Cái nào là tốt nhất cho dự án của bạn?

Trong thế giới vi điều khiển thú vị, việc tìm kiếm sự cân bằng phù hợp giữa kích thước và sức mạnh xử lý cho dự án điện tử nhúng của bạn là ưu tiên hàng đầu. Khi tìm kiếm sự phù hợp này, Arduino Nano và Raspberry Pi Pico là hai lựa chọn phổ biến mà bạn thường nghĩ đến.

Thật không may, các nhu cầu cụ thể của dự án của bạn có thể không rõ ràng đối với bạn cho đến khi bạn đi sâu vào quá trình thực hiện. Chúng ta hãy xem xét một số điểm khác biệt chính và các tính năng cần tìm giữa hai bo mạch đối thủ này để giúp bạn chọn bộ vi điều khiển phù hợp cho dự án của mình.

So sánh phần cứng

Đầu tiên, điều đáng chú ý là có nhiều tùy chọn khác nhau để lựa chọn trong cả hai dòng Arduino Nano và Pico, không chỉ các mẫu cơ sở của chúng. Một số là nâng cấp cho mô hình cơ sở trong khi một số khác có các tính năng chuyên dụng để phù hợp với các ứng dụng nhất định. Nhưng điều này nên gắn bó: không có bảng “tốt nhất” cho dự án của bạn, chỉ có sự đánh đổi.

Arduino nano

Arduino Nano, được cung cấp bởi ATmega328, là một bo mạch nhỏ gọn và thân thiện với breadboard, cung cấp chức năng tương tự như Arduino Duemilanove, nhưng ở một yếu tố hình thức khác. Nó không có giắc cắm nguồn DC và sử dụng cáp USB Mini-B thay vì cáp tiêu chuẩn.

Quả mâm xôi Pi Pico

Mặc dù Raspberry Pi Pico chỉ mới được ra mắt vào năm 2021, nhưng nó đã là một lựa chọn phổ biến trong thế giới MCU. Trung tâm của Pico là chip vi điều khiển RP2040 dựa trên bộ xử lý Arm Cortex-M0+ lõi kép.

Về khả năng phần cứng, Raspberry Pi Pico rõ ràng có lợi thế hơn Arduino Nano tiêu chuẩn, với bộ xử lý nhanh hơn, bộ nhớ flash nhiều hơn, nhiều chân GPIO hơn và khả năng kiểm soát rộng rãi đối với tín hiệu PWM. Ngoài ra, bộ xử lý lõi kép có trên Pico rất tốt cho các chương trình đa luồng.

Tuy nhiên, Raspberry Pi Pico thiếu EEPROM, thường cần thiết cho các dự án dựa trên vi điều khiển. Ngoài ra, bạn sẽ không thể chạy dự án của mình bằng pin 9V mà không có bộ điều chỉnh điện áp.

Ứng dụng IoT

Trong khi các mẫu cơ bản thiếu kết nối không dây, thì các dòng Raspberry Pi Pico và Arduino Nano cung cấp nhiều lựa chọn bo mạch đặc biệt có kết nối không dây cho các ứng dụng IoT. Một số bo mạch IoT phổ biến trong dòng Nano bao gồm Arduino Nano 33 IoT và Arduino Nano RP2040 Connect (sử dụng cùng SoC với Raspberry Pi Pico).

Trong trường hợp bo mạch Raspberry Pi Pico IoT, bạn có tùy chọn Pico W và Pico WH. Cả hai đều có kết nối Wi-Fi và Bluetooth, nhưng Pico WH đi kèm với các đầu chân cắm đã được gắn sẵn, vì vậy bạn không cần phải hàn chúng vào bảng.

Kênh thông tin liên lạc

Cả Raspberry Pi Pico và Arduino Nano đều cung cấp nhiều kênh liên lạc để giao tiếp với các thiết bị khác. Raspberry Pi Pico có 2 giao diện UART (Bộ thu/phát không đồng bộ đa năng), hai giao diện I2C (Mạch tích hợp liên kết) và hai giao diện SPI (Giao diện ngoại vi nối tiếp), cung cấp các tùy chọn giao tiếp với các thiết bị khác.

Nếu bạn chưa biết chúng là gì, hãy xem cách hoạt động của giao tiếp nối tiếp UART, SPI và I2C cũng như lý do tại sao chúng tôi vẫn sử dụng chúng.

Mô hình Arduino Nano tiêu chuẩn chỉ có một trong mỗi kênh giao tiếp: UART, I2C và SPI. Tuy nhiên, trừ khi đó là một dự án lớn, bạn sẽ không cần đồng thời tất cả các kênh liên lạc có sẵn trên Pi Pico—thậm chí có thể không cần khi sử dụng khả năng PIO của nó (xem bên dưới). Và việc có nhiều giao diện hơn cũng không gợi ý rằng nó sẽ tự động tốt hơn vì chúng ta biết rằng các yếu tố khác cũng đóng một vai trò nào đó.

sức mạnh xử lý

Các chip vi điều khiển được sử dụng trong bo mạch Raspberry Pi Pico và Arduino Nano đều có điểm mạnh và điểm yếu riêng. Và đây là nơi bạn sẽ cần thực hiện sự đánh đổi cuối cùng.

