Tags: Микроконтроллер Arduino UNO Микрокомпьютер Raspberry Pi
Введение
Сравнение Arduino и Raspberry Pi
Основные элементы Arduino UNO
Основные элементы Raspberry Pi 4 Model B
Полезные ссылки
Введение
Изначально компьютер создавался как чисто аппаратное устройство (без программирования) для решения конкретных задач. Прыжком в развитии компьютера послужила идея программного способа реализации задач (см. От машинного кода до API систем). Достоинство этого способа — универсальность, недостатки — отсутствие тесной связи с периферийными устройствами, медленное выполнение операций.
Сейчас наметилась обратная тенденция:
- реализовывать наиболее часто используемые программы аппаратно;
- разрабатывать программно-аппаратные комплексы под решение конкретных задач.
Эта тенденция получила наибольшее развитие в робототехнике.
Как оптимально разделить аппаратную часть от программируемой? Очевидно, нужно искать компромисс. Он достигается выбором между микроконтроллерами и микрокомпьютерами.
На текущий момент самые популярный микроконтроллер — Arduino, а микрокомпьютер — Raspberry Pi. Самая популярная версия Arduino называется Arduino Uno. Текущая модель Raspberry 2019 г. — Pi 4 Model B.
Сравнение Arduino и Raspberry Pi
Микрокомпьютер (Raspberry Pi) обладает всеми возможностями персонального компьютера (ПК): процессор, память, операционная система, подключение к монитору (ТВ), работа в сети. Raspberry Pi, в отличие от ПК, имеет дополнительные периферийные устройства, например — порты ввода/вывода общего назначения (GPIO). Через эти выводы (штыревые разъемы) RPi может взаимодействовать с электронным миром, состоящим из датчиков, индикаторов и исполнительных механизмов.
Микроконтроллер (Arduino UNO) — плата с микропроцессором и встроенными периферийными устройствами (ввода-вывода, таймерами и т.п). В ходе работы микроконтроллер считывает команды из памяти или порта ввода и исполняет их. Система команд заложена в архитектуре микроконтроллера и выполнение кода команды выражается в проведении внутренними элементами микросхемы определенных микроопераций.
В отличие от обычных компьютерных микропроцессоров, в микроконтроллерах часто используется раздельное хранение данных и команд в ОЗУ и ПЗУ соответственно. Кроме ОЗУ, микроконтроллер может иметь встроенную энергонезависимую память для хранения программы и данных. Многие модели контроллеров вообще не имеют шин для подключения внешней памяти. Наиболее дешёвые типы памяти допускают лишь однократную запись. Другие модификации контроллеров обладают возможностью многократной перезаписи программы в энергонезависимой памяти.
Во многих проектах Arduino и Raspberry Pi используются совместно, причем Arduino выступает в качестве управляющей платы, на которой выполняются команды, выдаваемые ПО Raspberry Pi. При этом порт USB используется для загрузки программы и для обмена данными между Arduino и Raspberry Pi.
Основные элементы Arduino UNO
- Микроконтроллер - аналог микропроцессора в обычном ПК;
- Кнопка сброса осуществляет сброс микроконтроллера и повторый запуск программы;
- Порт USB обеспечивает связь с ПК и питание устройства;
- Светодиод #13 , соединенный с цифровым выходом #13;
- Питание +7-12V — дополнительное питание от внешнего источника (батарея, блок питания);
Основные элементы Raspberry Pi 4 Model B
Процессор: Broadcom BCM2711, 4 ядра Cortex-A72 (ARMv8), 64-bit SoC @ 1.5 GHz
RAM: На выбор модели (LPDDR4-2400 SDRAM): 1Gb, 2Gb, 4Gb
Питание: USB Type-C (5V, минимум 3А). Возможно питание через GPIO (5V, минимум 3А).
Порты и разъемы:
- MicroSD (память для ОС и данных), > 8Gb до 128Gb, .
- 2 порта Micro-HDMI и CSI Display Connector (см. отличия)
- CSI Camera Connector
- 2 порта USB 2.0 и 2 порта USB 3.0 (см. отличия)
- Gigabit Ethernet (RJ45, 1000Base-T)
- GPIO
- 3.5 мм 4 pole stereo audio
- Power over Ethernet (PoE). Требуется внешний PoE HAT.
Беспроводные интерфейсы: Двухдиапазонный WiFi (2.4 GHz и 5.0 GHz IEEE 802.11ac/n) Bluetooth 5.0, BLE (Bluetooth Low Energy)
Индикаторы: Встроенные светодиоды: индикация питания, работа с microSD картой, режим работы Ethernet.
Полезные ссылки:
- Что такое микроконтроллеры — назначение, устройство, софт
- Raspberry Pi 4 model B. Обзор
- Что нужно знать о портах ввода-вывода Raspberry Pi. Часть 1
- Обзор Raspberry Pi4
- Основные и технические характеристики Raspberry Pi 4 Model B
- Плата Arduino Uno R3: схема, описание, подключение устройств
- Что такое Arduino? Описание Arduino UNO.
- What Goes into Building a Robot
- Создаём «умные устройства» на базе Arduino и Raspberry Pi
- Мясищев А.А. Интернет электро розетка на основе Raspberry Pi
- Arduino или Raspberry Pi: какая платформа лучше?
- Arduino и Raspberry PI: заклятые враги или лучшие друзья?
- Arduino vs Raspberry Pi
- Picking the Right Arduino