Arduino y Raspberry Pi: Que son y en que se diferencian

En todos lados he estado leyendo lo mismo: ¿Con que placa me inicio mejor? ¿Por qué esta placa y no esta otra para mi proyecto? Y tal vez haya un poco de desinformación al respecto pero estar comparando al mismo nivel un Arduino y una Raspberry Pi no es la mejor forma de hablar de ambas placas. Es por esto que en este articulo mostraré que es un Arduino y que es una Raspberry Pi como también su historia, a donde apuntan y capacidades

Arduino, la placa de hardware Open Source para entusiastas

Arduino es un microcontrolador de código abierto utilizada para desarrollar prototipos en proyectos de electrónica. Es usada en colegios y en universidades para enseñar los fundamentos de la electrónica aunque también ha escalado a nivel de usarse en proyectos mas elaborados como en la internet de las cosas, en robótica, impresión 3D, drones, domótica, entre muchas cosas. Fue creada en Italia en 2005 como una forma de dar a las personas una placa de bajo coste pero a su vez una herramienta muy versátil y simple para crear proyectos de electrónica como encender una ampolleta led o leer los datos de un sensor. Al ser de código abierto los esquemas y el detalle de sus partes están a disposición de todos quienes desean fabricar su propia placa.

Raspberry Pi, un microcomputador en la palma de tu mano

Raspberry Pi es un microcomputador que a pesar de no tener las prestaciones de un computador común y corriente no tiene nada que envidiar en tener un sistema operativo y ofrecer las mismas capacidades como un PC se tratase. Fue creada en 2012 en el Reino Unido como una forma de enseñar a los niños en las escuelas los fundamentos de la computación aunque nunca se esperó el auge que tendría esta placa siendo utilizada en proyectos de automatización de hogares e industrias, servidores, centros multimedia, consola de videojuegos, entre muchas cosas mas. Su bajo coste, su comunidad y su software código abierto (su sistema operativo está basado en Debian) han permitido la expansión y uso de la Raspberry Pi en muchos ámbitos de la vida diaria.

Características

Si vamos a comparar ambas placas vale la pena empezar por la parte técnica, en este caso hablaremos de los modelos mas comunes de ambas placas, y también mencionaremos los distintos modelos

Especificaciones técnicas

El modelo mas común del Arduino es el Arduino UNO R3. Usa un microcontrolador Atmega328P, funciona a 5V, tiene 14 pines para usar como entrada o salida de las cuales 6 de esos pines son PWM y 6 pines de entrada análoga, tiene una velocidad de relój de 16MHz y tiene un almacenamiento flash de 32kb de los cuales 0.5kb son usados para la carga (llamado Bootloader)

En el caso de la Raspberry Pi hay un modelo base del cual con el paso del tiempo va mejorando sus prestaciones, siendo el modelo actual la Raspberry Pi 3 Modelo B+. Tiene un procesador ARM Broadcom BCM2837B0 a 1.4GHz, 1GB de SDRAM LPDDR2, conexión wifi a 2.4GHz y 5GHz además de conexión Gigabit Ethernet (máximo 300Mbps), 4 puertos USB 2.0, puerto HDMI, salida de sonido estéreo y video compuesto, 40 pines GPIO y entrada MicroSD, usa una fuente de poder de 5V/2.5A

Modelos

La gente que ideó el Arduino tiene a su vez distintas placas que difieren en tamaño, prestaciones y consumo energético. Entre los modelos mas conocidos están:

  • Arduino Leonardo: Esta placa usa el microcontrolador ATmega32U4 que dota a la placa emulación de dispositivos HID como teclados, mouse o cualquier otro dispositivo USB. Tiene 20 pines (7 PWM y 12 análogos)
  • Arduino Mega: Esta placa usa el microcontrolador ATmega2560 dotando a la placa una gran velocidad de escritura/lectura. Tiene 54 pines (15 PWM y 16 análogos)
  • Nano: Esta placa ofrece las mismas características que el Arduino UNO solo que en un reducido tamaño (52.1mm x 53.3mm). Las dos grandes diferencias es que se vende sin los pines macho para cables prototipo (aunque se le puede soldar) y tiene que ser energizado por un cable USB Mini-B
  • LilyPad: Esta placa por su forma y por lo delgada que es está pensada para ser usada en prendas de vestir o en proyectos wearables. Tiene 12 pines (6 PWM y 6 análogos)

En el caso de las Raspberry ya dijimos que se trabaja sobre un modelo base del cual cada vez mejoran sus prestaciones, pero últimamente han estado sacando algunos modelos que difieren del modelo base de la placa. Estos son los modelos actualmente en el mercado

