Arduino vs. Raspberry Pi vs. BeagleBone: Wichtigste Funktionen und Unterschiede

Wenn Sie an einem Elektronikprojekt arbeiten – sei es ein selbstgebautes automatisiertes Gerät, eine digitale Anzeige oder ein IoT-Gerät –, müssen Sie die richtige Hardware auswählen. Dabei dreht sich die Entscheidung oft um die Frage: Arduino oder Raspberry Pi?

In diesem Artikel werden wir diese beiden Entwicklungsboards direkt miteinander vergleichen, um Ihnen bei der Entscheidung zu helfen, welches davon am besten zu den Anforderungen Ihres Projekts passt.

---

Was ist Arduino?

Arduino ist eine Open-Source-Elektronikplattform, die eine programmierbare Leiterplatte (Hardware) mit einer Entwicklungsumgebung (Software) kombiniert, um Code zu schreiben und auf die Leiterplatte hochzuladen, damit diese bestimmte Funktionen ausführt. Sie ist bekannt für ihre Benutzerfreundlichkeit, ihre Erschwinglichkeit und die umfassende Unterstützung durch die Community, was sie insbesondere für Einsteiger leicht zugänglich macht.

Die Software der Plattform, die als „Integrated Development Environment“ (IDE) bezeichnet wird, unterstützt die Programmierung in den Sprachen C und C++ und ist mit Windows, Macintosh OS X und Linux kompatibel. Arduino-Boards können an eine Vielzahl von Komponenten wie Sensoren, Motoren und OLEDs angeschlossen werden, um bestimmte Aufgaben auszuführen.

Weitere Informationen:So schließen Sie Arduino an ein LCD-Display an

Arduino-Funktionen

• Mikrocontroller: Dient als zentrale Recheneinheit und verarbeitet einfache Befehle in Echtzeit.
• GPIO-Pins: Allzweck-Ein-/Ausgangspins zum Anschluss externer Geräte.
• Stromversorgung: Versorgt die Platine mit Strom.
• USB: Zum Anschluss an einen Computer für die Programmierung und die Stromversorgung.
• Reset-Taste: Startet die Platine neu.
• PWM: Moduliert die Impulsbreite, um unterschiedliche Ausgangspegel zu simulieren, und kann zur Steuerung der LED-Helligkeit oder der Motordrehzahl verwendet werden.
• Serielle Kommunikation: Sendet und empfängt Bits nacheinander.
• Parallele Kommunikation: Überträgt mehrere Bits gleichzeitig.
• Interrupts: Reagiert auf externe Ereignisse.
• Timer: Ermöglichen eine präzise Zeitsteuerung.
• ADC: Wandelt analoge Signale in digitale um.
• Speicher: Speichert Programme und Daten.
• Quarzoszillator: Liefert eine stabile Taktung für die Platine.

Weitere Informationen:Serielle vs. parallele Kommunikation

---

Was ist ein Raspberry Pi?

Raspberry-Pi-Boards sind im Wesentlichen vollständige Computer auf einer Leiterplatte von der Größe einer Kreditkarte. Diese Geräte verfügen über eine Zentraleinheit (CPU), Arbeitsspeicher (RAM), WLAN- und Bluetooth-Konnektivität, Ein- und Ausgänge, Ethernet- und USB-Anschlüsse, eine Audiobuchse für Kopfhörer, HDMI-Anschlüsse zum Anschließen von Monitoren sowie einen microSD-Steckplatz. Da diese Boards über keinen internen Speicher verfügen, ist eine SD- oder microSD-Karte erforderlich, damit sie funktionieren.

Raspberry-Pi-Boards lassen sich an Peripheriegeräte wie Tastaturen, Mäuse und Monitore anschließen und verwandeln diese so in voll funktionsfähige Desktop-Computer. Dank integrierter Ethernet-Anschlüsse können sie eine Verbindung zum Internet herstellen, um im Internet zu surfen, Dateien zu übertragen und netzwerkbasierte Aufgaben auszuführen. Ausgestattet mit leistungsstarken CPUs sind Raspberry-Pi-Boards in der Lage, vollwertige Betriebssysteme auszuführen und mehrere komplexe Rechenaufgaben zu bewältigen, was sie zu vielseitigen Werkzeugen für eine breite Palette von Anwendungen macht.

