Arduino 与 树莓派：新手如何读懂它们的优劣？

随着“自己动手”（DIY）硬件和软件项目的兴起，全球各地的爱好者们正在制作各种实用的日常辅助设备，如车库门遥控器或温度传感器，以及具有变革性的产品，如无人机、机器人或定制游戏机。这些创造的核心是来自不同供应商的特定硬件组件，这些组件正是为这一目的而设计的。除了体积小巧外，它们通常还以令人难以置信的实惠价格著称，价格通常在个位数到两位数的美元范围内。在这些微型科技产品中，英国的单板计算机树莓派和意大利的微控制器 Arduino 无疑在认知度上领先。尽管它们从根本上服务于不同的细分市场，但人们常常将它们视为相互竞争的解决方案。

树莓派与 Arduino：DIY 组件的不同方法

当第一代Raspberry Pi在2012年初上市时，Arduino主板的首次亮相已经是7年前的事了。意大利物理计算平台，以皮埃蒙特的一个酒吧命名(这个项目的一些创始人经常去的地方)，在爱好者中被认为是标志性的。标准的Arduino设置混合了开源软件和硬件组件，使用户能够操纵独立的交互式对象，并与计算机应用程序无缝连接。典型的I/O板(输入/输出)标配Atmel微控制器，通常来自Atmel-AVR系列，如ATmega328，并配有集成开发环境。这个设置是用Java编写的，提供了代码编辑器和各种库来简化C和C++编程。

	Arduino	树莓派
发布时间	2005	2012
官网	arduino.cc	raspberrypi.com
类型	微控制器	单板计算机
架构	AVR, ARM	ARM
电源	USB、外部电源	USB、外部电源
USB 接口	有	有
HDMI 连接	无	有
软件	基于 Java 的集成开发环境	可选（如 Raspbian 等特殊操作系统）

虽然树莓派的名字并非源自酒吧，但其发音与“树莓派”（raspberry pie）相似，暗示了一种烹饪偏好。采用树莓作为官方标志，与早期计算机制造商（如 橘子计算机系统公司、杏计算机公司或苹果公司）的命名传统相一致，这些公司显然对水果名称情有独钟。“Pi”代表“Python 解释器”，指的是树莓派最初打算为设备提供内置的 Python 编程语言解释器。与 Arduino 不同，树莓派型号不仅拥有更强大的处理器，还具备内存和视频输出能力。这款英国微型计算机可以独立运行，只需安装树莓派操作系统即可运行应用程序。

Arduino 与树莓派的对比

Arduino 与树莓派之间最显著的区别在于，前者是只能执行编译后的 C 代码的微控制器，而后者则可选地作为独立系统运行。然而，对于各种 DIY 项目而言，树莓派并不总是更好的选择，这从它们的优缺点、应用场景以及各自的社区中可见一斑。

Arduino 的优缺点

Arduino 开发板主要在两个方面表现出色：首先，它们提供了预装的处理能力，包括外设（输入/输出和接口），即使对于电子知识有限的人来说也颇具吸引力。其次，在“Arduino 与树莓派”的辩论中，这些意大利制造的平台的一个关键优势在于其专门构建的开发环境，该环境配备了包含现成库的编程接口，简化了编码过程。此外，由于 IDE 是用 Java 编写的，因此它是跨平台的，在 Windows、Linux 和 macOS 上具有一致的界面。这使得 Arduino 组件在学校、大学和其他机构等教育环境中特别受欢迎。

提示：除了简化的 C 代码外，Arduino 爱好者还可以编写传统代码或使用替代开发环境。因此，这些开发板为专家提供了一种经济高效且省时的替代方案。

然而，Arduino 开发板的简单性并不总是优势。虽然集成开发环境为硬件驱动提供了强有力的支持，但初出茅庐的程序员可能会发现通过这种方式难以掌握传统代码编写知识。本质上，仅依赖现成库可能会带来规避独立编程的风险，从而可能缩小可能的操作范围。Arduino 的另一个局限性在于，有时需要通过额外的接口和输入/输出功能来扩展微控制器板的默认设置。尽管标准化硬件允许通过 Shields 进行轻松升级，但当加入以太网、LED 和其他模块等附加组件时，项目成本可能会上升。

优点	缺点
现成的硬件/软件配置	电子和编程知识的学习门槛低（使用 IDE 时）
拥有包含各种库的自有开发环境（跨平台）	通过 Shields 升级可能成本高昂

树莓派的优缺点

树莓派的标志性特点在于提供了即用型硬件配置，使用户无需为 DIY 项目拼凑技术基础。与 Arduino 开发板相比，树莓派包含了所有必要的组件，允许这款迷你计算机独立运行。此外，大多数型号都配备了标准的网络功能（以太网、WLAN 或两者兼有）——只有 Pi 1 的 A 和 A++ 版本以及精简版的 Pi Zero 缺乏这些接口。由于这些特点，树莓派既可以作为编程平台，也可以作为应用程序的枢纽，从私有云和 Web 服务器到树莓派上的 VPN 服务器，应用范围广泛。

