Rasberry pi vs Arduino

TIA 2: Actividad de EAE 2: Conociendo los Sistemas Embebidos

Por

Omar Augusto Berrio Peña

	ASIGNATURA
	Internet de las cosas

Institución Universitaria Pascual Bravo

Medellín

2017

ÍNDICE

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INTRODUCCIÓN...................................................................................................................... 2

CONTENIDO............................................................................................................................ 4

CONCLUSIONES................................................................................................................... 11

BIBLIOGRAFÍA...................................................................................................................... 12

INTRODUCCIÓN

Eben Upton y sus colegas en la Universidad de Cambridge, se dieron cuenta que hoy en día los estudiantes que quieren estudiar ciencias de la computación, no tienen las habilidades que ellos tuvieron en los años 90´s. Ellos lo atribuyen -además de otros factores- al “auge de las computadoras en casa y a las consolas de videojuegos sustituyendo a las máquinas Amigas, BBC Micros, Spectrum ZX y la Commodore 64 que fueron con las que, gente de una generación anterior, aprendieron a programar”. A partir de que la computadora se volvió un aparato importante en el hogar, desalentó a los jóvenes de experimentar con esta, ya que si algo salía mal, perjudicarían a toda la familia. Pero recientemente los teléfonos móviles y las tablets, se han vuelto menos costosos y al mismo tiempo más poderosos, despejando la ruta de acceso para el salto del Raspberry Pi en el mundo  de las ultra baratas pero útiles mini computadoras. El fundador de Linux, Linus Torvalds, dijo en una entrevista a la BBC, Raspberry Pi hace que sea posible “permitirnos un error”.

La Raspberry Pi se mueve con un procesador central ARM1176JZF-S el cual trabaja a una frecuencia de 700MHz (aunque es posible "overclockearlo" a 1GHz), como procesador gráfico usa un Broadcom VideoCore IV y 512Mb de memoria RAM. Como particularidad, hay que decir que la Raspberry no usa disco duro, sino que almacena el programa en una tarjeta SD, de la cual extrae los datos para cargar el sistema.

Existen 2 modelos de Raspberry Pi, el modelo A y el modelo B, actualmente el modelo A no se comercializa, ya que ha sido el modelo B el que se ha impuesto. Las diferencias fundamentales entre el modelo A y el modelo B, es que el modelo A tan solo tiene un puerto USB, carece de controladora Ethernet y tiene una memoria RAM de tan solo 256Mb, por supuesto, este modelo era más barato que el modelo B, pero carecer de estos elementos hacía que fuera mucho menos atractiva por una diferencia de precio poco significativa, causa por la que se impuso el modelo B.

Arduino es una placa controladora y su entorno de programación que permiten de manera rápida y sencilla realizar proyectos de electrónica, automatismo, control, domótica, etc. Arduino nació en el Instituto IVREA (Italia) para facilitar a sus alumnos las tareas de programación de microcontroladores. Es ese uno de los motivos de su éxito: cualquier persona con pocos conocimientos de informática y electrónica puede programarlo e implementarlo.

Existen varios modelos de Arduino como son Uno, Leonardo, Mega

Arduino es una plataforma open-hardware basada en una sencilla placa con entradas y salidas (E/S), analógicas y digitales, Su corazón es el microcontrolador Atmega8, un chip sencillo y de bajo coste que permite el desarrollo de múltiples diseños. Al ser open-hardware tanto su diseño como su distribución es libre, puede utilizarse libremente para desarrollar cualquier tipo de proyecto sin tener que adquirir ningún tipo de licencia. 

