verfügen, die als I2C oder SPI bezeichnet werden. Alle drei Karten unterstützen diese Gerätetypen und können relativ leicht mit ihnen kommunizieren.

Für batteriebetriebene Anwendungen empfehlen wir das Arduino. Das Arduino verbraucht die geringste Leistung, obwohl der BeagleBone in Bezug auf die Computerleistung pro Watt der klare Gewinner ist. Der Arduino hat hier jedoch einen Vorteil, da er mit einem breiten Eingangsspannungsbereich arbeiten kann. Dadurch kann es mit verschiedenen Batterietypen betrieben werden und arbeitet weiter, da die Batterie Saft verliert. Das Arduino verbraucht die geringste Leistung, obwohl der BeagleBone in Bezug auf die Computerleistung pro Watt der klare Gewinner ist. Der Arduino hat hier jedoch einen Vorteil, da er mit einem breiten Eingangsspannungsbereich arbeiten kann. Dadurch kann es mit verschiedenen Batterietypen betrieben werden und arbeitet weiter, da die Batterie Saft verliert.

Für Anwendungen, die eine grafische Benutzeroberfläche verwenden, empfehlen wir den Raspberry Pi. Der Raspberry Pi befindet sich wirklich in einer Kategorie, da er einen HDMI-Ausgang hat. Das heißt, Sie können eine Maus und eine Tastatur anschließen und direkt an Ihr Fernsehgerät anschließen. Zu diesem Zeitpunkt haben Sie einen voll funktionsfähigen Computer mit grafischer Benutzeroberfläche. Dadurch ist das Raspberry Pi ideal für den Einsatz als kostengünstiges Webbrowser-Gerät zum Erstellen von Kiosk-Projekten, bei denen möglicherweise ein Display angezeigt wird, mit dem Benutzer interagieren können. Nur zum Spaß haben wir die Arduino-Entwicklungstools auf dem Raspberry Pi installiert, und wir konnten ein kleines Programm schreiben und es vom Raspberry Pi auf ein Arduino herunterladen. Es ist kein sehr schneller Computer, aber es ist wirklich ein Computer.

Zusammenfassung

Das Arduino ist eine flexible Plattform, die sich mit den meisten Funktionen verbinden lässt. Es ist eine großartige Plattform zum ersten Lernen und perfekt für viele kleinere Projekte. Der Raspberry Pi eignet sich für Projekte, die eine Anzeige oder Netzwerkverbindung erfordern. Es hat ein unglaubliches Preis-Leistungs-Verhältnis.

Der BeagleBone ist eine großartige Kombination aus einigen der Schnittstellenflexibilität des Arduino mit dem schnellen Prozessor und der vollständigen Linux-Umgebung des Raspberry Pi (umso mehr). Um beispielsweise unseren Wasserkulturgarten zu überwachen, werden wir wahrscheinlich den BeagleBone verwenden, da er über gute Eingabe- / Ausgabefunktionen verfügt und problemlos mit dem Netzwerk verbunden werden kann, sodass ein Webserver ausgeführt werden kann, der uns die Messwerte zur Verfügung stellt.

Alle drei davon sind Grundbestandteile unserer Projekte hier bei Digital Diner. Natürlich gibt es auch andere Plattformen, zum Beispiel überwachen wir unseren Tomatengarten mit Sun SPOTs, aber diese drei werden die Bedürfnisse der meisten Menschen abdecken, bis Sie ziemlich weit fortgeschritten sind.

Vielen Dank an Roger Meike, der es uns erlaubt hat, seinen Vergleichsartikel hier auf der MAKE-Site erneut zu veröffentlichen.

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