一、Arduino VS 樹莓派
在STEM教學領域,有兩個平臺是所有的教學老師都知道的,一個叫Arduino,另一個叫樹莓派。下面是它們的圖。
對初入STEM教育的科學老師和工作者而言,應該采用哪個平臺呢?
橙旭園兒童編程課堂(www.bcjiaoyu.com)的陳斌老師為我們解釋:“Arduino是一個單片機,而樹莓派是一臺全功能的計算機。如果你接觸過單片機的話,就明白我的意思。如果沒接觸過,請看下面的對比圖表”。
從速度上說,樹莓派的CPU高達700M,而Arduino才16M,性能不可同時而語,從存儲上講就更少了。最重要的是Arduino是沒有操作系統的,而樹莓派是可以跑Linux的。
從對比圖表上看,樹莓派是在性能上大比分勝過Arduino的,它的性能更好,支持的軟件更復雜。
但是,正因為樹莓派支持的軟件更復雜,也就讓他在擴展性上更差一些。比如我們要接上一個傳感器,那么用Arduino會簡單非常多,而用樹莓派就復雜多了。
世界上最小的樹莓派
如果使用Arduino進行教學,會有非常多的外設很容易就使用上,不用費什么力氣,相同的,用樹莓派也能做到,但是復雜很多。
所以Arduino類似于一個非常簡化的硬件板,因為簡單,所以無法完成復雜的工作,但是用來做教育會非常方便。如果是用于低年級的一般性教學,推薦使用Arduino。
但樹莓派非常強大,如果做復雜功能的工程,如參加競賽等,就更合適。
二、Arduino VS 樹莓派Raspberry Pi
(1)RPi 和 Arduino 兩個完全不同運算水平的平臺。畢竟 RPi 使用的是一顆運行在 700MHZ 的 ARM11 CPU;而常用的 Arduino UNO 則是一顆在工業控制領域常見的 8-bit ATmega328,最高運行頻率僅 20MHz。
(2)RPi 可以運行完整的操作系統,如 Debian 等常見 Linux 發行版 - RPi Distributions。這意味著你可以使用你熟練的語言(如 Python、Java)和熟悉的庫來進行開發,同時后臺運行多個進程也毫無壓力。而 Arduino 作為一款真正傳統意義上的單片機系統,一次只能運行一個你燒進去的程序,功能也相對單一。
(3)RPi 自帶的接口比較全面,USB-host、RJ45、HDMI、SD讀卡器等常用接口都有;而 Arduino 比較單純,與外部設備打交道需要另外采購接口板。
(4)RPi 因為是一個相對完整的「電腦」,其成本肯定比 Arduino 高,目前 B 版在淘寶普遍 280 元左右;而常用的 Arduino UNO 40 元搞定。
(5)RPi 擁有更完整的操作系統,這也意味著每次復電后所需的啟動時間很長,而且還不能保證重啟后你寫的相關服務都能正常啟動(Linux 大拿可能會覺得是我技術渣);但 Arduino 因為用途單一,重啟速度超快,而且重啟結束后立即就在運行你讓它做的事。
三、Arduino VS 樹莓派
如果你很熟悉電子DIY,那么應該聽過Arduino和Raspberry Pi(樹莓派)的特點對比。你也許甚至會猜測到,像我之前認為的,它們兩個是處理相似問題的相互競爭的硬件平臺。
實際上,Arduino和樹莓派非常不一樣。對于初學者來說,樹莓派是一臺完整功能的計算機,而Arduino只是一個微控制器,它僅僅是組成計算機的一個模塊。
這里有一些指引來幫助你區分Arduino和樹莓派,然后確定這兩個DIY設備中的哪個更適合你的需求。
1、概述
樹莓派和Arduino最開始都被設計成教育工具,這也是它們現在這么流行的原因,它們兩個都非常容易學習使用。
樹莓派來自英國。開始的時候,發明者Eben Upton和他在劍橋大學計算機實驗室的同事對學生數量的逐漸減少和差勁的技能感到非常懊惱,于是想辦法解決這個問題。他們設計的樹莓派是一臺便宜的方便修改的計算機,目的是提高動手能力。Upton在2006年設計了樹莓派的原型,在2012年4月的時候第一次可以在市場上買到。
另一個,Arduino誕生于意大利。它是根據發明者Massimo Banzi和合伙人想到這個點子的一個酒吧的名字命名的。Banzi是伊夫雷亞互動設計學院的一名教師,他想為他學設計的學生做一個簡單的硬件原型制作工具。
作為教育工具,Arduino和樹莓派都適合初學者。而在了解了它們的硬件和軟件特點之后,很明顯它們會應用到完全不同的項目中。
2、硬件和軟件
這里大概列出了兩者規格上的最大差異
它們兩個的價格和體積都差不多,我們已經知道樹莓派和Arduino都很小巧很便宜,只是它們所包含的東西決定了它們的不同。樹莓派在時鐘速度上比Arduino快40倍。而更打擊Arduino的是,樹莓派擁有其128,000倍的內存。樹莓派是一***立的計算機,可以運行實際的Linux操作系統,支持多任務,支持兩個USB端口,還可以無線連接到因特網。總之,它足夠強勁,完全可以作為個人電腦(但是還不足以與Mac或PC比較)。
也許看起來樹莓派比Arduino高級,但那僅僅是軟件應用。Arduino的簡單讓它在單純的硬件項目中表現更好。
我采訪了Limor Fried,她是Adafruit的創辦者,Adafruit是一個DIY電子商店,提供Arduino和樹莓派的部件和工具,詢問了她關于這兩者之間不同的專業意見。作為一個從MIT畢業的工程師,立志要教所有級別的電子技術的高手,Fried比其他人更懂這兩個平臺。
“Arduino有處理‘實時’和‘模擬電路’的能力,這是樹莓派沒有的,這種靈活性讓它可以匹配各種傳感器或芯片”Fried這樣說,“樹莓派就沒有這樣靈活,比如,要讀取模擬傳感器就需要額外的硬件協助。有成千上萬的教程教你把Arduino掛到幾乎所有的設備上。另一方面,樹莓派可以受益于多年的Linux軟件積累,所以它們兩個都是很棒的選擇!”
Arduino的集成開發環境明顯比Linux容易太多了。比如,如果你在樹莓派上想寫個程序讓LED閃爍,你需要安裝一個操作系統以及各種代碼庫,而這還僅僅只是開始。而在Arduino上,你可以用僅僅8行代碼來讓LED閃爍。而且,Arduino并沒有設計成運行操作系統或是大量軟件,你可以僅僅把它插到板子上,它就開始工作了。
樹莓派可以支持多個任務進程,它可以在后臺運行多個程序。比如,我有一臺樹莓派同時用作打印服務器和VPN服務器。
另一方面,你可以讓Arduino插在板子上去長時間執行單一的任務,而當你想停止的時候把它拔出來就好了。這也是為什么Fried建議初學者在玩樹莓派之前先玩Arduino:
“Arduino更簡單,更難‘變磚’或‘損壞’,而且有更多的適合初學者的學習資源。”Fried這樣說,“而要玩樹莓派,你不但要學習編程比如Python,還要學習Linux。Arduino可以在任意電腦上工作,而且可以用電池供電,你可以任意時候隨時開關都很安全。而樹莓派在沒有合適關機的情況下斷電可能會損壞。”
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。所以問題變成你先確定你想做什么。
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