Arduino, Raspberry Pi et BeagleBone : principales caractéristiques et différences

Si vous travaillez sur un projet électronique, qu'il s'agisse d'un appareil automatisé DIY, d'un panneau numérique ou d'un appareil IoT, vous devrez choisir le matériel adéquat. Cela revient souvent à choisir entre Arduino et Raspberry Pi.

Dans cet article, nous allons comparer ces deux cartes de développement afin de vous aider à choisir celle qui correspond le mieux aux besoins de votre projet.

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Qu'est-ce qu'Arduino ?

Arduino est une plateforme électronique open source qui combine une carte de circuit imprimé programmable (matériel) avec un environnement de développement (logiciel) permettant d'écrire et de télécharger du code sur la carte afin d'exécuter des fonctions spécifiques. Elle est réputée pour sa convivialité, son prix abordable et le soutien important de sa communauté, ce qui la rend largement accessible, en particulier pour les débutants.

Le logiciel de la plateforme, appelé environnement de développement intégré (IDE), prend en charge la programmation en langages C et C++ et est compatible avec Windows, Macintosh OSX et Linux. Les cartes Arduino peuvent être connectées à divers composants, tels que des capteurs, des moteurs et des OLED, afin d'effectuer des tâches spécifiques.

En savoir plus:Comment connecter Arduino à un écran LCD

Caractéristiques d'Arduino

• Microcontrôleur: sert d'unité centrale de traitement, traitant des commandes simples en temps réel.
• Broches GPIO: broches d'entrée/sortie à usage général permettant de connecter des périphériques externes.
• Alimentation électrique: fournit l'électricité à la carte.
• USB: se connecte à un ordinateur pour la programmation et l'alimentation.
• Bouton de réinitialisation: redémarre la carte.
• PWM: module la largeur des impulsions pour simuler différents niveaux de sortie et peut être utilisé pour contrôler la luminosité des LED ou la vitesse des moteurs.
• Communication série: envoie et reçoit des bits de manière séquentielle.
• Communication parallèle: envoie plusieurs bits simultanément.
• Interruptions: répond aux événements externes.
• Minuteries: contrôle précis du timing.
• ADC: Convertit les signaux analogiques en signaux numériques.
• Mémoire: stocke les programmes et les données.
• Oscillateur à quartz: assure une synchronisation stable pour la carte.

En savoir plus:Communication série ou communication parallèle

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Qu'est-ce que le Raspberry Pi ?

Les cartes Raspberry Pi sont essentiellement des ordinateurs complets sur une carte de circuit imprimé de la taille d'une carte de crédit. Ces appareils contiennent une unité centrale de traitement (CPU), une mémoire vive (RAM), une connectivité WiFi et Bluetooth, des connecteurs d'entrée/sortie, des ports Ethernet et USB, une prise audio pour casque, des ports HDMI pour connecter des moniteurs et un emplacement micro SD. Ces cartes ne disposent pas de mémoire interne, une carte SD ou microSD est donc nécessaire pour leur fonctionnement.

Les cartes Raspberry Pi peuvent se connecter à des périphériques tels que des claviers, des souris et des écrans, les transformant ainsi en ordinateurs de bureau entièrement fonctionnels. Grâce à leurs ports Ethernet intégrés, elles peuvent se connecter à Internet pour naviguer, transférer des fichiers et effectuer des tâches en réseau. Équipées de processeurs puissants, les cartes Raspberry Pi sont capables d'exécuter des systèmes d'exploitation complets et de gérer de multiples tâches informatiques complexes, ce qui en fait des outils polyvalents pour un large éventail d'applications.

Caractéristiques du Raspberry Pi

• CPU: Le cerveau de l'ordinateur, chargé de traiter les informations.
• RAM: mémoire temporaire pour les données activement utilisées par le processeur.
• WiFi et Bluetooth: capacités de communication sans fil.
• Ethernet: connexion Internet filaire.
• Ports USB: connectez des périphériques tels que des claviers, des souris et des périphériques de stockage externes.
• HDMI: se connecte aux écrans pour la sortie vidéo.
• Emplacement pour carte SD: pour stocker les systèmes d'exploitation, les applications et les données.
• Prise audio: pour brancher un casque ou des haut-parleurs.
• Broches GPIO: broches d'entrée/sortie à usage général permettant de connecter des périphériques externes.
• Alimentation électrique: fournit l'électricité à la carte.