Funktionen des Raspberry Pi

• CPU: Das Gehirn des Computers, das für die Verarbeitung von Informationen zuständig ist.
• RAM: Temporärer Speicher für Daten, die von der CPU aktiv genutzt werden.
• WLAN und Bluetooth: Funktionen zur drahtlosen Kommunikation.
• Ethernet: Kabelgebundene Internetverbindung.
• USB-Anschlüsse: Zum Anschließen von Peripheriegeräten wie Tastaturen, Mäusen und externen Speichermedien.
• HDMI: Zum Anschluss an Bildschirme für die Videoausgabe.
• SD-Kartensteckplatz: Zum Speichern von Betriebssystemen, Anwendungen und Daten.
• Audiobuchse: Zum Anschließen von Kopfhörern oder Lautsprechern.
• GPIO-Pins: Allzweck-Ein-/Ausgangspins zum Anschluss externer Geräte.
• Stromversorgung: Versorgt die Platine mit Strom.

Weitere Informationen:Unterschiede zwischen OLED und LCD

---

Was ist BeagleBone?

BeagleBone ist eine Familie von kostengünstigen, kompakten Open-Source-Computern, die für die Embedded-Entwicklung konzipiert wurden. Diese ursprünglich von Texas Instruments entwickelten Boards verbinden allgemeine Rechenleistung mit zuverlässiger E/A-Steuerung und eignen sich daher besonders für Anwendungen, die sowohl Flexibilität als auch Leistung erfordern.

BeagleBone wird häufig in der Automatisierung, Robotik und in industriellen Systemen eingesetzt, wo schnelle Linux-Startzeiten und Echtzeit-E/A eine wichtige Rolle spielen.

---

BeagleBone-Funktionen

BeagleBone-Boards bieten eine Reihe von Funktionen, die sie hinsichtlich Komplexität und Leistungsfähigkeit zwischen Arduino und Raspberry Pi einordnen. Zu den wichtigsten Highlights zählen:

• AM335x ARM Cortex-A8-Prozessor, der in der Regel mit 1 GHz läuft
• 512 MB DDR3-RAM (bei den meisten Modellen)
• Integrierter eMMC-Speicher sowie Unterstützung für microSD-Karten
• USB, Ethernet, HDMI (bei einigen Modellen)
• Umfangreiche GPIO-Pins, darunter analoge Eingänge, PWM, I²C, SPI und UART
• Integrierte Unterstützung für Linux-Distributionen wie Debian
• PRU (Programmable Real-time Unit) für präzise Zeitsteuerung und Aufgaben mit geringer Latenz

---

Unterschiede zwischen Arduino, Raspberry Pi und BeagleBone

Arduino ist ein Mikrocontroller-Board, das für einfachere Echtzeit-Steuerungsaufgaben wie die Ansteuerung von Sensoren oder die Automatisierung einfacher Geräte konzipiert ist, während der Raspberry Pi als Minicomputer fungiert, auf dem vollständige Betriebssysteme ausgeführt und komplexere Rechenaufgaben bewältigt werden können, wie beispielsweise das Betreiben eines Webservers oder die Videoverarbeitung. BeagleBone vereint Merkmale beider Systeme. Es läuft wie der Raspberry Pi unter Linux, verfügt jedoch über Echtzeit-Verarbeitungsfähigkeiten und eine umfangreiche E/A-Unterstützung, die eher denen von Arduino ähneln, wodurch es sich für industrielle und steuerungsorientierte Anwendungen eignet.

Rechenleistung

• Arduino ist in erster Linie für Projekte auf Basis von Mikrocontrollern konzipiert. Arduino verfügt über eine begrenzte Rechenleistung. Es eignet sich ideal für einfache Aufgaben, das Auslesen von Sensordaten und die Steuerung von Aktoren.
• Der Raspberry Pi fungiert als Minicomputer und bietet deutlich mehr Rechenleistung als Arduino. Er kann komplexe Aufgaben wie Bildverarbeitung, Videowiedergabe und den Betrieb von Betriebssystemen bewältigen.