CPU

Trong hầu hết các dự án Arduino, CPU có khả năng dành 99,9% thời gian để ngủ. Điều này gợi ý rằng tốc độ CPU không quan trọng như bạn tưởng tượng, ngoại trừ các tình huống đặc biệt như xử lý dữ liệu thời gian thực. Chip RP2040 được sử dụng trong Raspberry Pi Pico là bộ xử lý lõi kép 32 bit cung cấp sức mạnh xử lý và hiệu suất cao hơn so với chip ATmega328P được sử dụng trong mô hình cơ sở Arduino Nano, là bộ xử lý 8 bit.

Chip RP2040 cũng đi kèm với một tính năng độc đáo: Máy trạng thái PIO (Đầu vào/Đầu ra có thể lập trình), cho phép truyền dữ liệu song song tốc độ cao và giao diện ngoại vi tùy chỉnh. Điều này làm cho nó phù hợp với các ứng dụng yêu cầu xử lý dữ liệu thời gian thực, chẳng hạn như người máy và tự động hóa.

ĐẬP

Cũng như CPU, hầu hết các ứng dụng vi điều khiển chỉ sử dụng một lượng RAM nhỏ. Tuy nhiên, nếu bạn đang thực hiện các tác vụ cần nhiều RAM hơn, chẳng hạn như các dự án IoT, thì bạn nên chọn bo mạch có nhiều RAM tích hợp hơn—Raspberry Pi Pico.

Hệ sinh thái lập trình

Hệ sinh thái lập trình của Raspberry Pi Pico và Arduino cũng là những yếu tố quan trọng cần xem xét khi lựa chọn giữa hai bảng. Raspberry Pi Pico sử dụng MicroPython và C/C++ làm ngôn ngữ lập trình chính.

Arduino sử dụng Arduino IDE làm môi trường lập trình chính, dựa trên C/C++. Arduino IDE được biết đến với tính đơn giản và dễ sử dụng, với giao diện thân thiện với người dùng và một bộ sưu tập lớn các thư viện và ví dụ. Nó cũng có một cộng đồng người dùng lớn và tích cực, cung cấp nhiều hỗ trợ và tài nguyên cho người mới bắt đầu và các nhà phát triển có kinh nghiệm.

C/C++ là một ngôn ngữ mạnh mẽ và linh hoạt, cung cấp quyền truy cập cấp thấp vào phần cứng, cho phép các ứng dụng quan trọng về hiệu năng và phức tạp hơn.

MicroPython là ngôn ngữ lập trình dựa trên Python cung cấp cách lập trình bảng đơn giản và trực quan, lý tưởng nếu bạn đã quen thuộc với Python hoặc thích một ngôn ngữ cấp cao hơn. Nếu bạn vẫn thích môi trường Arduino nhưng muốn làm việc với MicroPython, thì chúng tôi đã giới thiệu chi tiết Arduino MicroPython IDE là gì.

Trị giá

Bỏ qua tất cả các bảng sao chép từ các nhà sản xuất bên thứ ba, Raspberry Pi Pico rẻ hơn nhiều so với tất cả các mẫu Arduino Nano đích thực — bao gồm cả mẫu chạy cùng bộ xử lý RP2040 từ Raspberry Pi. Chẳng hạn, Pico tiêu chuẩn chỉ có giá 4 đô la, so với 25 đô la cho mẫu cơ sở Arduino Nano.

Để có chức năng bổ sung, bạn nên sẵn sàng đào sâu hơn vào túi tiền của mình—bất kỳ nền tảng nào bạn chọn.

Khả năng tương thích với phần cứng khác và thư viện hiện có

Cả Pico và Arduino đều có nhiều loại mô-đun và lá chắn phần cứng tương thích có thể mở rộng chức năng của chúng và cho phép tích hợp dễ dàng với các cảm biến, bộ truyền động, màn hình và các thiết bị khác.

Arduino đã xuất hiện từ lâu và có một bộ sưu tập lớn các lá chắn được sử dụng rộng rãi và được ghi chép đầy đủ. Cộng đồng Arduino đã phát triển vô số thư viện mã cho các chức năng khác nhau, giúp dễ dàng tìm thấy mã viết sẵn cho nhiều ứng dụng. Hơn nữa, ngay cả các bo mạch của bên thứ ba cũng tương thích với Arduino, giúp dễ dàng mở rộng quy mô dự án của bạn.

Raspberry Pi Pico có tốt hơn không?

Khái niệm về một bảng “tốt hơn” là chủ quan và phụ thuộc vào các yêu cầu và sự đánh đổi của từng dự án. Mặc dù Raspberry Pi Pico vượt trội về sức mạnh xử lý và các tính năng nâng cao như PIO, nhưng thư viện phần mềm và cộng đồng lớn hơn của Arduino khiến nó trở thành lựa chọn tuyệt vời cho nhiều dự án.