En savoir plus:Différences entre OLED et LCD

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Qu'est-ce que BeagleBone ?

BeagleBone est une gamme d'ordinateurs compacts, open source et peu coûteux, conçus pour le développement embarqué. Créées à l'origine par Texas Instruments, ces cartes combinent des capacités informatiques polyvalentes et un contrôle E/S fiable, ce qui les rend parfaitement adaptées aux applications qui requièrent à la fois flexibilité et performances.

BeagleBone est couramment utilisé dans l'automatisation, la robotique et les systèmes industriels où la rapidité de démarrage de Linux et les E/S en temps réel sont importantes.

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Caractéristiques du BeagleBone

Les cartes BeagleBone offrent une gamme de fonctionnalités qui les positionnent entre Arduino et Raspberry Pi en termes de complexité et de capacités. Voici leurs principales caractéristiques :

• Processeur AM335x ARM Cortex-A8, fonctionnant généralement à 1 GHz
• 512 Mo de mémoire vive DDR3 (sur la plupart des modèles)
• Stockage eMMC intégré et prise en charge microSD
• USB, Ethernet, HDMI (sur certains modèles)
• Broches GPIO étendues, y compris entrées analogiques, PWM, I²C, SPI et UART
• Prise en charge intégrée des distributions Linux telles que Debian
• PRU (unité programmable en temps réel) pour un contrôle précis de la synchronisation et des tâches à faible latence

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Différence entre Arduino, Raspberry Pi et BeagleBone

Arduino est une carte microcontrôleur conçue pour des tâches de contrôle en temps réel plus simples, telles que le contrôle de capteurs ou l'automatisation d'appareils simples, tandis que Raspberry Pi fonctionne comme un mini-ordinateur, capable d'exécuter des systèmes d'exploitation complets et de gérer des calculs plus avancés, comme l'hébergement d'un serveur web ou le traitement de vidéos. BeagleBone partage les caractéristiques des deux. Il fonctionne sous Linux comme le Raspberry Pi, mais dispose de capacités de traitement en temps réel et d'une prise en charge étendue des E/S plus proche de l'Arduino, ce qui le rend adapté aux applications industrielles et axées sur le contrôle.

Puissance de traitement

• Arduino est principalement conçu pour les projets basés sur des microcontrôleurs. Arduino offre une puissance de traitement limitée. Il est idéal pour les tâches simples, la lecture de capteurs et le contrôle d'actionneurs.
• Le Raspberry Pi fonctionne comme un mini-ordinateur, offrant une puissance de traitement nettement supérieure à celle de l'Arduino. Il peut gérer des tâches complexes telles que le traitement d'images, la lecture de vidéos et l'exécution de systèmes d'exploitation.

• BeagleBone fonctionne sur un processeur ARM 1 GHz et gère le multitâche. Il dispose d'une capacité de traitement supérieure à celle d'Arduino et inclut des fonctionnalités en temps réel pour un contrôle de précision.

Système d'exploitation

• Arduino fonctionne sans système d'exploitation, ce qui le rend plus simple pour les débutants. Son code s'exécute directement sur le microcontrôleur.
• Raspberry Pi fonctionne avecdivers systèmes d'exploitation, tels que Raspberry Pi OS, Ubuntu et Debian, offrant ainsi flexibilité et fonctionnalités avancées.

• BeagleBone fonctionne sous un système d'exploitation Linux complet, généralement Debian. Il démarre rapidement et est parfaitement adapté aux applications qui exigent des performances en temps réel et une fiabilité des E/S.

Coût

• Arduino est généralement plus abordable en raison de son matériel plus simple et de son orientation vers des tâches spécifiques.
• Le Raspberry Pi a tendance à être plus cher en raison de sa puissance de traitement accrue, de sa mémoire et de sa capacité à exécuter des systèmes d'exploitation complets.

• Les cartes BeagleBone coûtent généralement plus cher que les cartes Arduino, mais leur prix est similaire à celui des cartes Raspberry Pi. Le prix varie en fonction des fonctionnalités intégrées, telles que le stockage eMMC ou la prise HDMI.