CONTENIDO

Raberry Pi



Raspberry Pi es un computador de placa reducida, computador de placa única o computador de placa simple (SBC) de bajo costo desarrollado en Reino Unido por la Fundación Raspberry Pi, con el objetivo de estimular la enseñanza de ciencias de la computación en las escuelas.4​5​6​7​
Aunque no se indica expresamente si es hardware libre o con derechos de marca, en su web oficial explican que disponen de contratos de distribución y venta con dos empresas, pero al mismo tiempo cualquiera puede convertirse en revendedor o redistribuidor de las tarjetas RaspBerry Pi,8​ por lo que se entiende[¿quién?] que es un producto con propiedad registrada, manteniendo el control de la plataforma, pero permitiendo su uso libre tanto a nivel educativo como particular.
En cambio el software sí es open source, siendo su sistema operativo oficial una versión adaptada de Debian, denominada Raspbian, aunque permite usar otros sistemas operativos, incluido una versión de Windows 10. En todas sus versiones incluye un procesador Broadcom, una memoria RAM, una GPU, puertos USB, HDMI, Ethernet (El primer modelo no lo tenía), 40 pines GPIO y un conector para cámara. Ninguna de sus ediciones incluye memoria, siendo esta en su primera versión una tarjeta SD y en ediciones posteriores una tarjeta MicroSD1​9​10​
La fundación da soporte para las descargas de las distribuciones para arquitectura ARM, Raspbian (derivada de Debian), RISC OS 5, Arch Linux ARM (derivado de Arch Linux) y Pidora (derivado de Fedora);2​ y promueve principalmente el aprendizaje del lenguaje de programación Python.4​ Otros lenguajes también soportados son Tiny BASIC,11​ C, Perl4​ y Ruby.12
Modelos
Raspberry Pi 1 Modelo A
Este fue el primer modelo de Raspberry, sus ventas comenzaron en el año 2012. Carecía de puerto Ethernet, por lo que para su conexión a Internet requería de un adaptador Wi-Fi por USB. Poseía 26 conectores GPIO, salida de vídeo via HDMI y Video RCA, un conector Jack de 3.5 milimetros, un único conector USB, MicroUSB (De alimentación) y un conector de cámara. Su procesador fue un Broadcom BCM2835, Single-Core a 700MHz. También tuvo 256 MB de RAM y una gráfica Broadcom VideoCore IV. Requería de una fuente de alimentación de 5 voltios y 2 amperios, elemento común al resto de versiones. Tuvo un coste inicial de 40 euros.
Raspberry Pi 1 Modelo B y B+
También del año 2012, es una variante del Modelo A, trajo consigo diversas mejoras, la inclusión del doble de memoria RAM, pasando de 256MB a 512MB. Trajo consigo un puerto USB más y, por fin, un conector Ethernet (RJ-45) Se mantuvo tanto su tamaño como su coste. No hubo variaciones ni en el procesador ni en la parte gráfica. Tiempo después se lanzó el Modelo B+, que incluyó 4 puertos USB y pasó de usar una SD a una MicroSD.
Raspberry Pi 2 Modelo B
Lanzada en 2014 es el primer modelo que no incluye el mismo procesador usado en los tres anteriores: se sustituye por uno de la misma marca, pero de modelo BCM2836. Pasa de ser de un núcleo a cuatro, y de 700MHz a 900MHz. No obstante emplea la misma gráfica, la VideoCore IV. Dobla la cantidad de memoria RAM, pasando de 512MB a 1GB (Algo menos en realidad) esta memoria está compartida con la gráfica. También incluye 40 pines GPIO, y mantiene los cuatro puertos USB. Suprime la conexión RCA.



Raspberry Pi 3 Modelo B
Sacada a la luz en el año 2016, renueva procesador, una vez más de la compañía Broadcom, una vez más un Quad-Core, pero pasa de 900MHz a 1.20GHz. Mantiene la RAM en 1GB. Su mayor novedad fue la inclusión de Wi-Fi y Bluetooth (4.1 Low Energy) sin necesidad de adaptadores.






