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什麼是RPi/Arduino介面轉板?選購眉角為何?

作者:陸向陽

許多Maker都知道Arduino,也知道Raspberry Pi(RPi),但稍微眼尖的人可能有發現,電子賣場或網路商店上,有一種東西叫「Raspberry Pi Arduino介面轉換板」,且不只一家在做,很多家都有在做,價格也不一,這到底是個什麼東西呢?

其實,這是因為Arduino的生態系統上,已經有為數眾多的功效擴充電路板,這類的小型電路板,在Arduino領域的稱法為Shield(若是在BeagleBoard則稱為Cape)。相對地,RPi雖然也有自己的GPIO接腳,但卻尚未累積夠多可用的Shield,與Arduino相比數目遠遠不如。

所以,人們就想到將RPi的GPIO接腳進行轉換,轉換成Arduino的接腳排列型式與尺寸,如此就可以讓RPi使用Arduino的Shield,因而有這類的轉換板(或簡稱轉板)出現。

為何RPi的擴充板數目不如Arduino呢?

為何RPi的擴充板數目不如Arduino呢?筆者推測有幾個原因,一是RPi太晚問世,Arduino於2005年就起步,但RPi是2012年起步,差距有7年,不過Arduino初期發展並不快,真正明顯成長約自2008年開始,但也比RPi快4年。

另一個原因是Arduino比較簡單,學完控制語法與體驗簡單的I/O操控後,緊接著幾乎都是要用到Shield,所以Shield很發達。相對地,RPi則著重多種應用訴求,例如純當媒體播放器,這類應用什麼都不用學,只要會操作就好;或者只把RPi當成Windows外的另一種圖形介面電腦來用;或者用RPi來架設伺服器,這時候就必須學Linux。

RPi若真的要採行如Arduino般,用來操控電子零件與機械零件,則需要學習Python程式語言,這只是多種RPi的應用之一,很多RPi用戶不見得有進行此種應用,甚至很多只是拿RPi攝影機、觸控面板等套件進行應用,也沒用及GPIO。

加上RPi價格比Arduino貴,銷量仍不如Arduino,以投資效益而言,協力業者多會優先開發、推行Arduino用的Shield,RPi的順位也就被挪後,導致RPi專用的功效擴充電路板,遠不如Arduino多。

選用轉換板有眉角

單單一個轉換電路板,也是有很多學問與變化的。

單單一個轉換電路板,也是有很多學問與變化的。

轉換板的功效就這麼簡單,讓RPi的GPIO轉變成類似Arduino的GPIO,使其能接軌、善用廣大的Arduino Shield,如此而已。但是,轉換板價格差距挺大,其實是有高下之分的。

最簡單的轉換板就是直接把RPi GPIO轉成Arduino GPIO,若想使用本來的RPi GPIO接腳排列,就只能把轉換板拔起來。而比較好一點的轉換板,已經考慮到Maker可能會回用RPi GPIO排列,為了省去插拔的麻煩,轉換板上同時提供原有RPi GPIO排列,也提供Arduino GPIO排列。

更進一步地,轉換板只是提供接腳相容,有的轉換板順帶提供軟體函式庫,函式庫的使用語法類似Arduino的語法,只需簡單改寫操控程式就可以從Arduino轉換到RPi。

另外,有的轉換板已經在上頭內建一些電子功效電路,讓Maker方便取用;或者提供一些矩陣穿孔,讓Maker延伸開發自己要的電路;或提供一些跳線帽(Jumper)讓Maker自行決定每一個GPIO接腳是要轉換或不轉換。

因此,單單一個轉換電路板,也是有很多學問與變化的,選購時必須仔細權衡需要,不能單看便宜來選購。

轉板範例

1. 有附ArduPi 函式庫RaspBerry Pi Arduino 介面轉換板

2. 已提供一些電子元件的轉換板:MotoPiduino(by Motoduino)

3. 有現成穿孔可發揮運用的轉換板

4. 保有原來RPi接腳,並提供Arduino接腳,並有一些現成可用電路的轉換板

陸向陽

陸向陽

從電子科系畢業後,即以媒體人的角色繼續這段與「電子科技」的不解之緣。歷任電子技術專書作者、電子媒體記者、分析師等角色,並持續寫作不殆。近來投入Arduino、Raspberry Pi等開放硬體的研究與教程介紹。
陸向陽

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