  • Raspberry Pi Zero: Es un modelo muy reducido de lo que es comúnmente una Raspberry Pi. Si bien en prestaciones está muy a la par con el primer modelo de la Raspberry tal como 1GHz de procesador, 512MB de RAM, conector Mini HDMI, es su pequeño tamaño y bajo consumo (5V/1A por conector Micro-USB) lo que la hacen una placa muy barata ideal para proyectos portables o de internet de las cosas (como dato, hay tiendas que venden solo 1 placa por persona debido a la gran demanda)
  • Raspberry Pi Zero W: Es una variación de la Raspberry Pi Zero que agrega Wifi y Bluetooth ausentes en el modelo anterior. Es debido a aquello que su precio sube un poco pero aun así es una placa muy cotizada
  • Raspberry Pi 3 Model A+: Esta placa mas bien es una versión recortada del modelo B+ que una versión minimalista como es la Zero. Tiene el mismo procesador solo que con 512MB de Ram (la mitad), se sacrifica el conector RJ45 (aunque sigue presente el wifi y el bluetooth) y en vez de 4 puertos USB 2.0 se tiene solo 1. Debido a eso también es un poco mas barata.
  • Raspberry Pi 4: Aun hay especulaciones sobre este modelo ya que tras el anuncio de la placa 3 Model A+ afirmaron que no habrán mas revisiones sobre la versión 3 y que se está trabajando en la 4. No se sabe sus especificaciones, si tendrá algún modelo de variación, nisiquiera se sabe el precio o la fecha de lanzamiento (al menos de forma oficial) pero si se afirma que supondrá un cambio radical en como conocemos las placas Raspberry

Alternativas y clones

Como en todo aspecto de la vida con el paso del tiempo aparecen productos que hacen la competencia a una misma idea, en este caso también se aplica al Arduino y a la Rasberry solo que cada producto funciona a su manera

Como el hardware del Arduino es licenciado bajo una licencia libre todo lo que respecta a la placa es de libre disposición para todos, y con todos también se incluyen empresas que desean fabricar sus propias placas. Empresas como Adafruit y Sparkfun fabrican placas con variaciones aunque 100% compatibles entre una y otra, también existen placas chinas que son muy baratas y funcionan muy bien si se les da el respectivo cuidado. Aunque si hablamos de alternativas las mas conocidas son las STM32, NodeMCU y Teensy, cada uno con sus propias características, lenguajes de programación y hardware que lo diferencian del Arduino

Con la Raspberry es entrar a otro mundo. El hardware y los diagramas de la placa no son de código abierto y además sus componentes no son baratos como para llegar, comprarlos y armar, es por eso que aquí ya hablamos de empresas grandes quienes fabrican microcomputadores. La alternativa de renombre es la Intel Galileo que a su vez tiene compatibilidad con Arduino, también está la ODROID que corre con el sistema operativo Android, y la Asus Tinker Pad que ofrece compatibilidad con las placas de extensión de la Raspberry Pi . En cuanto a alternativas chinas baratas pero de dudosa calidad están la Orange Pi y la Banana Pi que ofrecen grandes prestaciones por muy poco dinero y a su vez tienen comentarios por su fabricación barata y daños por altas temperaturas

Usos de cada placa

Proyectos con Arduino

  • Sistema de medición de clima: Con un sensor de temperatura, humedad y presión atmosférica conectados a un Arduino se pueden obtener datos del estado climático del momento, y para llevar a esos datos a un servidor para análisis pues pueden ser transmitidos desde un punto de acceso a internet sea por Wifi, Bluetooth o Ethernet
  • Dron: Lo básico de un dron son los motores que permiten el vuelo de este, lo esencial es indicar al Arduino la potencia de cada motor para hacer todos los movimientos como un verdadero piloto. Ahora, es necesario de un giroscopio para detectar el grado de inclinación y mantener el dron recto como también evitar un posible sobregiro y perder el control, ¿que tal usar un modulo de comunicación por Radio Frecuencia y usar un mando profesional de vuelo de drones?
  • Velocímetro: Con un poco de matemáticas y física obtienes a nivel teórico como calcular la velocidad al andar en bicicleta, ahora si pones un imán en una rueda y un sensor hall a un Arduino detectas cada giro de la rueda y por tanto calculando cuantos giros por segundo pues obtienes la velocidad ¿Y como la muestras? Tal vez con un display, una tira de luces led o con comunicación por Bluetooth a una app de celular
  • Control de acceso: ¿Un lector de tarjetas? ¿Un lector de huellas? ¿Un lector de tarjetas NFC? ¿Un simple teclado para ingresar una contraseña? Y en caso de validar al usuario ¿Activar un servomotor que mueve el cerrojo de una puerta, marcar la hora de donde ocurre dicha acción y escuchar una voz que dice “Bienvenido comandante”? Con Arduino es posible
  • Interfaces: Una interfaz en términos prácticos es obtener los datos de un objeto para ser interpretados a la manera que uno quiera ¿Deseas ocupar tu control de Nintendo en un PC? Pues el Arduino actuá como interfaz obteniendo las pulsaciones de los botones y transformando todo a eso a una interfaz de joystick que un PC si puede entender. ¿Tienes un batería electrónica o un controlador MIDI casero y no encuentras la forma de conectarla a un PC? Usa un Arduino como interfaz y logra que los programas de música detecten tus instrumentos