​Arduino 



Arduino (Genuino a nivel internacional hasta octubre 2016), es una compañía de hardware libre y una comunidad tecnológica que diseña y manufactura placas de desarrollo de hardware, compuestas por Microcontroladores, elementos pasivos y activos. Por otro lado las placas son programadas a través de un entorno de desarrollo (IDE), el cual compila el código al modelo seleccionado de placa.
Arduino se enfoca en acercar y facilitar el uso de la electrónica y programación de sistemas embebidos en proyectos multidisciplinarios.1​2​Toda la plataforma, incluyendo sus componentes de hardware (esquemáticos) y Software, son liberados con licencia de código abierto que permite libertad de acceso a ellos.3​
El hardware consiste en una placa de circuito impreso con un microcontrolador, usualmente Atmel AVR, puertos digitales y analógicos de entrada/salida,4​ los cuales pueden conectarse a placas de expansión (shields), que amplían los funcionamientos de la placa Arduino. Asimismo, posee un puerto de conexión USB desde donde se puede alimentar la placa y establecer comunicación con el computador.
Por otro lado, el software consiste en un entorno de desarrollo (IDE) basado en el entorno de processing y lenguaje de programación basado en Wiring, así como en el cargador de arranque (bootloader) que es ejecutado en la placa.4​ El microcontrolador de la placa se programa mediante un computador, usando una comunicación serial mediante un convertidor de niveles RS-232 a TTL serial.
La primera placa Arduino fue introducida en 2005, ofreciendo un bajo costo y facilidad de uso para novatos y profesionales. Buscaba desarrollar proyectos interactivos con su entorno mediante el uso de actuadores y sensores. A partir de octubre de 2012, se incorporaron nuevos modelos de placas de desarrollo que usan microcontroladores Cortex M3, ARM de 32 bits,5​ que coexisten con los originales modelos que integran microcontroladores AVR de 8 bits. ARM y AVR no son plataformas compatibles en cuanto a su arquitectura y por lo que tampoco lo es su set de instrucciones, pero se pueden programar y compilar bajo el IDE predeterminado de Arduino sin ningún cambio.
Las placas Arduino están disponibles de dos formas: ensambladas o en forma de kits "Hazlo tú mismo" (por sus siglas en inglés "DIY"). Los esquemas de diseño del Hardware están disponibles bajo licencia Libre, con lo que se permite que cualquier persona pueda crear su propia placa Arduino sin necesidad de comprar una prefabricada. Adafruit Industries estimó a mediados del año 2011 que, alrededor de 300 000 placas Arduino habían sido producidas comercialmente y en el año 2013 estimó que alrededor de 700 000 placas oficiales de la empresa Arduino estaban en manos de los usuarios.
Arduino se puede utilizar para desarrollar objetos interactivos autónomos o puede ser conectado a software tal como Adobe Flash, Processing, Max/MSP, Pure Data, etc. Una tendencia tecnológica es utilizar Arduino como tarjeta de adquisición de datos desarrollando interfaces en software como JAVA, Visual Basic y LabVIEW.6​ Las placas se pueden montar a mano o adquirirse. El entorno de desarrollo integrado libre se puede descargar gratuitamente.
El proyecto Arduino recibió una mención honorífica en la categoría de Comunidades Digitales en el Prix Ars Electrónica de 2006.​
Arduino como herramienta educativa es muy útil y efectiva. Existen diferentes web con recursos, tutoriales, trucos, ejercicios… Existen tutoriales oficiales de Arduino.
Arduino tiene una gran comunidad a su alrededor donde puedes encontrar material de calidad y muy útil, desde tutoriales para iniciarse desde cero hasta aquellos destinados a usuarios más avanzados.



Los modelos de Arduino se categorizan en placas de desarrollo, placas de expansión (shields), kits, accesorios e impresoras 3d.

Placas

Arduino Galileo,16​ Arduino Uno, Arduino Leonardo, Arduino Due, Arduino Yún, Arduino Tre (En Desarrollo), Arduino Zero, Arduino Micro, Arduino Esplora, Arduino Mega ADK, Arduino Ethernet, Arduino Mega 2560, Arduino Robot, Arduino Mini, Arduino Nano, LilyPad Arduino Simple, LilyPad Arduino SimpleSnap, LilyPad Arduino, LilyPad Arduino USB, Arduino Pro Mini, Arduino Fio, Arduino Pro, Arduino MKR1000/Genuino MKR1000, Arduino MICRO/Genuino MICRO, Arduino 101/Genuino 101, Arduino Gemma.

Placas de expansión (shields)

Arduino GSM Shield, Arduino Ethernet Shield, Arduino WiFi Shield, Arduino Wireless SD Shield, Arduino USB Host Shield, Arduino Motor Shield, Arduino Wireless Proto Shield, Arduino Proto Shield.

Kits

The Arduino Starter Kit, Arduino Materia 101.

