Arduino と Raspberry Pi の違い
OS がないマイコンボードか、OS があるコンピュータボードか
- Arduino と Raspberry Pi は、どちらもIoT の試作(プロトタイピング)で世界的によく使われるボードです。
- Arduino は OS を持たないマイコンボード、Raspberry Pi は Linux などの OS を持つコンピュータボード、と OS の有無で見分けます。
- IoT デバイスの基本構成では、どちらも CPU を持つ処理部にあたります。
Arduino とは
Arduino(アルドゥイーノ)は、2005年にイタリアの Massimo Banzi らが開発して販売を始めた、OS を持たないマイコンボードです。電気・電子を専攻する学生が、簡単に手に取って学べる安価な教材として作られました。
オープンソースハードウェアで、設計の情報が無償で公開されています。それまでの PIC マイコンや H8 マイコンよりも、センサやアクチュエータを簡単につなげるので、電気・電子の専門外の人でも手軽に使え、世界中に広まりました。
- OS に対応せず、独自の C 言語や Java などの開発環境を使います。
- センサ類やアクチュエータ類の接続は簡単ですが、インターネットへの接続には別のモジュールが必要です。
- 入門者を含む、メイカーのレベルの人が使う想定です。
Raspberry Pi とは
Raspberry Pi(ラズベリーパイ)は、英国の Raspberry Pi 財団が2012年から開発して販売している、OS を持つコンピュータボードです。Arduino と同じく教育用を意図して作られ、ボード上に ARM プロセッサを載せています。
モニタやキーボードを用意して LAN につなげば、コンピュータの廉価版として使えます。安価なのに高機能で、IoT の試作や少量の量産に使われる場面が増えました。
- Linux などの OS を持ち、Python や Java などで開発します。
- インターネットへの接続は、容易な環境が整っています。センサ類やアクチュエータ類の接続は、マイコンボードほど簡単ではありません。
- Linux などの OS を使える、情報技術者のレベルの人が使う想定です。
違いを表で比べる
| 比べること | Arduino | Raspberry Pi |
|---|---|---|
| 種類 | マイコンボード | コンピュータボード |
| OS | 持たない(OS 非対応) | Linux などの OS を持つ |
| 開発環境 | 独自の C 言語や Java など | Python や Java など |
| センサ・アクチュエータの接続 | 簡単 | マイコンボードほど簡単ではない |
| インターネット接続 | 別のモジュールが必要 | 容易な環境がある |
| 想定する人 | 入門者を含むメイカーのレベル | OS を使える情報技術者のレベル |
| 生まれ | 2005年、イタリア | 2012年から、英国の財団 |
試験での問われ方
IoTシステム技術検定 中級では、第6章「IoTシステムのプロトタイピング」で出ます。もちこ道場の第6章の問題(全51問)のうち、Arduino・Raspberry Pi を扱う問題は7問あります。
- 穴埋め: 「Arduino が世界中で普及している。安価で OS を持ったコンピュータボードの例は」に Raspberry Pi を選ぶ。選択肢には ESP32・Leafony・PIC マイコンが並びます。
- 正しい記述の組み合わせ: 「Arduino は OS に対応していない」「Raspberry Pi は Linux などの OS を持つ」といった a~d から、正しいものだけの組み合わせを選ぶ。
- 不適切な記述を選ぶ: 「Raspberry Pi は OS を持たないマイコンボードである」のように、2つの性質を入れ替えた記述を見抜く。
覚え方
- OS の有無で覚えます。Arduino は OS なしのマイコンボード、Raspberry Pi は OS ありのコンピュータボード。
- 「Pi(パイ)は小さなパソコン」と考えると、Linux や Python、インターネットが得意だと結び付けやすくなります。Arduino は、センサをつなぐ電子工作向けです。
第6章のほかの用語は「第6章 IoTシステムのプロトタイピングの要点」にまとめています。
第6章の問題を2問、解いてみる
もちこ道場の第6章の問題です。演習画面と同じ解説(図解・選択肢ごとの解説)を付けています。
問1
オープンソースハードウェアであるマイコンボードとして世界中で普及しているものにArduinoがあり、安価でOSを持ったコンピュータボードの例としては1が挙げられる。
答えと解説を見る
正解は 4(Raspberry Pi)です。
【概要】
IoTシステムの試作を後押ししたものとして、回路図が公開されたマイコンボードであるArduinoと、OSを備え安価で高機能なRaspberry Piが挙げられる。
【図解】実験的機能
図解は実験的機能です。内容を簡略化しているため、公式テキストの記載と異なることがあります。
【各選択肢の解説】
- 1. ESP32あなたの解答 ESP32はWi-FiとBluetoothを内蔵する低消費電力のマイクロコントローラであり、本問のボードではない。
- 2. Leafonyあなたの解答 LeafonyはArduino互換のマイコンを載せた超小型のオープンソースハードウェアであり、本問の例ではない。
- 3. PICマイコンあなたの解答 PICマイコンは従来から使われてきたOSを持たないマイコンであり、OS付きコンピュータボードの例ではない。
- 4. Raspberry Pi正解あなたの解答 Raspberry PiはLinuxなどのOSを備えた安価で高機能なコンピュータボードであり、本問の例に合う。
問2
IoTデバイスの基本構成において、CPU内蔵のマイコンボードやコンピュータボードのほか、PC、タブレット、スマートフォンなどが当てはまる部分は1である。
答えと解説を見る
正解は 4(処理部)です。
【概要】
IoTデバイスの基本構成のうち処理部は、CPUを持つマイコンボード、コンピュータボード、PC、タブレット、スマートフォンなどが担う部分である。
【図解】実験的機能
図解は実験的機能です。内容を簡略化しているため、公式テキストの記載と異なることがあります。
【各選択肢の解説】
- 1. 入力部あなたの解答 入力部はセンサ類やスイッチ、GPS、カメラなどを含む部分であり、CPUを持つボードが当たる部分ではない。
- 2. 出力部あなたの解答 出力部はモータなどのアクチュエータ類やLCD、LED、スピーカを含む部分であり、本問の部分ではない。
- 3. 通信部あなたの解答 通信部はワイヤレス通信で他の機器やIoTサーバとつながる部分であり、CPUを持つボード自体ではない。
- 4. 処理部正解あなたの解答 処理部はCPUを持つボードやPCなどが担い、プログラムで入力部・出力部・通信部を制御する。
第6章のほかの問題は、ベーシックプランで解けます。まずは登録なしで、第1章の50問を試せます。
よくある質問
Arduino と Raspberry Pi は、どちらも処理部ですか?
はい。IoT デバイスの基本構成のうち、CPU を持つマイコンボードやコンピュータボードが担う部分が処理部です。センサ類は入力部、アクチュエータ類は出力部、無線などで外とつながる部分は通信部で、処理部が全体を制御します。
どちらもオープンソースハードウェアですか?
教科書では、Arduino がオープンソースハードウェアの代表例です。設計の情報を無償で公開し、他者が使えるようにしている機器のことです。Raspberry Pi は、OS を持つ安価なコンピュータボードとして並べて説明されます。
ESP32 や PIC マイコンは、どちらの仲間ですか?
教科書の分類では、OS を持たないマイコンボードの側です。PIC マイコンは従来から使われてきた OS を持たないマイコン、ESP32 は Wi-Fi と Bluetooth を内蔵する低消費電力のマイクロコントローラです。OS を持つコンピュータボードとして出るのは Raspberry Pi です。
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