Proyectos con Raspberry Pi

  • Servidor Web/Radio/Juegos/lo que sea: ¿Estas desarrollando una aplicación web y necesitas hacer pruebas de conexión? En vez de gastar en un VPS puedes ocupar una Raspberry, montar un servidor web en local y hacer las pruebas necesarias. ¿No eres desarrollador? Monta una radio en linea o de streaming. ¿Quieres montar un servidor de Minecraft o de Quake y alojar jugadores para repartir tortazos? Sus bajos requerimientos hacen de la Raspberry el hardware ideal para aquello
  • Centro Multimedia: Hoy en día los smartphones, computadores y televisores se conectan entre si dentro de una misma red y es posible acceder a los archivos de un dispositivo, pero ¿Que mejor que tener todo dentro de un mismo lugar? La Raspberry tiene el software adecuado que lo transforma en un HTPC y para así no solo almacenar sino también configurar todo y tener tu música, tus películas y tus fotografías en un solo lugar y para que accedas desde cualquier dispositivo 
  • Asistente: Los asistentes son aparatos que reciben comandos de voz y dan respuestas o hacen acciones concretas como dar el clima actual, el trafico, buscar un termino en especial o incluso contar un chiste. Alexa de Amazon y el asistente de Google son los mas comunes, y si bien Alexa por ejemplo se puede comprar en su tienda el software está a libre disposición y si, se puede instalar en una Raspberry, solo que hay que agregarle el micrófono y estás listo para darle comandos y que cuente los chistes de gallegos
  • Consola de videojuegos: Antes de que la NES/SNES/PSOne Classic Edition irrumpieran el mercado ya estaba de boca en boca el usar la Raspberry como una consola de videojuegos pequeña, portable y muy versatil. Simplemente alguien logró hacer funcionar RetroArch, la plataforma de juegos todo en uno que alberga emuladores y juegos todo en un solo lugar a la Raspberry, y tras eso fue cuestión de tiempo de que se masificara y hasta vendieran carcasas que asemejaba una Nintendo pequeña pero donde cabe una Raspberry, un golpe directo a la nostalgia
  • Puente entre tu PC y la internet: No hablo de usar la Raspberry como un cortafuegos (aunque es posible) sino de usarla como un VPN para navegar anónimamente por internet, usando 2 antenas wifi o 1 si deseas conectarte a la placa la Raspberry actúa como un puente entre los dispositivos y la internet permitiendo por ejemplo el cifrado de la información si deseas conectarte a una red de internet abierta y publica. No solo eso, también puedes configurar la Raspberry y dejarlo como un servidor encargado de bloquear la publicidad en internet, solo conectate a través de la placa y esta se encargará de filtrar todo el contenido

Es posible combinar una Raspberry y un Arduino en un mismo proyecto. En el caso del sistema de medición de clima o de control de acceso se tiene el Arduino tomando datos de los sensores y después enviarlos a un servidor que puede ser una Raspberry. Y en el caso de la consola de videojuegos con Raspberry, si bien esta tiene los puertos USB para admitir controles, pues con un Arduino que actúe de interfaz para un control de Nintendo o Super Nintendo y así jugar como dios manda.  En el fondo las opciones son casi infinitas para ambas placas y cada una tiene su nicho, su publico y sus posibilidades. Dependiendo de la idea que deseas llevar a cabo con un poco de estudio ahora sabes que placa es la ideal, sea un Arduino para proyectos mas chicos y enfocados a la electronica, la Raspberry como un mini-computador donde se requiera el procesamiento y almacenamiento de información a mas escala, o ambas