• BeagleBone läuft auf einem 1-GHz-ARM-Prozessor und unterstützt Multitasking. Es verfügt über mehr Rechenleistung als Arduino und bietet Echtzeitfunktionen für eine präzise Steuerung.

Betriebssystem

• Arduino kommt ohne Betriebssystem aus, was den Einstieg für Anfänger erleichtert. Der Code wird direkt auf dem Mikrocontroller ausgeführt.
• Auf dem Raspberry Pi lassen sichverschiedene Betriebssysteme wie Raspberry Pi OS, Ubuntu und Debian ausführen, was Flexibilität und erweiterte Funktionen bietet.

• BeagleBone läuft unter einem vollwertigen Linux-Betriebssystem, in der Regel Debian. Es bootet schnell und eignet sich gut für Anwendungen, die Echtzeitleistung und zuverlässige E/A-Funktionen erfordern.

Kosten

• Arduino ist aufgrund seiner einfacheren Hardware und der Ausrichtung auf bestimmte Aufgaben in der Regel kostengünstiger.
• Der Raspberry Pi ist aufgrund seiner höheren Rechenleistung, seines größeren Arbeitsspeichers und der Möglichkeit, vollwertige Betriebssysteme auszuführen, in der Regel teurer.

• BeagleBone BeagleBone-Boards kosten in der Regel mehr als Arduino, liegen preislich jedoch auf einem ähnlichen Niveau wie Raspberry Pi. Die Preise variieren je nach integrierten Funktionen wie eMMC-Speicher oder HDMI.

Anwendungen

• Arduino eignet sich hervorragend für Robotik- und IoT-Projekte, bei denen eine Echtzeitsteuerung entscheidend ist, wie beispielsweise bei der Ansteuerung von Sensoren oder Aktoren. Zu den beliebten Anwendungsbereichen zählen Wetterstationen, Hausautomationssysteme und Wearables.
• Der Raspberry Pi eignet sich ideal für komplexere Aufgaben, wie beispielsweise den Betrieb eines Heim-Media-Centers, die Einrichtung eines Webservers oder sogar die Entwicklung KI-gestützter Anwendungen wie Gesichtserkennungssysteme.

• BeagleBone wird in industriellen Steuerungssystemen, in der Robotik und in Automatisierungsprojekten eingesetzt, die zuverlässige Ein- und Ausgänge sowie Echtzeit-Reaktionsfähigkeit erfordern.

Entwicklungsumgebung

• Arduino nutzt eine vereinfachte IDE (Integrierte Entwicklungsumgebung), die für Anfänger gut geeignet ist.
• Raspberry Pi können mit verschiedenen Sprachen wie Python, C++ und Java programmiert werden, was mehr Flexibilität bietet, jedoch einen höheren Lernaufwand erfordert.

• BeagleBone ist mit Sprachen wie Python, C und C++ kompatibel und lässt sich gut mit Linux-basierten Tools kombinieren. Es bietet sowohl cloudbasierte als auch lokale Optionen für die Code-Bereitstellung.

Arduino vs. Raspberry Pi vs. BeagleBone – Vergleichstabelle im direkten Vergleich

