Arduino o Raspberry Pi : Este es un dilema común entre la comunidad de ingenieros electrónicos, ya sean aficionados o profesionales que trabajan en un prototipo. Puede darse el caso en el que alguien haya trabajado en algunos microcontroladores y ahora esté dispuesto a impulsar la excelencia académica trabajando en placas de desarrollo o sea necesario elegir una placa de desarrollo para un proyecto de ingeniería de bricolaje. Tengamos un conocimiento fundamental de ambos tableros para dejar claro cuál seleccionar.
Lo primero es que tanto Arduino como Raspberry Pi ofrecen una variedad de placas de desarrollo con diferentes especificaciones y características. Hay una variedad de productos ofrecidos en la plataforma Arduino disponibles en muchas categorías. La plataforma Raspberry Pi también ofrece una variedad de productos. Es posible que necesites utilizar uno de estos productos de plataforma Arduino o Raspberry Pi o que necesites un combo porque Arduino y Raspberry Pi son básicamente diferentes pero complementarios.
¿Qué es Arduino?
Arduino es una plataforma electrónica de código abierto que consta de placas de circuito programables y un entorno de desarrollo integrado (IDE) donde los programas para ejecutar aplicaciones de sistemas integrados se pueden escribir en C o C++. Básicamente se trata de una serie de placas de desarrollo basadas en microcontroladores populares para la implementación simple y directa de proyectos de hardware. El corazón de las placas Arduino son los microcontroladores AVR de 8 bits. Las placas Arduino pueden controlar una amplia gama de sensores y actuadores mediante placas complementarias llamadas Shields. Hay escudos disponibles para controlar motores, interactuar con pantallas LCD y conectarse a Internet, redes celulares e interfaces inalámbricas. Arduino apareció en 2005. Fue desarrollado por Massimo Banzi, David Cuartielles y David Mellis con el objetivo de reencarnar el Proyecto Wiring, agregando soporte para microcontroladores ATmega8 más económicos a la ya exitosa plataforma Wiring. El lema era desarrollar una herramienta electrónica integrada de código abierto y de bajo costo para que quienes no son ingenieros pudieran construir proyectos digitales.
¿Qué es la frambuesa Pi?
Raspberry Pi es una placa de desarrollo basada en microprocesador. A diferencia del Arduino, la unidad central de la Raspberry Pi es un microprocesador Broadcom ARM Cortex-A7 de 32 bits y 900 MHz o un microprocesador Broadcom ARM Cortex-V6 de 32 bits y 700 MHz. Raspberry Pi es un sistema en un chip. Es una computadora de placa única (SBC) del tamaño de una tarjeta de crédito desarrollada para la enseñanza de informática básica en escuelas y universidades. Es como una mini computadora, como una computadora de escritorio o una portátil, pero con menos potencia de procesamiento en comparación con las placas base. La Fundación Raspberry Pi, con sede en el Reino Unido, es la fundadora y promotora de la plataforma.
¿Cómo empezar con Arduino o Raspberry Pi?
Si uno está interesado en placas de desarrollo para el aprendizaje académico, tanto Arduino como Raspberry Pi son dimensionalmente diferentes y ofrecen diferentes cosas que aprender. Arduino, al ser una placa de microcontrolador, es bastante útil para aplicaciones en tiempo real basadas en sensores, donde la lógica del programa no es complicada, pero la interfaz del hardware es el factor principal de todo el esfuerzo. El Arduino funciona sobre “Bare Metal”, es decir, sin ningún sistema operativo, sólo sobre el firmware. Sólo necesitas una placa Arduino, un montón de sensores y actuadores, Arduino IDE y podrás jugar con Arduino. Se puede codificar fácilmente con el lenguaje Arduino (una versión simplificada de C++), donde el único requisito previo es el conocimiento básico de C y HTML. Raspberry Pi, al ser una microcomputadora, es más útil para aplicaciones multimedia y basadas en Internet donde se requiere más inteligencia de software y la interfaz de hardware es solo una parte básica del diseño. Trabajar en Raspberry Pi requiere conocimientos de Linux y del lenguaje de programación Python o Ruby. El Pi se ejecuta en distribuciones de Linux. Raspbian es el derivado de Linux oficialmente soportado por la plataforma Raspberry Pi. Entonces, todo lo que necesitas para ensuciarte las manos con Raspberry Pi es una placa Raspberry Pi con una pantalla LCD para obtener una señal visual de la ejecución del código, Scratch IDLE u otro IDE compatible con Linux, conocimiento de C, C++, Java y lenguajes de scripting. como Ruby o Python y algunas ideas locas de software para implementar.