注意:

从一开始，树莓派基金会(这款迷你计算机背后的组织)就设想为那些最不懂得技术的人提供硬件和编码。虽然这种愿望在很大程度上反映在计划中，但特别是设置过程会考验一个人的耐心。它不仅需要选择和下载操作系统，还需要将它转移到合适的SD卡上。随后的软件安装和配置可能不像一些树莓派爱好者预期的那样对初学者友好。

提示：许多供应商提供预装了可启动树莓派操作系统（通常是 Raspbian）的 SD 卡（需付费）。

另一个缺点是:基础价格因型号和供应商而异，介于在5美元到40美元之间。然而，要让Raspberry运行起来，电源和HDMI电缆等各种付费附件是必不可少的。

优点	缺点
默认具备 HDMI 和网络功能（某些型号除外）	软件不包含在套装中，需要用户自行下载和设置
适用于简单和复杂的任务	独立运行需要许多额外的部件，并产生成本

社区对比：Arduino 与树莓派

计划并使用树莓派和 Arduino 等硬件开发项目的人们往往乐于与其他爱好者分享他们的成果。YouTube 或 Vimeo 等视频平台以及 hackster.io 等 DIY 网站展示了数千个由用户为其他用户提供的教程和指南。在这方面，Arduino 和树莓派都有很好的代表性。一个是微控制器，另一个是迷你计算机，它们都积累了庞大的社区。因此，人们不仅可以轻松找到关于已实现作品的信息，还可以获得关于自己项目问题的帮助。

提示：之前提到的 Arduino-Shields 扩展了电子板的技术基础，主要由 Arduino 社区的成员开发。

与 Arduino 项目相关的主要网站包括：

Reddit：Reddit 上有一个专门的 Arduino 频道，允许用户分享项目想法、发布成果的图片或视频，或提出关于微控制器板的问题。

官方 Arduino 论坛：拥有超过 100 万注册会员，在几乎同样多的线程中讨论各种 Arduino 型号、用例和技术问题。

Arduino Playground：一个全面的 Wiki，任何感兴趣的用户都可以在其中发布代码片段、教程、提示和建议，展示项目，或只是浏览。

对于那些想要与其他树莓派爱好者建立联系的人来说，以下网站提供了理想的平台：

raspberrypi.com：不仅是任何想要购买这款迷你计算机的人的首选网站，“HELP”部分还为访问者提供了大量指南（涵盖软件和硬件）以及详细的在线文档。此外，该网站的论坛拥有超过 20 万注册会员，讨论着广泛的树莓派主题。

RPi Hub：位于 eLinux.org 上，RPi Hub 为初学者和高级用户提供了大量信息，从购买、设置和启动指南，到软件和硬件方面的提示和建议。阅读推荐和主要社区网站的链接完善了这个全面的平台。

element14：最成功的电子项目社区网站之一。在其树莓派部分，成员讨论当前话题，并对补充硬件和软件进行评论。向新手展示推荐和受欢迎的帖子列表，使他们能够快速了解值得探索的主题。此外，内部博客经常发布与树莓派相关的主题。

Arduino 与树莓派：应用场景对比

Arduino 和树莓派之间的一个主要相似之处在于它们都是即插即用的，无需构建和测试电子电路或焊接电路板。这种便利性是它们在学校、大学和私人领域 DIY 项目中如此受欢迎的重要原因：它们为初学者提供了快速获得初步成果的途径，并为高级用户提供了全面的硬件框架。

它们在实际应用中的差异主要源于树莓派和 Arduino 之间的根本区别：Arduino 开发板作为微控制器，可以几乎无延迟地执行预定义的应用程序。它们配备了开发环境，其中包含大量现成的库，节省了大量的编程工作。另一方面，作为带有操作系统的迷你计算机，树莓派可以执行更复杂的任务，如并行或串行运行多个应用程序。此外，它还标配了各种接口和端口（HDMI、WiFi、LAN），而 Arduino 开发板则需要附加 Shields 来提供这些功能。简而言之，Arduino 特别适合需要重复执行简单任务的项目。例如，如果你只是想测量室外温度并在屏幕上显示，那么微控制器是完美的选择。但如果你不仅想测量室外温度，还想查看天气预报，并根据预定义条件（如高温和低降雨概率）激活花园喷水系统，那么树莓派将是更好的选择。

不必总是在树莓派和 Arduino 之间做出选择

Arduino 开发板和树莓派计算机各有优缺点。在较小的项目中，首先考虑需要哪些组件，然后选择其中一个基础元素是有意义的。如果预算允许，并且计划的项目超出了简单的遥控器范围，那么完全可以使用 Arduino 和树莓派型号的组合。例如，可以先使用 Arduino 执行特定应用程序，然后在树莓派上进行计算。相反，Arduino 微控制器的任务可能是触发树莓派上的复杂进程。