Applications

• Arduino excelle dans les projets de robotique et d'IoT où le contrôle en temps réel est crucial, comme le contrôle des capteurs ou des actionneurs. Parmi les applications populaires, on trouve les stations météorologiques, les systèmes domotiques et les technologies portables.
• Le Raspberry Pi est idéal pour des tâches plus complexes, telles que l'exploitation d'un centre multimédia domestique, la création d'un serveur web ou même le développement d'applications basées sur l'intelligence artificielle, comme les systèmes de reconnaissance faciale.

• BeagleBone est utilisé dans les systèmes de contrôle industriel, la robotique et les projets d'automatisation qui nécessitent des E/S fiables et une réactivité en temps réel.

Environnement de développement

• Arduino utilise un IDE (environnement de développement intégré) simplifié, adapté aux débutants.
• Raspberry Pi peut être programmé à l'aide de divers langages tels que Python, C++ et Java, offrant ainsi davantage de flexibilité, mais nécessitant un apprentissage plus approfondi.

• BeagleBone est compatible avec des langages tels que Python, C et C++, et fonctionne bien avec les outils basés sur Linux. Il comprend des options cloud et locales pour le déploiement de code.

Arduino vs Raspberry Pi vs BeagleBone - Tableau comparatif côte à côte

Fonctionnalité	Arduino	Raspberry Pi	BeagleBone
Architecture	microcontrôleur	Microprocesseur	Microprocesseur
Utilisation	Contrôle des composants et appareils électriques connectés.	Calcul des données et gestion des composants et dispositifs électriques.	Gestion des composants électriques et exécution de tâches informatiques embarquées.
Complexité logicielle	Simple	Complexe	Modéré
Complexité matérielle	Simple	Complexe	Modéré
Architecture du processeur	8 bits (Uno, Nano, etc.) 32 bits (Due, Zero, Portenta H7)	32 bits (zéro, 1, 2) 64 bits (3, 4, 5, 400)	ARM Cortex-A8 32 bits (AM335x)
RAM	UNO : environ 2 ko / 32 ko de mémoire flash Mega : 8 ko / 256 ko de mémoire flash Due : 96 ko / 512 ko de mémoire flash	Pi 0 et 1 : 512 Mo d' Pi 2 et 3 : 1 Go d' Pi 4 et 5 : 2 Go, 4 Go ou 8 Go	512 Mo DDR3 (standard sur BeagleBone Black et Green)
Vitesse d'horloge	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
Tension d'entrée/sortie	Uno, Nano, Mega : 5 V Zero, Nano 33 BLE, Due, Portenta H7 : 3,3 V	3,3 V pour tous les modèles	3.3V
Consommation d'énergie	Faible (varie selon le modèle)	Élevé (varie selon le modèle)	Modéré (varie selon le modèle et les périphériques)
Puissance de traitement	Faible	Élevé	Moyen à élevé
Mémoire	Mémoire flash intégrée	Aucun (carte SD nécessaire)	eMMC intégré (4 Go ou 8 Go) + prise en charge microSD
Systèmes d'exploitation	Non (RTOS possible dans certains cas)	Oui (basé sur Linux)	Oui (basé sur Linux, généralement Debian)
Capacités d'entrée/sortie	Numérique et analogique	Numérique uniquement	Numérique et analogique
Interfaces de communication	UART, SPI, I2C (varie selon le modèle)	UART, SPI, I2C, HDMI, Ethernet (varie selon le modèle)	UART, SPI, I2C, CAN, Ethernet, USB
Extensibilité	Boucliers limités	HAT étendus	Capes (similaires aux HAT Raspberry Pi)
Outils de développement	IDE Arduino	Plusieurs options (Python, C++, etc.)	Cloud9 IDE, Visual Studio Code, outils en ligne de commande (Python, C/C++)
Coût	Inférieur	Supérieur	Au milieu de la ligne

Arduino est une plateforme basée sur un microcontrôleur, conçue pour être simple et fonctionner à faible consommation d'énergie. Son principal atout réside dans le contrôle en temps réel des appareils physiques. Avec un encombrement réduit et une puissance de traitement moindre, Arduino est idéal pour les projets qui nécessitent une interaction directe avec des capteurs et des actionneurs, tels que la robotique, l'automatisation et les technologies portables. Sa capacité à fonctionner indépendamment d'un système d'exploitation complet, combinée à un environnement de développement convivial, le rend accessible aux débutants.