Por lo tanto, ambas plataformas requieren diferentes conjuntos de habilidades y ofrecen diferentes cosas que aprender. Para fines académicos, la selección entre Arduino y Raspberry Pi se puede derivar de la siguiente tabla:
| Factor | arduino | Frambuesa Pi |
|---|---|---|
| Tipo de sistema | Basado en microcontrolador AVR | Basado en microprocesador ARM |
| Piezas | 8 bits | 32 bits |
| Sistema operativo | Ninguno | Distribuciones de Linux como Raspbian (oficial), Android, Plan9, RiscOS, X-Box Media Center, etc. |
| Habilidades requeridas | Arduino (requisitos previos de C y HTML) | C, C++, Java y lenguajes de scripting como Python, Ruby |
| Entorno de desarrollo integrado | arduino | Scratch, IDLE y otros IDE compatibles con Linux |
| Centrarse en el aprendizaje | Hardware | Software |
| Solicitud | Aplicaciones en tiempo real basadas en sensores | Aplicaciones multimedia y basadas en Internet |
Puedes elegir cualquiera de los dos según tu interés y preferencia o incluso por qué no aprender ambos. Muchas aplicaciones requieren la misma atención en la interfaz de hardware y la inteligencia del software. Estas aplicaciones pueden requerir el uso de Arduino en combinación con Raspberry Pi, un teléfono Android u otra microcomputadora. Aprender ambas plataformas fortalecerá las bases tanto en los aspectos de software como de hardware de la electrónica integrada y le permitirá crear aplicaciones más innovadoras.
Cómo y cuándo seleccionar Raspberry Pi o Arduino
¿Cómo seleccionar Arduino, Raspberry Pi o Combo para tu proyecto de electrónica?
Cuando se trata de seleccionar Arduino o Raspberry Pi para un proyecto de electrónica, la elección puede parecer desalentadora a primera vista. Tanto el microcontrolador como el microprocesador son capaces de realizar cálculos, pero son más útiles cuando es necesario implementar una aplicación específica.
El precio no es un problema
Tanto Arduino como Raspberry Pi tienen precios competitivos. Raspberry Pi es sólo un poco más cara que las placas Arduino. Raspberry Pi 2 Model B cuesta alrededor de $29 y la última Raspberry Pi 3 Model B en la plataforma cuesta alrededor de $29,99 en element14 , el distribuidor oficial de placas Raspberry Pi. El Arduino UNO cuesta alrededor de $24,95 y el Arduino Pro Mini cuesta alrededor de $18,05. Los distribuidores mundiales oficiales de placas Arduino son Mouse , RS Components y Digi-Key . Una lista de otros distribuidores está disponible en el sitio web de Arduino . El escudo Wi-Fi/802.11 para Arduino cuesta alrededor de $49,90. Por tanto, lo que importa no es la cuestión del precio, sino el tipo de aplicación que quieres implementar.
¿Cuándo elegir Arduino?
Arduino será la elección perfecta para su proyecto de electrónica integrada si uno o más de los requisitos o condiciones que se detallan a continuación complementan sus proyectos de electrónica:
1. Tareas iterativas : si su aplicación necesita ejecutar una secuencia de instrucciones repetidamente sin muchos factores de inteligencia, Arduino se adapta a su aplicación. Los microcontroladores deben ejecutar su código de forma iterativa.
2. No es necesario realizar múltiples tareas : si la lógica de su aplicación no implica más de dos tareas, puede recurrir con seguridad a Arduino como opción. Dado que su proyecto necesita detectar la temperatura y la humedad y mostrarlas en una pantalla, puede elegir Arduino con seguridad. Pero, si su proyecto implica tareas múltiples, como si su proyecto necesita detectar temperatura y humedad, mostrarlas en una pantalla, registrar la información de temperatura, comparar la información de temperatura diariamente y predecir las condiciones climáticas futuras en base a los análisis. .grabado y también muestra un pronóstico del tiempo en la pantalla, la Raspberry Pi debería ser tu elección.
3. No se requiere red : Arduino no tiene un puerto Ethernet incorporado. Si un proyecto basado en Arduino necesita conexión en red, debe conectarse a un hardware externo llamado Shields y deberá direccionar adecuadamente los periféricos de red conectados. Los escudos Wi-Fi/802.11 se pueden comprar en el sitio web de Mouse en la categoría Herramientas de comunicación.
