Raspberry Pi Pico vs. Arduino: Welchen Mikrocontroller sollten Sie verwenden?

Arduino ist seit langem die bevorzugte Mikrocontroller-Plattform für Elektronikprojekte, aber wie schneidet der Raspberry Pi Pico im Vergleich ab?

Unter den Top-Anwärtern auf dem Mikrocontroller-Markt ragen heute der Raspberry Pi Pico und der Arduino als beliebte Optionen heraus. Beide bieten einzigartige Funktionen und Vorteile und sind auf unterschiedliche Bedürfnisse und Fähigkeitsniveaus zugeschnitten. Zugegeben, es ist vielleicht nicht immer auf den ersten Blick eine offensichtliche Wahl – vor allem, wenn Sie neue Elektronikgeräte selbst bauen.

Aus diesem Grund vergleichen wir heute den Raspberry Pi Pico und den Arduino unter verschiedenen Gesichtspunkten, um Ihnen bei der Entscheidung zu helfen, welcher Mikrocontroller am besten zu Ihren Projekten passt.

Mit der Einführung des Arduino Uno R4 hat die Mikrocontroller-Landschaft einen bedeutenden Sprung nach vorne gemacht.

Beginnen wir mit dem bemerkenswertesten Upgrade, dem leistungsstarken Renesas RA4M1-Prozessor (32-Bit-Arm-Cortex-M4), der mit beeindruckenden 48 MHz läuft. Dies stellt eine erhebliche Steigerung der Rechenleistung um das 3- bis 16-fache im Vergleich zum vorherigen Arduino Uno R3 dar. Die Cortex-M4-Architektur bietet höhere Leistung, schnellere Taktraten und erweiterte Befehlssätze, sodass der Uno R4 Code effizienter und schneller ausführen kann.

Der Stromverbrauch des Arduino Uno variiert je nach Gesamtlast und Taktrate, aber beim Uno R4 hat jeder GPIO-Pin eine maximale Stromaufnahme von 8 mA – viel weniger als die 20 mA des R3. Die Uno R4 WiFi-Karte kann über den VIN-Pin oder die Hohlbuchse mit Spannungen von 6–24 V Gleichstrom oder nur 5 V über den USB-C-Anschluss mit Strom versorgt werden. Der Uno R4 Minima hat nur 5V.

Beim Raspberry Pi Pico verfügt dieses Mikrocontroller-Board über einen Dual-Core-Arm-Cortex-M0+-Prozessor mit bis zu 133 MHz. Während der Cortex M0+ ein leistungsfähiger Prozessor ist, übertrifft ihn der Cortex-M4 des Uno R4 deutlich.

Der Stromverbrauch des Raspberry Pi Pico, der typischerweise insgesamt etwa 40 mA beträgt, eignet sich sehr gut für Anwendungen mit geringem Stromverbrauch und die Eingangsspannung für seinen Micro-USB-Stromanschluss kann zwischen 1,8 und 5,5 V Gleichstrom liegen.

Im Vergleich zum Uno R4 und dem Raspberry Pi Pico ist der Arduino Portenta H7 ein beeindruckender (wenn auch weitaus teurerer) Konkurrent. Der Portenta H7 verfügt über einen Dual-Core Arm Cortex M7 + M4, der mit bis zu 480 MHz laufen kann. Diese beeindruckende Rechenleistung zusammen mit 2 MB Flash-Speicher und 1 MB RAM machen den Portenta H7 zur bevorzugten Wahl für anspruchsvollere und ressourcenintensivere Anwendungen.

Auch wenn es hinsichtlich der reinen Verarbeitungsfähigkeiten immer noch hinter dem Arduino Portenta H7 zurückbleibt, schließt das kostengünstigere Uno R4 die Lücke zwischen den älteren Arduino-Boards und fortschrittlicheren Mikrocontrollern und ist somit eine ausgezeichnete Wahl für eine Vielzahl von Maker-Projekten.

Sowohl die Arduino- als auch die Raspberry Pi Pico-Plattform bieten eine Auswahl an Platinenvarianten sowie eine Reihe zusätzlicher Hardware-Shields und -Module.

Arduino-Boards haben einen erheblichen Vorteil, wenn es um die Hardwarekompatibilität geht. Das umfangreiche Arduino-Ökosystem verfügt über unzählige Shields und Module, sodass Sie Ihre Projekte einfacher mit zusätzlichen Funktionen wie Motor-Shields und anderen benutzerdefinierten Plug-and-Play-Anschlussplatinen erweitern können.