Accesorios

TFT LCD Screen, USB/Serial Light Adapter, Arduino ISP, Mini USB/Serial Adapter.

Impresoras 3d

Arduino Materia 101.

Cuadro Comparativo

¿Cuál es la diferencia?
Arduino y Raspberry Pi, pueden lucir muy parecidas, incluso es posible que hayamos asumido que este par de plataformas de hardware compiten para resolver problemas similares. En realidad son muy diferentes. Para empezar,Raspberry Pi es una computadora completamente funcional, mientras que Arduino es un microcontrolador, el cual es sólo un componente de una computadora.
Aunque el Arduino puede ser programado con pequeñas aplicaciones como C, este no puede ejecutar todo un sistema operativo y ciertamente no podrá ser el sustituto de tu computadora en un tiempo cercano. 

Las dos placas son muy pequeñas y parecen casi idénticas: la placa de Arduino es básicamente un microcontrolador con el que podemos conectar nuestro ordenador directamente y programar diferentes funciones para sus sensores. En cambio, la placa de Raspberry Pi es un microprocesador o, lo que es lo mismo, un ordenador que dispone de 256 o 512 MB de memoria RAM.

Arduino no tiene un sistema operativo propio, en cambio Raspberry Pi viene con un sistema operativo de Linux, el más común es Raspbian.
Otra de las principales diferencias entre Raspberry Pi y Arduino es que, éste último no se puede conectar a Internet a menos que se compre una caja con salida de Ethernet. Todo lo contrario que Raspberry Pi que además de tener una salida para Ethernet, tiene varias salidas de Usb y HDMI.
Arduino es muy práctico a la hora de aprender electrónica y es excelente para crear diferentes proyectos de robótica porque cuenta con diferentes salidas para conectar un sinfín de sensores y actuadores de forma clara y sencilla. Por otro lado, Raspberry Pi se utiliza, normalmente, para los curiosos de la programación mas que de la electrónica, si que es cierto que a través de GPIO de Raspberry Pi se pueden conectar diferentes componentes electrónicos o periféricos extra como puede ser la cámara de Raspberry Pi.
Raspberry Pi es mas compleja a la hora de hacer proyectos sencillos como puede ser conectar un Led y que parpadee. Mientras que en Arduino únicamente tenemos que hacer un pequeño código, conectar el Led y listo en Raspberry Pi necesitamos una Protoboard, un cable para conectar el Led al GPIO, descargarte de la librería los términos necesarios para realizar el código de encendido y apagado del Led y por ultimo programarlo como tal por ejemplo en Scratch.
Raspberry Pi tiene una salida HDMI. Lo que proporciona esta salida es la posibilidad de poder conectar un monitor en HD para obtener imágenes en alta definición. Esta opción no esta disponible en la placa de Arduino, esta es otra de las principales diferencias entre Raspberry Pi y Arduino.
Realizar un proyecto como un Media Center en casa es mucho mas fácil de realizar con una Raspberry Pi que con Arduino.
El precio es parecido, mientras que el kit de inicio de Raspberry Pi cuesta alrededor de 55€ el kit de iniciación de Arduino cuesta aproximadamente unos 65€.
La velocidad de la placa es superior en Raspberry Pi, ya que cuenta con 700MHz mientras que en Arduino la velocidad es de 16MHz.
Las dos se crearon para proyectos estudiantiles: Arduino para proyectos relacionados con la electrónica y Raspberry Pi para llevar de una forma distinta el conocimiento de la informática.
La conclusión final que extraigo, después de conocer las principales diferencias entre Raspberry pi y Arduino es que si lo que se busca es realizar proyectos electrónicos o relacionados con la robótica, Arduino es la placa perfecta: fácil de programar, se puede realizar con Scratch incluso y no se necesita configurar ningún sistema operativo.