4. Operación en tiempo real : Raspberry Pi no funciona en tiempo real. Programa tareas como lo hace una computadora normal. Pero Arduino, al ser una placa microcontroladora, implementa el código en tiempo real. Si su aplicación necesita ejecución de tareas en tiempo real, respondiendo inmediatamente a un llamado a la acción, Arduino debería ser su elección.
5. Conectividad de sensores analógicos : Arduino es más adecuado cuando la conectividad de sensores es una parte vital de su proyecto. Al igual que el Arduino UNO, tiene 14 pines de entrada y salida digitales y 6 analógicos. Las placas Arduino también pueden proporcionar salida analógica en forma de señales moduladas por ancho de pulso (PWM). El Arduino se puede conectar a cualquier actuador o sensor mediante placas o escudos adicionales. Por el contrario, Raspberry PI no tiene pines de entrada y salida analógicos. Sólo tiene 8 pines GPIO digitales. Los sensores analógicos se pueden conectar a una placa Raspberry Pi solo mediante la interfaz con otros chips como MCP3008 o usando placas HAT (Hardware adjunto en la parte superior). Las tarjetas HAT son como placas posteriores conectadas a computadoras de placa única (SBC).
6. Aplicación Plug and Play : dado que una placa Raspberry Pi, después de encenderse, primero carga el sistema operativo Linux y luego ejecuta el código de la aplicación, puede dañarse o corromper su sistema operativo o código de programa, debido a un apagado repentino o incorrecto. Cierre del proyecto por error humano. En este caso, Arduino es más adecuado para aplicaciones plug and play, ya que se ejecuta en firmware y ejecuta directamente el código del programa de forma iterativa.
7. Consumo de energía : Arduino tiene un voltaje operativo de 5 V y puede controlar sensores y actuadores que operan a un voltaje de hasta 20 V, ya que sus pines de entrada pueden tolerar estos voltajes, pero Raspberry Pi opera dentro de un rango operativo inferior a 5 V y necesita un mecanismo de cierre adecuado. Sin embargo, ambas placas tienen un bajo consumo de energía y pueden usarse durante mucho tiempo sin reemplazar las fuentes de alimentación.
8. Precio : si necesita implementar una aplicación sencilla, Raspberry Pi puede ser una opción un poco cara. Muchas placas Arduino son tres veces más baratas que Raspberry Pi y pueden usarse para implementar aplicaciones simples. Además, implementar una aplicación simple en Pi será un desperdicio de sus mejores recursos informáticos.
¿Cuándo elegir Raspberry Pi?
Computación rápida y compleja: Raspberry Pi supera a Arduino en cuanto a potencia informática. Está basado en un microprocesador de 32 bits, tiene una velocidad de reloj de 700 o 900 MHz y tiene de 256 a 512 Mb de RAM. La potencia informática y las especificaciones de las placas Arduino parecen tímidas aquí. Se basan en microcontroladores de 8 bits, funcionan a velocidades de reloj de 8 a 84 MHz y tienen 2 KB de RAM. Obviamente, un Pi puede realizar operaciones computacionales más complejas 40 veces más rápido.
Almacenamiento : el Pi viene con tarjetas SD para almacenamiento con capacidades que van desde 2 GB hasta 16 GB. Mientras que las placas Arduino sólo cuentan con 32 KB o 512 Kb de memoria flash. Si el código de su aplicación requiere más almacenamiento o registra grandes cantidades de datos, Pi es la solución.
Sistema operativo : Arduino funciona con firmware y no tiene la capacidad de cargar ningún sistema operativo debido a limitaciones de diseño y almacenamiento. Si su aplicación es lo suficientemente compleja como para requerir un sistema operativo debajo del código de ejecución principal, opte por Raspberry Pi.
Interfaz de computadora : si su proyecto requiere comunicarse con una computadora, teléfono u otra microcomputadora, el Pi tiene dos puertos USB periféricos para facilitar la tarea. El Arduino está equipado con un puerto USB de entrada única para actualizar el firmware desde una computadora. Así que opte por Pi si su proyecto requiere comunicación de datos con otros dispositivos informáticos.