Raspberry Pi Pico verfügt über ein wachsendes Ökosystem an Hardware-Add-ons. Als relativ neuer Konkurrent kann es einige Zeit dauern, bis man mit den umfangreichen Optionen von Arduino Schritt hält.

Arduino bietet eine große Auswahl an Platinen, die auf verschiedene Anwendungen zugeschnitten sind. Vom einsteigerfreundlichen Arduino Uno R4 bis zum fortgeschritteneren Arduino Due gibt es ein Arduino-Board, das für fast jedes Projekt geeignet ist – je nachdem, wie viel Rechenleistung und wie viele GPIO-Pins Sie benötigen. Darüber hinaus sind Arduino-Boards in verschiedenen Preisklassen erhältlich, die unterschiedlichen Budgetbeschränkungen gerecht werden.

Im Gegensatz dazu ist der Raspberry Pi Pico ein Einplatinen-Mikrocontroller mit begrenzten Varianten: dem Standard-Pico, dem Pico H (mit vorgelöteten GPIO-Headern) und dem Pico W/WH (mit drahtloser Konnektivität und der Option vorgelöteter Header). .

Dies wird jedoch durch die extrem niedrigen Kosten von nur 4 US-Dollar kompensiert, was es zu einer attraktiven Option für Bastler und Pädagogen macht, die einen erschwinglichen Einstieg in die Welt der Mikrocontroller suchen.

Die Welt der IoT-Entwicklung wächst rasant und sowohl der Raspberry Pi Pico als auch die IoT-Board-Suite von Arduino bieten beeindruckende Funktionen, um diesem Trend gerecht zu werden.

Der Arduino Uno R4 WiFi basiert auf dem 32-Bit-Mikrocontroller Renesas RA4M1 und enthält ein ESP32-Modul für Wi-Fi- und Bluetooth-Konnektivität. Es ist Ihr Go-to-Board aus dem Uno-Basismodell, nur mit IoT-Unterstützung.

Die Pico W/WH-Version des Raspberry Pi Pico integriert Wi-Fi-Funktionen mithilfe des Infineon CYW43439-Chips, der auch Bluetooth und Bluetooth Low Energy (LE) unterstützt.

Derzeit basiert der Wireless-Stack auf der lwIP-TCP/IP-Implementierung und verwendet libcyw43 zur Steuerung der Wireless-Hardware. Raspberry Pi hat sich eine kostenlose kommerzielle Nutzungslizenz für libcyw43 gesichert, die es Ihnen ermöglicht, kommerzielle Hardware mit Pico W/WH oder zu erstellen Erstellen Sie sogar benutzerdefinierte Platinen, indem Sie den RP2040-Chip und den CYW43439 kombinieren. Erfahren Sie mehr über das Auslesen von Sensorwerten per Bluetooth auf dem Raspberry Pi Pico W.

Andererseits ist der Arduino Nano RP2040 Connect so konzipiert, dass er zum beliebten Nano-Formfaktor passt und gleichzeitig eine Vielzahl von IoT-freundlichen Funktionen bietet. Der Nano RP2040 Connect wird vom Raspberry Pi RP2040-Silizium mit einem Dual-Core-Arm-Cortex-M0+-Prozessor mit 133 MHz angetrieben und verfügt über 264 KB SRAM und 16 MB Off-Chip-Flash-Speicher, was ausreichend Platz und Rechenleistung für IoT-Projekte bietet.

Die Integration des u-blox NINA-W102 Funkmoduls ermöglicht eine nahtlose und zuverlässige drahtlose Kommunikation. Die Kompatibilität mit der Arduino Cloud gewährleistet eine einfache Integration mit Cloud-Diensten und vereinfacht die Erstellung und Verwaltung von IoT-Projekten aus der Ferne.

Darüber hinaus ist die Platine mit integrierten Sensoren ausgestattet, darunter einem Mikrofon und einem Bewegungssensor, was eine Fülle von Möglichkeiten für die Erstellung sensorreicher IoT-Anwendungen eröffnet, und das alles in einem kompakten Formfaktor.