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Le Raspberry Pi, quant à lui, est un ordinateur monocarte équipé d'un processeur plus puissant et capable d'exécuter des systèmes d'exploitation complets tels que Linux. Cette polyvalence le rend adapté à un plus large éventail d'applications, notamment les centres multimédias, les serveurs web et l'informatique éducative. Bien qu'il offre une plus grande puissance de calcul, le Raspberry Pi consomme généralement plus d'énergie et nécessite des composants supplémentaires tels qu'une carte SD pour le stockage.

BeagleBone comble le fossé entre la simplicité des microcontrôleurs et la puissance de calcul de Linux. Il est conçu pour les projets qui reposent sur une synchronisation constante des E/S, l'accès à des entrées analogiques et des performances stables sur de longues durées d'exécution. Souvent utilisées dans les systèmes embarqués où la réactivité et la fiabilité sont essentielles, les cartes BeagleBone offrent un équilibre entre contrôle et puissance de calcul sans les contraintes liées à des dépendances matérielles supplémentaires.

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Applications Arduino

Arduino est idéal pour effectuer des tâches simples et répétitives, telles que le contrôle de bas niveau d'éléments électroniques comme les lumières, les écrans LCD, les moteurs et les capteurs. Les cartes Arduino sont particulièrement utiles pour réaliser des projets DIY qui peuvent bouger, détecter et interagir avec les utilisateurs, ce qui a conduit à leur adoption généralisée dans les applications de robotique, d'automatisation et de prototypage.

Applications Arduino les plus courantes

• Robotique
• Domotique
• Prototypage électronique
• IoT (Internet des objets)
• Enregistrement des données
• Projets éducatifs et loisirs créatifs
• Technologie portable

Tutoriel:Connecter Arduino à Character OLED

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Applications Raspberry Pi

Le Raspberry Pi est un mini-ordinateur puissant capable d'effectuer simultanément plusieurs opérations complexes. Sa capacité à exécuter des systèmes d'exploitation complets, associée à ses broches GPIO permettant d'interagir avec le monde physique, en fait le choix idéal pour les projets nécessitant un environnement informatique robuste, tels que la gestion de serveurs web, de centres multimédias, de jeux, de systèmes de sécurité domestique et d'automatisation.

Applications Raspberry Pi les plus courantes

• Robotique avancée
• Systèmes de contrôle industriels
• Domotique
• Gestion des serveurs Web
• Systèmes de sécurité
• Systèmes d'imagerie et vidéo
• IoT (Internet des objets)
• Informatique éducative
• Intelligence artificielle

Exemples d'applications Raspberry Pi.

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Applications BeagleBone

BeagleBone est parfaitement adapté aux cas d'utilisation embarqués qui nécessitent un contrôle matériel fiable, une stabilité à long terme et des performances en temps réel. On le trouve couramment dans :

• Systèmes d'automatisation et de surveillance industriels
• Plateformes robotiques nécessitant un contrôle moteur à faible latence
• Équipement d'acquisition et d'enregistrement de données
• Systèmes d'accès et de sécurité des bâtiments
• Appareils IoT connectés au réseau avec des besoins d'E/S personnalisés

Choisir une plateforme

Chaque carte apporte quelque chose de différent. Arduino est une option incontournable pour le contrôle au niveau matériel dans des applications simples. Raspberry Pi gère des tâches logicielles plus complexes et le traitement multimédia. BeagleBone convient aux développeurs qui ont besoin de performances d'E/S constantes ainsi que d'un système informatique basé sur Linux, en particulier dans les projets qui reposent sur une disponibilité fiable et des périphériques intégrés.

Foire aux questions

Voici quelques-unes des questions les plus fréquemment posées au sujet d'Arduino et de Raspberry Pi.

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Conclusion

Arduino, Raspberry Pi et BeagleBone jouent chacun un rôle unique dans le domaine du développement embarqué. Comprendre leurs différences permet de clarifier leur objectif et leur potentiel. Pour les ingénieurs et les développeurs, choisir la bonne carte commence par connaître les avantages de chacune d'entre elles.

Si votre projet comprend un écran, Newhaven Display peut vous aider à trouver l'interface et le matériel adaptés à votre plateforme de développement. Contactez-nous ou demandez un devis le jour même pour vous lancer.