ESP32 vs. Arduino Uno: Welches sollten Sie nehmen?

Wenn Sie mit Mikrocontrollern anfangen, können Sie etwas über ESP32 vs. Arduino Uno lesen. Eines ist ein schickes Board, das bis zum Rand mit Funktionalität gefüllt ist. Das andere ist ein ikonisches Werkzeug, das unzählige Robotiker auf der ganzen Welt inspiriert hat. Hier sehen wir uns sowohl ESP32 als auch Arduino Uno an, um zu sehen, welches Sie wählen sollten.

Was ist ein Mikrocontroller?

Ein Mikrocontroller ist ein winziger Computer auf einem Chip. Dieser Computer ist mit Stiften, Steckern und/oder anderen Metallteilen verbunden, die als „Peripheriegeräte“ bezeichnet werden und Ein- und Ausgänge liefern und empfangen.

Sowohl der Arduino Uno als auch der ESP32 haben Metallteile, die genau das tun. Aber der Arduino hat Buchsenleistenstifte, die auf die Metallenden der Steckerleistenstifte beißen. Auf der anderen Seite hat der ESP32 normalerweise männliche Header-Pins, die das Gegenteil bewirken.

Was ist ein Arduino Uno?

Für viele Bastler ist der Arduino Uno (oder einer seiner billigeren chinesischen Imitate) die erste Einführung in Mikrocontroller und eingebettete Systeme. Es ist eine billige Maschine, zuverlässig genug, um rund um die Uhr zu laufen, und langlebig genug, um in den Händen der meisten ungeschickten, unerfahrenen Schüler brauchbar zu bleiben.

Der Arduino Uno ist das bekannteste aller Arduino-Produkte. Es ist als Lernhilfe für Elektronikstudenten gedacht. Heutzutage sollte der Arduino Uno, den Sie in den Läden sehen, die R3-Version sein oder dritte Überarbeitung des ursprünglichen Arduino Uno.

Vorteile

1. Herausnehmbarer Mikrocontroller-Chip: Der Arduino Uno wird mit einem herausnehmbaren ATmega328P-Mikrocontroller-Chip geliefert. Mit nur einer Pinzette können Sie den Chip buchstäblich einfach von der Platine ziehen. Das ist nützlich, wenn Sie den Chip nach 10.000 Speicherschreibvorgängen abgenutzt haben.

2. Hat viele Schilde: Ein Schild ist ein separates Board, das auf das Arduino-Board passt, um ihm mehr Funktionalität zu verleihen. Sie können eine haben Motorschild der beispielsweise als Treiber für mehrere Motoren fungiert, oder die drahtlose Verbindung mit dem Wi-Fi-Schild.

3. Dahinter steckt eine Gemeinschaft: Da es von der ersten Firma hergestellt wird, die die ersten Entwicklungsboards für Bildungszwecke herstellt, gibt es bereits eine große Community rund um das Arduino Uno. Es gibt Branchen, Unternehmen und sogar einzelne Bastler, die sich um dieses Board und das gesamte Konzept von Arduino drehen.

Nachteile

1. Es ist machtineffizient: Während Arduino Uno gut für Anfänger ist, frisst es zu viel Strom. Das meiste davon geht an die Dinge, die es für Studenten haltbar machen. Es ist nicht besonders das beste Board, um mit einer Batterie betrieben zu werden, auch wenn es die Arbeit erledigt.

2. Nicht genug Stifte: Jeder, der größere Projekte auf dem Arduino gemacht hat, kennt den Schmerz. Mit nur 14 digitalen I/O-Pins gibt es nur begrenzt viel zu tun, nachdem Sie ein 16×2-LCD-Display hinzugefügt haben.

3. Schwer zu entfernende gebrochene Stiftleistenstifte: Es ist kein universelles Problem, aber wenn es eines wird. Wenn ein männlicher Kopfstift bricht und stecken bleibt, wird es mühsam sein, ihn herauszunehmen. Sicher, es kommt selten vor, aber die Wahrscheinlichkeit, dass es passiert, steigt tendenziell in einem Klassenzimmer, wenn mehr dieser Tafeln zwischen den Händen der Schüler herumgereicht werden.

Was ist ein ESP32?

Das ESP32 ist möglicherweise der nächste Schritt zum Studium eingebetteter Systeme und hat alles – solange Sie wissen, wie man es benutzt. Das Board verfügt über Wi-Fi-Konnektivität, Bluetooth und über 30 E/A-Pins, um so viele Module wie möglich aufzunehmen. Es ist ein Biest unter den Bastlerboards und klein genug, um in eine winzige Schachtel zu passen.

Eigentlich ist das ESP32 nicht nur ein einzelnes Board. Es ist eine Reihe von Boards, die von Espressif entwickelt wurden. In den meisten Fällen spielt die Art des Boards keine Rolle, da sie mehr oder weniger gleich sind, insbesondere für Anfänger. Aber hier sprechen wir über den NodeMCU32S, der auf dem NodeMCU-Framework aufbaut.

