Arduino vs. Raspberry Pi vs. Microbit

Was ist Arduino?

Wer hat Arduino erfunden?

Was ist Raspberry Pi?

Was ist Microbit?

Wann wurde Microbit erfunden?

Wie funktioniert Arduino?

• Programmierung: Zum Schreiben Ihres Codes wird die Arduino IDE (Integrated Development Environment) verwendet.
• Code hochladen: Die Arduino-Platine wird sofort mit dem Code aktualisiert.
• Eingabe- und Ausgabegeräte: Schließen Sie Eingabegeräte wie Tasten und Sensoren sowie Ausgabegeräte wie LEDs und Motoren an.
• Ausführung: Bis es ausgeschaltet wird, führt die Arduino-Platine den hochgeladenen Code bei jedem Einschalten aus.

Wie wird Arduino programmiert?

1. Code schreiben:
   • Mit der Programmiersprache Arduino entwerfen Sie Ihre eigenen Arduino-Skizzen oder -Programme.
   • Die Sprache ist speziell für die Arduino-Entwicklung konzipiert und basiert auf C++.
   • Um das Verhalten Ihrer Arduino-Platine festzulegen, z. B. das Empfangen von Eingaben (wie Sensordaten) und das Verwalten von Ausgaben (wie LEDs und Motoren), schreiben Sie Code.
2. Arduino-Software (IDE):
   • Ein Desktopprogramm namens Arduino IDE (Integrated Development Environment) ist mit der Arduino-Platine verbunden.
   • Es funktioniert unter Linux, Windows und Mac.
   • Es steht auf der offiziellen Arduino-Website zum Download bereit.
3. Erstellen einer Skizze:
   • Sie öffnen die IDE und wählen Datei > Neu, um eine neue Zeichnung zu beginnen.
   • Sie schreiben Ihren Code im Texteditor, der mit der Dateierweiterung .ino gespeichert wird.
4. Code hochladen:
   • Verwenden Sie USB, um Ihr Arduino-Board mit Ihrem PC zu verbinden.
   • Gehen Sie in der IDE zu Tools > Board und Tools > Port und wählen Sie den entsprechenden Boardtyp und Port aus.
   • Um Ihren Code auf das Arduino-Board hochzuladen, klicken Sie auf die Schaltfläche „Hochladen“.
   • Der hochgeladene Code wird vom Mikrocontroller des Boards ausgeführt.
5. Debuggen und Iterieren:
   • Die IDE gibt Ihnen hilfreiche Benachrichtigungen, wenn Ihr Code Fehler enthält.
   • Bis Ihre Skizze wie beabsichtigt funktioniert, können Sie sie verfeinern, iterieren und verbessern.
6. Bibliotheken und Beispiele:
   • Zur Verwendung in Ihren Projekten hat die Arduino-Community eine große Anzahl von Bibliotheken (vorgefertigter Code) erstellt.
   • Sie können verschiedene Funktionen studieren und damit experimentieren, indem Sie die integrierten Beispiele in der IDE verwenden.
7. Hardware-Interaktion:
   • Die an die Platine angeschlossene Hardware (Aktoren, Sensoren usw.) kommuniziert mit Ihrer Arduino-Skizze.
   • Damit können Sie Servos bewegen, Sensorwerte lesen und LEDs steuern.

Wie funktioniert Raspberry Pi?

1. Raspberry Pi einschalten: Die Bootloader-Software auf der SD-Karte wird von der CPU ausgeführt, sobald das Gerät eingeschaltet wird.
2. Betriebssystem laden: Anschließend wird das Betriebssystem vom Bootloader von der SD-Karte in den RAM geladen.
3. Desktop-Oberfläche: Das Betriebssystem stellt eine Desktop-Einstellung bereit, von der aus Sie Programme ausführen, Dateien verwalten und den Raspberry Pi konfigurieren können.
4. Peripheriegeräte anschließen: Um eine Tastatur, eine Maus, einen Monitor und andere Geräte anzuschließen, verwenden Sie USB-Anschlüsse und HDMI.
5. Programmierung und Interaktion: Sie können Code schreiben, um die E/A-Pins des Raspberry Pi zu steuern, mit Sensoren und Aktoren zu interagieren, Projekte zu erstellen und sogar Spiele und Anwendungen mit Ihrer bevorzugten Programmiersprache und Ihren bevorzugten Bibliotheken zu entwickeln.