Funktion	Arduino	Raspberry Pi	BeagleBone
Architektur	Mikrocontroller	Mikroprozessor	Mikroprozessor
Verwendung	Steuerung angeschlossener elektrischer Komponenten und Geräte.	Datenverarbeitung sowie Verwaltung elektrischer Komponenten und Geräte.	Verwaltung elektrischer Komponenten und Ausführung von Embedded-Computing-Aufgaben.
Softwarekomplexität	Einfach	Komplex	Mäßig
Hardware-Komplexität	Einfach	Komplex	Mäßig
CPU-Architektur	8-Bit (Uno, Nano usw.) 32-Bit (Due, Zero, Portenta H7)	32-Bit (0, 1, 2) 64-Bit (3, 4, 5, 400)	32-Bit-ARM-Cortex-A8 (AM335x)
RAM	UNO: ca. 2 kB / 32 KB Flash- Mega: 8 KB / 256 KB Flash- Due: 96 KB / 512 KB Flash	Pi 0 und 1: 512 MB Pi 2 und 3: 1 GB Pi 4 und 5: 2 GB, 4 GB oder 8 GB	512 MB DDR3 (Standardausstattung beim BeagleBone Black und Green)
Taktfrequenz	Uno, Nano, Mega: 16 MHz Zero: 48 MHz Nano 33 BLE: 64 MHz Due: 84 MHz Portenta H7: 480 MHz	Pi 1: 700 MHz Pi 2: 900 MHz Pi 3: 1,2 GHz Pi 4: 1,5 GHz Pi 5: 2,4 GHz	1 GHz
E/A-Spannung	Uno, Nano, Mega: 5 V Zero, Nano 33 BLE, Due, Portenta H7: 3,3 V	3,3 V für alle Modelle	3.3V
Stromverbrauch	Niedrig (je nach Modell unterschiedlich)	Hoch (je nach Modell unterschiedlich)	Mäßig (variiert je nach Modell und Peripheriegeräten)
Rechenleistung	Niedrig	Hoch	Mittel bis hoch
Speicher	Integrierter Flash-Speicher	Keine (SD-Karte erforderlich)	Integrierter eMMC-Speicher (4 GB oder 8 GB) + microSD-Unterstützung
Betriebssysteme	Nein (in manchen Fällen ist ein RTOS möglich)	Ja (basierend auf Linux)	Ja (Linux-basiert, in der Regel Debian)
Eingabe-/Ausgabefunktionen	Digital und analog	Nur digital	Digital und analog
Kommunikationsschnittstellen	UART, SPI, I2C (je nach Modell)	UART, SPI, I2C, HDMI, Ethernet (je nach Modell)	UART, SPI, I2C, CAN, Ethernet, USB
Erweiterbarkeit	Begrenzte Schilde	Umfangreiche HATs	Capes (ähnlich wie Raspberry Pi HATs)
Entwicklungswerkzeuge	Arduino-IDE	Verschiedene Optionen (Python, C++ usw.)	Cloud9 IDE, Visual Studio Code, Befehlszeilentools (Python, C/C++)
Kosten	Unterer	Höher	In der Mitte der Reihe

Arduino ist eine auf Mikrocontrollern basierende Plattform, die auf Einfachheit und einen energiesparenden Betrieb ausgelegt ist. Ihre größte Stärke liegt in der Echtzeitsteuerung physischer Geräte. Dank ihrer kompakten Bauweise und geringeren Rechenleistung eignet sich Arduino ideal für Projekte, die eine direkte Interaktion mit Sensoren und Aktoren erfordern, wie beispielsweise in den Bereichen Robotik, Automatisierung und Wearable-Technologie. Da Arduino unabhängig von einem vollwertigen Betriebssystem betrieben werden kann und über eine benutzerfreundliche Entwicklungsumgebung verfügt, ist die Plattform auch für Einsteiger gut zugänglich.

Weitere Informationen:So zeigen Sie Bilder auf einem TFT-LCD an

Der Raspberry Pi hingegen ist ein Einplatinencomputer, der mit einem leistungsstärkeren Prozessor ausgestattet ist und auf dem vollwertige Betriebssysteme wie Linux laufen können. Dank dieser Vielseitigkeit eignet er sich für ein breiteres Anwendungsspektrum, darunter Medienzentren, Webserver und den Einsatz im Bildungsbereich. Der Raspberry Pi bietet zwar eine höhere Rechenleistung, verbraucht jedoch in der Regel mehr Energie und benötigt zusätzliche Komponenten wie eine SD-Karte als Speichermedium.

BeagleBone schlägt eine Brücke zwischen der Einfachheit von Mikrocontrollern und der Leistungsfähigkeit eines vollwertigen Linux-Systems. Es wurde für Projekte entwickelt, bei denen es auf konsistente E/A-Timings, den Zugriff auf analoge Eingänge und eine stabile Leistung über lange Laufzeiten ankommt. BeagleBone-Boards kommen häufig in eingebetteten Systemen zum Einsatz, bei denen Reaktionsgeschwindigkeit und Zuverlässigkeit entscheidend sind, und bieten ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Steuerung und Rechenleistung, ohne den Mehraufwand durch zusätzliche Hardware-Abhängigkeiten.