Vorteile

1. Weitere I/O-Pins: Im Vergleich zum Arduino Uno kann der ESP32 mehr Sensoren und Module aufnehmen, da er mehr GPIO-Pins hat. Dies bedeutet auch, dass es mehr PWM- und analoge Pins hat.

2. Viel billiger: Der ESP32 ist auch viel billiger – tatsächlich ist er etwa fünfmal billiger als der Arduino Uno, selbst wenn Sie den Preis für das Wi-Fi-Shield nicht einbeziehen. Für ein Board mit der doppelten Anzahl an GPIO-Pins ist das ziemlich beeindruckend.

3. Integrierte Wi-Fi- und Bluetooth-Unterstützung: Es ist vielleicht der Hauptgrund, auf ESP32 umzusteigen. Mit der integrierten Interkonnektivitätsunterstützung können Sie Informationen drahtlos senden, ohne Abschirmungen kaufen zu müssen. Auf diese Weise können Sie bei Ihren ESP32-basierten IoT-Projekten Hardwarekosten und Akkulaufzeit sparen.

Nachteile

1. Der Boot-Button: Leider ist das ESP32 nicht perfekt. Du haben um jedes Mal, wenn Sie Code hochladen, die Boot-Taste zu drücken. Das sollte zwar kein großer Deal-Breaker sein, aber es ist definitiv ein Ärger, besonders wenn Sie noch lernen, wie man programmiert.

2. Es verwendet eine 3,3-V-Logik: Eine 3,3-V-Logik bedeutet, dass jeder Pin eine „1“ oder „high“ registriert, wenn er 3,3 Volt erreicht. Es bedeutet auch, dass 5 Volt an einem Stift ihn töten werden. Leider funktionieren einige Module bei 3,3 Volt nicht richtig, was die Auswahl an Modulen trotz der größeren Anzahl von Pins einschränkt.

3. Die Pinbelegung ändert sich je nach Board: Um genau zu sein, ist der ESP32 nur ein Chip. Die Pinbelegung kann sich je nach Design ändern. Einige haben zum Beispiel nicht einmal programmierbare interne LEDs, und andere haben möglicherweise nicht einmal Befestigungslöcher.

Was sie gemeinsam haben

Lassen Sie uns mit dem Wissen um die Unterschiede zwischen ESP32 und Arduino Uno über ihre Gemeinsamkeiten sprechen.

Codierungsstandards

Zunächst einmal unterstützt die Arduino IDE beide Boards. Sie könnten den gleichen Blink-Code auf jedes Board hochladen, und auf der Ausgangsseite gäbe es nichts anderes.

Das Beste an diesen Boards ist vielleicht, dass sie mit jeder Sprache funktionieren, solange die IDE sie unterstützt. Ob Sie verwenden OpenMV oder PlatformIO, beide Boards können MicroPython sofort ausführen!

Hardware

Als nächstes unterstützen beide Boards die gleiche Hardware, solange sie:

• Unterstützt sowohl 3,3-V- als auch 5-V-Logik
• Sind keine dedizierten Schilde

LEDs, Potentiometer und Widerstände sind gute Beispiele für Hardware, die sich nicht darum kümmert, ob es 3,3 V oder 5 V sind. Sie funktionieren, solange Strom durch sie fließt.

Andererseits stört viele Sensoren die Spannungsdifferenz nicht. Dazu gehören die gebräuchlichsten, die Sie in Sensor-Bundle-Kits finden würden. Einige tun dies jedoch, daher ist es besser, die Schaltpläne zu überprüfen, wenn sie 3,3 V, 5 V oder beides verwenden.

Energieversorgung

Schließlich, und wahrscheinlich das kritischste, ist die Stromversorgung. Beide Boards können 5 Volt und 500 mA von einer USB-Port-Stromversorgung und etwas mehr verarbeiten – das heißt, solange sie durch die geregelten Ports gehen.

Beim Arduino Uno ist das der Typ-B-USB-Anschluss. Und beim ESP32 ist das der Micro-USB-Anschluss. In diesen Ports befindet sich ein Regler, der nur das zulässt, was die jeweiligen Boards benötigen.

Beide unterstützen auch ungeregelte Stromversorgungsquellen. Der „Vin“-Stift in jeder Platine soll so viel Strom aufnehmen, wie er benötigt, aber Sie müssen die Elektrizität in diesem Pin regulieren oder riskieren, die Platine zu beschädigen.

Wie können Sie wissen, was Sie wirklich brauchen?

Wir sind jetzt beim wichtigen Teil. Soll es der Arduino Uno sein? Oder soll es das ESP32 sein?

Trotz seines Preises und des Fehlens zusätzlicher Pins und Funktionen sollte jeder Elektronikstudent zumindest in einen Arduino Uno investieren. Es ist ein Brett für Schüler, die wahrscheinlich unterwegs etwas kaputt machen würden.

Auf der anderen Seite sollten die Erfahreneren das ESP32 wegen seiner zusätzlichen Funktionen ausprobieren. Es sollte nicht von denen gelesen werden, die keine Schaltpläne lesen können, geschweige denn von einem Neuling, der nicht weiß, wie das Ohmsche Gesetz funktioniert.

Häufig gestellte Fragen