Wie steuert man Raspberry Pi ferngesteuert?

• Sie können SSH verwenden, um aus der Ferne auf die Befehlszeilenschnittstelle des Raspberry Pi zuzugreifen.
• Stellen Sie über seine IP-Adresse mithilfe eines SSH-Clients (wie PuTTY unter Windows oder dem Terminal unter macOS/Linux) eine Verbindung zu Ihrem Raspberry Pi her.
• Aus der Ferne können Sie Ihren Pi steuern, Dateien ändern und Befehle ausführen.

• Für den Fernzugriff bietet VNC eine grafische Benutzeroberfläche.
• Richten Sie einen VNC-Server auf Ihrem Raspberry Pi ein (z. B. TightVNC oder RealVNC).
• Um eine Remote-Desktop-Verbindung mit dem Raspberry Pi herzustellen, verwenden Sie einen VNC-Viewer auf Ihrem PC oder Mobilgerät.

• Installieren Sie TeamViewer auf dem PC, mit dem Sie Ihren Raspberry Pi steuern möchten, sowie auf dem Raspberry Pi selbst.
• Um eine Remote-Verbindung herzustellen und den Desktop des Pi zu bedienen, verwenden Sie TeamViewer.

• Installieren Sie die RaspController-App auf Ihrem Mobilgerät.
• Verwenden Sie mobile Daten oder WLAN, um eine Verbindung zu Ihrem Raspberry Pi herzustellen.
• Sie können die CPU-Auslastung überwachen, GPIO-Pins steuern und vieles mehr.

• Um externen Zugriff auf Ihren Raspberry Pi zu ermöglichen, konfigurieren Sie die Portweiterleitung in Ihrem Netzwerk.
• Nutzen Sie Onlinedienste wie SSH, VNC und andere.

Wie funktioniert Microbit?

1. Code schreiben und hochladen: Erstellen Sie mit dem benutzerfreundlichen Editor den Code, der dem Microbit sagt, was er tun soll. Verwenden Sie anschließend die USB-Verbindung, um ihn in den Speicher des Microbit zu übertragen.
2. Codeausführung: Nachdem Ihr Code gelesen wurde, beginnt der Mikrocontroller, ihn Zeile für Zeile auszuführen.
3. Die Welt erfassen: Die Sensoren erfassen Daten über Bewegung, Ausrichtung und Lichtstärke der Umgebung.
4. Entscheidungsfindung: Der Microbit entscheidet auf Grundlage Ihres Codes und der Daten der Sensoren, was zu tun ist und wie es zu tun ist.
5. Ausgabeaktionen: Sie können über die Bluetooth-Verbindung mit anderen Geräten interagieren, das LED-Display zeigt Animationen an und die Tasten reagieren auf Ihre Berührung.

Arduino vs. Raspberry Pi vs. Microbit

• Open Source: Durch die Unterstützung von Open-Source-Hardware und -Software tragen alle drei Plattformen zur Schaffung eines florierenden Entwickler- und Kreativ-Ökosystems bei.
• Bildungsschwerpunkt: Ihre benutzerfreundlichen Oberflächen, anfängergerechten Tutorials und die Vielfalt an Projektideen erleichtern das Lernen.
• DIY-Geist: Im Kern fördern Tüfteln und Experimentieren praktische Entdeckungen und fantasievolle Problemlösungen.