Ventajas Arduino

• Simplifica. Arduino simplifica el proceso de trabajar con microcontroladores.
• Bajos costos. Las placas Arduino son más accesibles comparadas con otras plataformas de microcontroladores. Los módulos más caros de Arduino pueden ser montadas a mano bajando sus costos.
• Multi-Plataforma. El software de Arduino funciona en los sistemas operativos Windows, Macintosh OSX y Linux; mientras que la mayoría de otros entornos para microcontroladores están únicamente limitados a Windows.
• Entorno de programación simple y directo. El entorno de programación de Arduino es fácil de usar para principiantes y flexible para los usuarios avanzados. Además, Arduino está basado en el entorno de programación de Procesing, con lo que los estudiantes que aprendan a programar en este entorno se sentirán familiarizados con el entorno de desarrollo Arduino.
• Software ampliable y de código abierto. El software Arduino es de distribución de licencia libre y preparado para ser adaptado por programadores experimentados. El lenguaje puede ampliarse a través de librerías de C++, y en caso de querer profundizar en los detalles técnicos, se puede dar el salto a la programación en el lenguaje AVR C en el que está basado.
De igual modo se puede añadir directamente código en AVR C en los programas de los usuarios, si es que así lo desean.
• Hardware ampliable y de Código abierto. Arduino está basado en los microcontroladores ATMEGA168, ATMEGA328 y ATMEGA1280. Los planos de los módulos están publicados bajo licencia Creative Commons, por lo que diseñadores de circuitos con experiencia pueden hacer su propia versión del módulo, ampliándolo u optimizándolo. Incluso usuarios relativamente inexpertos pueden construir la versión para placa de desarrollo para entender cómo funciona y ahorrar algo de dinero

Ventajas de Rasberri

Ventajas competitivas es su consumo. Vamos a compararlo con el de un ordenador portátil. Cuando éste está en reposo, es decir, encendido pero sin ejecutar ningún programa, consume unos 30W, mientras que la Raspberry consume únicamente 0.5W en reposo. Cuando ejecutamos un programa la demanda de energía aumenta llegando a los 31-32W en el caso del portátil, por tan solo 3.5 - 4.4W que consume la Raspberry Pi.

Análisis anual más desfavorable: Suponiendo que la tensión es la máxima que puede soportar (5V) y circula una intensidad máxima de un amperio:

 P = V x I

  P= 5 x 1 

P = 5W
Suponiendo que el consumo del KW/h es el más caro en España, y funcionando las 24 horas del día equivalentes a 8.766 horas al año:

CT = KWh x €/KWh x T

CT = 5/1.000 x 0,1339 x 8.766

CT = 5,87€ / año

Desventajas: 

Menor procesador y memoria RAM lo que limita la ejecución de tareas.

Con el uso se puede producir un calentamiento debido a que no cuenta un sistema integrado de refrigeración.

CONCLUSIONES

Tanto Raspberry Pi como Arduino fueron diseñadas originalmente para ser herramientas de enseñanza, es por ello que se han vuelto tan populares — ambos dispositivos son muy fáciles de aprender a usar.
Raspberry Pi proviene del Reino Unido. El inventor Eben Upton, y sus colegas del Laboratorio de Informática de la Universidad de Cambridge se vieron frustrados por la disminución del número de estudiantes, y por los pobres niveles de habilidad de éstos, para introducirse en la programación. Raspberry Pi fue diseñada para ser una computadora barata y hackeable para mejorar las habilidades de bricolaje. Mientras que Upton trabajó en prototipos a partir de 2006, la primer serie de Pis estuvo disponible hasta abril de 2012.
Arduino, por su parte, nació en Italia. Debe su nombre al bar donde originalmente el inventor Massimo Banzi y sus cofundadores forjaron la idea. Banzi, un profesor en el Interaction Design Institute Ivrea, quería una herramienta sencilla de prototipado de hardware para sus estudiantes de diseño.
Como herramientas de enseñanza, Arduino y Raspberry Pi son adecuadas para principiantes. Hasta que se examina su hardware y software es cuando se hace evidente que están orientadas a diferentes tipos de proyectos.

BIBLIOGRAFÍA

Título http://domepidomotics.blogspot.com.co/2015/05/ventajas-y-desventajas-del-uso-de-la.html

Título https://www.technologyreview.es/s/2966/critica-raspberry-pi

Titulo http://rufianenlared.com/

Titulo https://comohacer.eu/comparativa-y-analisis-raspberry-pi-vs-competencia/