Das Arduino Nano ESP32-Board bereichert das IoT-Ökosystem mit seinen beeindruckenden Fähigkeiten zusätzlich. Der Nano ESP32 wurde unter Berücksichtigung des beliebten Nano-Formfaktors entwickelt und ist aufgrund seiner kompakten Größe eine hervorragende Wahl für die Einbettung in eigenständige IoT-Projekte.

Es nutzt die Leistung des in der IoT-Welt bekannten ESP32-S3-Mikrocontrollers und bietet vollständige Arduino-Unterstützung für Wi-Fi- und Bluetooth-Konnektivität. Dadurch können Sie ganz einfach drahtlose IoT-Projekte erstellen und die Vorteile der ESP32-Plattform nutzen. Bemerkenswert ist, dass der Nano ESP32 auch sowohl Arduino- als auch MicroPython-Programmierung unterstützt und Entwicklern so die Flexibilität bietet, ihre bevorzugte Sprache auszuwählen.

Darüber hinaus ist es mit der Arduino IoT Cloud kompatibel und ermöglicht so die schnelle und einfache Entwicklung von IoT-Projekten mit nur wenigen Codezeilen und integrierten Sicherheitsfunktionen für die Fernüberwachung und -steuerung. Finden Sie heraus, wie der Arduino Nano ESP32 IoT-Projekte zum Kinderspiel macht.

Eine lebendige Community und umfassende Bibliotheksunterstützung sind für jede Mikrocontroller-Plattform unerlässlich. Arduino verfügt über eine riesige Community von Entwicklern und Enthusiasten auf der ganzen Welt, was zu einer riesigen Sammlung von Bibliotheken, Tutorials und Projekten führt, die online verfügbar sind. Diese starke Community-Unterstützung erleichtert die Fehlerbehebung und beschleunigt den Lernprozess.

Der Raspberry Pi Pico ist zwar relativ neu, hat aber dank des guten Rufs der Raspberry Pi Foundation schnell an Bedeutung gewonnen. Obwohl die Community nicht so umfangreich ist wie die von Arduino, ist sie stetig gewachsen und profitiert von der Beliebtheit anderer Raspberry Pi-Produkte.

Dennoch ist es wahrscheinlicher, dass Sie im Internet ein Projekt finden, das Ihrem sehr ähnlich ist und die Arduino-Plattform anstelle des Raspberry Pi Pico-Ökosystems nutzt.

Die integrierte Entwicklungsumgebung (IDE) ist ein entscheidender Aspekt des Programmiererlebnisses. Die Arduino IDE ist für ihre Einfachheit und benutzerfreundliche Oberfläche bekannt und daher eine ausgezeichnete Wahl für Anfänger. Darüber hinaus unterstützt die Arduino IDE die C/C++-Programmierung, die im Bereich eingebetteter Systeme weit verbreitet ist.

Raspberry Pi Pico kann mit MicroPython, C/C++ und sogar CircuitPython programmiert werden, was Entwicklern mit unterschiedlichen Programmierpräferenzen mehr Flexibilität bietet. Allerdings kann die Wahl der IDE eine Frage der persönlichen Vorlieben sein, und beide Plattformen bieten Alternativen wie VS Code mit PlatformIO, wodurch der Übergang zwischen den beiden relativ reibungslos verläuft.

Die Auswahl des richtigen Mikrocontrollers für Ihre Projekte hängt von Ihren spezifischen Anforderungen, Ihrem Fachwissen und Ihrem Budget ab. Wenn Sie rohe Rechenleistung, niedrige Kosten, GPIO-Flexibilität und ein wachsendes Ökosystem suchen, ist der Raspberry Pi Pico eine überzeugende Wahl. Wenn andererseits Hardwarekompatibilität, eine große Community und eine benutzerfreundliche IDE für Sie Priorität haben, bleibt Arduino eine solide Option.

Wahome Karonji ist ein Technik-Enthusiast mit nachweislicher Erfolgsbilanz bei Mikrocontroller-basierten Projekten. Aufgrund seiner umfangreichen Erfahrung auf diesem Gebiet hat er ein ausgeprägtes Gespür für die Suche nach innovativen Lösungen für komplexe Probleme entwickelt. Wahomes Fachwissen erstreckt sich auf eine Vielzahl von Programmiersprachen, darunter C, C++ und Python, und er verfügt über ein tiefes Verständnis der Mikrocontroller-Architektur und des Designs eingebetteter Systeme.