• Komplexität: Arduino ist eher einfach gehalten und daher ideal für einfache LED-Ausgabe und Sensoreingabe. Raspberry Pi eröffnet Möglichkeiten für komplexe Aufgaben, da es ein tieferes Verständnis von Software und Betriebssystemen erfordert. Microbit füllt diese Lücke, indem es Drag-and-Drop-Codierung bietet, die für Anfänger einfach zu verwenden ist, und textbasierte Programmierung, wenn die Fähigkeiten der Benutzer sich weiterentwickeln.
• Verarbeitungsleistung: Arduino ist ein Mikrocontroller, bei dem praktische Erfahrungen im Vordergrund stehen. Raspberry Pi ist ein vollwertiger Computer, der komplexe Betriebssysteme und Programme ausführen kann. Microbit bietet mehr Rechenleistung als Arduino, aber weniger als Raspberry Pi und liegt damit in der Mitte.
• Konnektivität: Sensoren und grundlegende Peripheriegeräte sind die wichtigsten Geräte, mit denen Arduino eine Verbindung herstellt. Mit seinen Wi-Fi-, Bluetooth- und USB-Schnittstellen kann Raspberry Pi eine Verbindung zu einer Vielzahl von Geräten herstellen, auf das Internet zugreifen und ferngesteuert werden. Microbit bietet über Add-Ons und Bluetooth für die drahtlose Kommunikation eine eingeschränkte Internetkonnektivität.

Wo wird Arduino verwendet?

• Prototyping und Tüfteln: Mit Arduino können Schüler und Laien auf einer kostengünstigen und leicht zugänglichen Plattform mit Elektronik und Programmierung experimentieren, was Kreativität und Problemlösungsfähigkeiten fördert.
• MINT-Bildung: Arduino lässt sich problemlos in MINT-Lehrpläne (Mathematik, Informatik, Naturwissenschaft und Technik) integrieren und bietet Schülern eine praktische, spannende Erfahrung mit abstrakten Ideen wie Schaltkreisen, Sensoren und Codierung.
• Robotik und Automatisierung: Arduino ist unverzichtbar für den Bau einfacher Roboter, wie zum Beispiel Linienfolgemaschinen und Roboterarme, die Schülern die Prinzipien der Robotik beibringen.

• Interaktive Kunstinstallationen: Arduino eignet sich aufgrund seiner Fähigkeiten zur Umwelterfassung und Reaktion perfekt für die Kombination von Technologie und Kreativität in interaktiven Kunstinstallationen.
• Musik- und Tonerzeugung: Arduino kann zur Steuerung von Lautsprechern, LEDs und anderen Teilen verwendet werden, um Soundeffekte, Musik und sogar Musikinstrumente zu erzeugen.
• Interaktive Spiele und Spielzeuge: Arduino kann zur Erstellung von Leuchtspielen, bewegungsaktivierten Spielzeugen und sogar einfachen Arcade-Automaten verwendet werden.

• Hausautomation: Mit Arduino können Sie eine Smart-Home-Umgebung mit Fernsteuerung und automatisierten Routinen für Ihre Lichter, Haushaltsgeräte und andere Gadgets erstellen.
• Umweltüberwachung: Mit Arduino können Luftqualitätssensoren, Wetterstationen und andere Systeme gebaut werden, die die Umwelt überwachen. Diese Systeme können aufschlussreiche Daten liefern.
• Landwirtschaft und Ackerbau: Arduino kann Geräte in Gewächshäusern und auf Bauernhöfen steuern, Bewässerungssysteme automatisieren und Bodentemperatur und -feuchtigkeit überwachen.

Wo wird Raspberry Pi verwendet?

• Filme und Fernsehsendungen streamens: Machen Sie Ihren Raspberry Pi zu einem dedizierten Mediencenter, indem Sie Netflix, Hulu, Kodi und andere Dienste zur Streaming-Bibliothek Ihres Wohnzimmers hinzufügen.
• Musik hören: Für ein besseres Audioerlebnis schließen Sie ihn an ein Lautsprechersystem an oder verwenden Sie seinen Audioanschluss, um Ihre Lieblingssongs abzuspielen.
• Videospiele und Emulation: Spielen Sie Open-Source-Spiele oder nutzen Sie Emulatoren, um neue unabhängige Titel oder Vintage-Retro-Spiele zu spielen.