Multitarea : Arduino simplemente no tiene el diseño y la potencia de procesamiento para realizar múltiples tareas. Raspberry Pi tiene más RAM, velocidad y potencia de procesamiento para realizar tareas programadas en una función multitarea.
Aplicación multimedia: Raspberry Pi está equipada con salida de audio y vídeo. Por tanto, es fácil programar una aplicación multimedia en él. Por el contrario, Arduino sólo cuenta con funcionalidades básicas en este sentido. Sólo puede ejecutar aplicaciones multimedia interactuando con Shields y también requerirá otras tarjetas adicionales de red para enviar datos de audio y video a otros sistemas. Hacer una aplicación multimedia en Arduino es más caro y complicado.
Red : nuevamente, el Pi tiene un puerto Ethernet en la placa y puede conectarse fácilmente a Internet o a redes informáticas locales con la ayuda de dispositivos LAN o USB Wi-Fi. Arduino requerirá placas/protectores adicionales para conectarse a LAN o Wi-Fi.
¿Cuándo elegir la combinación Arduino y Raspberry Pi?
Ambas placas tienen una interfaz I2C y pueden comunicarse en serie a través de ella. Muchas aplicaciones tienen una interfaz de sensor o hardware como requisito vital y también necesitan inteligencia de software complicada. En este caso, una combinación de Arduino y Raspberry Pi funciona mejor. Los periféricos de hardware, como sensores y actuadores, se pueden conectar a una placa Arduino con todas las tareas iterativas y en tiempo real implementadas en el extremo de Arduino y el Arduino se puede controlar mediante una Raspberry Pi en I2C para realizar múltiples tareas, inteligencia de software adicional, registro y análisis de datos. y comunicar mensajes de datos, audio o video a otros dispositivos a través de LAN o Wi-Fi.
Creación de prototipos de un producto: ¡Raspberry Pi es completamente de código abierto!
Raspberry Pi y Arduino son fáciles de usar y están disponibles. Aunque Arduino es completamente de código abierto, al crear un prototipo de un producto utilizando Raspberry Pi, existían ciertas incertidumbres. La placa Pi es hardware de código abierto, excepto el procesador ARM y el SoC Broadcom, y utiliza firmware de código cerrado. Aunque también está disponible un firmware de código abierto no oficial. Para construir procesadores ARM, debe firmar un acuerdo de confidencialidad (NDA) con ARM para obtener la documentación del chip. Asimismo, el uso del SoC integrado en el procesador ARM requiere firmar un acuerdo de confidencialidad con Broadcom para obtener la documentación del SoC. En consecuencia, es necesario proporcionar un modelo de negocio e informar la cantidad de procesadores ARM o Broadcom SoC utilizados en el producto y vendidos a ARM o Broadcom, respectivamente. Esto es lo que hizo la fundación Raspberry Pi y es la razón por la que las especificaciones de diseño del SoC o del procesador no están abiertas. El Pi fue diseñado y desarrollado con fines educativos y la fundación afirma que se puede utilizar para construir un producto comercial sin necesidad de adquirir permisos o licencias especiales. Aunque la fundación recomienda incluir las palabras “Desarrollado por Raspberry Pi” en alguna parte del producto. La fundación también está dispuesta a recibir correspondencia si el Pi se utiliza comercialmente. La impresora fotográfica de souvenirs con tecnología Pi es uno de esos productos. Lea más sobre cómo iniciar un negocio con Raspberry Pi .
Aplicaciones combinadas Arduino, Raspberry Pi y Arduino-Raspberry Pi
Para un proyecto, opte por Arduino si los requisitos son interfaz de sensor y hardware, implementación en tiempo real de algunas tareas, interfaz de dispositivos analógicos o si el proyecto es una aplicación plug and play. Debes elegir Raspberry Pi si el proyecto se centra más en la implementación de software, involucra audio y video, requiere multitarea y un rendimiento computacional superior, o necesita comunicarse con otros dispositivos a través de Internet o LAN. Si el proyecto tiene una orientación equilibrada de hardware y software, obtenga una combinación de Arduino y Raspberry Pi. Implemente sensores y actuadores interactuando con todos los controles en tiempo real implementados en la placa Arduino y haga que la placa Arduino se comunique con Raspberry Pi a través de I2C. Y deje que Raspberry Pi maneje computación compleja, registro de datos, análisis de datos, comunicación por Internet o LAN y aspectos de audio y video de la aplicación.
Algunas aplicaciones interesantes que se pueden realizar en Arduino son:
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