---

Arduino-Anwendungen

Arduino eignet sich hervorragend für einfachere, sich wiederholende Aufgaben, wie beispielsweise die Low-Level-Steuerung von elektronischen Bauteilen wie Leuchten, LCD-Displays, Motoren und Sensoren. Arduino-Boards sind besonders nützlich für den Bau von DIY-Projekten, die sich bewegen, Umgebungsreize wahrnehmen und mit Benutzern interagieren können. Dies hat zu ihrer weit verbreiteten Nutzung in den Bereichen Robotik, Automatisierung und Prototypenentwicklung geführt.

Die gängigsten Arduino-Anwendungen

• Robotik
• Hausautomation
• Prototypenbau in der Elektronik
• IoT (Internet der Dinge)
• Datenerfassung
• Hobby- und Bildungsprojekte
• Tragbare Technologie

Anleitung:Arduino an ein Zeichen-OLED anschließen

---

Raspberry-Pi-Anwendungen

Der Raspberry Pi ist ein leistungsstarker Minicomputer, der komplexe und vielfältige Aufgaben gleichzeitig ausführen kann. Dank seiner Fähigkeit, vollwertige Betriebssysteme auszuführen, sowie seiner GPIO-Pins zur Interaktion mit der physischen Welt ist er die erste Wahl für Projekte, die eine robuste Rechenumgebung erfordern, wie beispielsweise die Verwaltung von Webservern, Medienzentren, Spielen, Haussicherheit und Automatisierung.

Die gängigsten Raspberry-Pi-Anwendungen

• Fortgeschrittene Robotik
• Industrielle Steuerungssysteme
• Hausautomation
• Webserver-Verwaltung
• Sicherheitssysteme
• Bild- und Videosysteme
• IoT (Internet der Dinge)
• Informatik im Bildungswesen
• Künstliche Intelligenz

Anwendungsbeispiele für den Raspberry Pi.

---

BeagleBone-Anwendungen

BeagleBone eignet sich hervorragend für Embedded-Anwendungen, die eine zuverlässige Hardwaresteuerung, langfristige Stabilität und Echtzeitleistung erfordern. Es kommt häufig zum Einsatz in:

• Industrielle Automatisierungs- und Überwachungssysteme
• Robotikplattformen, die eine Motorsteuerung mit geringer Latenz erfordern
• Geräte zur Datenerfassung und -protokollierung
• Gebäudezugangs- und Sicherheitssysteme
• Netzwerkverbundene IoT-Geräte mit individuellen E/A-Anforderungen

Die Wahl einer Plattform

Jedes Board hat seine eigenen Stärken. Arduino ist die erste Wahl für die Steuerung auf Hardware-Ebene in einfachen Anwendungen. Der Raspberry Pi eignet sich für komplexere Softwareaufgaben und die Multimedia-Verarbeitung. BeagleBone ist ideal für Entwickler, die neben Linux-basierten Rechenfunktionen eine konstante E/A-Leistung benötigen, insbesondere bei Projekten, bei denen es auf zuverlässige Verfügbarkeit und integrierte Peripheriegeräte ankommt.

Häufig gestellte Fragen

Hier finden Sie einige der am häufigsten gestellten Fragen zu Arduino und Raspberry Pi.

---

Schlussfolgerung

Arduino, Raspberry Pi und BeagleBone spielen jeweils eine einzigartige Rolle im Bereich der Embedded-Entwicklung. Ein Verständnis ihrer Unterschiede hilft dabei, ihren Zweck und ihr Potenzial besser zu verstehen. Für Ingenieure und Entwickler beginnt die Auswahl des richtigen Boards damit, zu wissen, welche Vorteile die einzelnen Plattformen bieten.

Wenn Ihr Projekt ein Display umfasst, kann Newhaven Display Ihnen dabei helfen, die richtige Schnittstelle und die passende Hardware-Kombination für Ihre Entwicklungsplattform zu finden. Kontaktieren Sie uns oder fordern Sie noch heute ein Angebot an, um loszulegen.