• Programmieren: Python und Scratch sind zwei sehr zugängliche und leicht zugängliche Programmiersprachen. Der Raspberry Pi ist ein hervorragendes Werkzeug zum Erlernen dieser Sprachen.
• Robotik und Automatisierung: Erstellen Sie mithilfe von Sensoren, Elektronik und Code automatisierte Projekte wie Drohnen und Roboter.
• MINT-Bildung: Machen Sie MINT-Konzepte greifbar und interaktiv, indem Sie Schülern Elektronik, Codierung und Problemlösung auf unterhaltsame und spannende Weise näherbringen.

• Lichter und Geräte steuern: Mithilfe verknüpfter Relais und Software können Sie die Beleuchtung, Ventilatoren, Thermostate und andere Geräte Ihres Hauses automatisieren.
• Sicherheit und Überwachung: Erstellen Sie Ihr Sicherheitssystem mit einem Raspberry Pi, um Bewegungssensoren, Kameras und Alarme zu bedienen.
• Home Assistant: Erstellen Sie einen sprachaktivierten Open-Source-Smart-Home-Assistenten mit personalisierten Funktionen, wie Google Home oder Amazon Echo.

Wo wird Microbit verwendet?

• Interaktive Spiele und Spielzeuge: Mit dem Microbit können Sie unterhaltsame, leuchtende Spiele, bewegungsgesteuerte Spielzeuge oder interaktive Tests erstellen, die Kreativität und Problemlösungsfähigkeiten fördern.
• Animationen und Lichtshows: Lassen Sie Ihrer Fantasie und Ihrem künstlerischen Ausdruck freien Lauf, indem Sie mit der LED-Anzeige Animationen, Textnachrichten oder sogar einfache Lichtanzeigen erstellen.
• Musik & Sounddesign: Steuern Sie mit den Audiofunktionen des Microbit LEDs, Lautsprecher und andere Teile, um Musik, Soundeffekte oder sogar einfache Instrumente zu erzeugen.

• Fitnesstracker und Wearables: Nutzen Sie Technologie in Ihrem täglichen Leben, indem Sie Ihr eigenes Wearable oder Ihren eigenen Fitnesstracker erstellen, der Schlafmuster verfolgt, die Herzfrequenz misst oder Schritte zählt.
• Umweltüberwachung: Bauen Sie mit den Sensoren des Microbit Wetterstationen, Luftqualitätsmonitore oder Wasserqualitätsmonitore, um das Bewusstsein für Umweltprobleme zu schärfen.
• Unterstützende Technologien: Nutzen Sie die Vielseitigkeit des Microbit, um grundlegende Tools zu erstellen, die Menschen mit Behinderungen helfen, wie z. B. Zugänglichkeitsschalter, Kommunikationshilfen und Erinnerungsgeräte.

• Prototyping und Testen: Nutzen Sie die Erschwinglichkeit und Benutzerfreundlichkeit des Microbit, um schnell Konzeptprototypen zu erstellen und Funktionen zu testen, bevor Sie sie auf größere Systeme übertragen.
• Erfassung und Analyse von Sensordaten: Nutzen Sie die Sensoren des Microbit, um Umweltdaten wie Temperatur, Lichtintensität oder Geräuschpegel zu erfassen und diese dann für wissenschaftliche Zwecke zu analysieren.
• Citizen Science und Gemeinschaftsprojekte: Nutzen Sie die Portabilität und Zugänglichkeit des Microbit, um Gemeinschaften in Citizen Science-Initiativen wie die Verfolgung von Wildtieren oder die Überwachung der Luftqualität einzubeziehen.

Fazit