Srovnání robotických platforem
Mini počítače
BeagleBone
- Počítač velikosti kreditní karty s možností spuštění Linuxu
- Cena 89USD což je přibližně 1674Kč
- Procesor AM 335x 720MHz ARM
- 256MB DDR2 RAM
- 3D grafická akcelerace
- 2x PRU 32-bit mikrokontrolery [1]
- Konektory Ethernet, USB, microSD
- 2×46 pinový konektor s vyvedeným seriovým portem , SPI, I2C, CAN, GPIO(65)
- Možnost připojení rozšiřujících desek
- Více na oficiálních stránkách [2]
BeagleBone Black
- Počítač velikosti kreditní karty s možností spuštění Linuxu
- Cena 45USD což je přibližně 846Kč
- Procesor AM335x 1GHz ARM
- 512MB DDR3 RAM
- 2GB flash paměti
- 3D grafická akcelerace (SGX530 Graphics Engine)
- NEON [3] akcelerace pro čísla s plovoucí desetinou čárkou
- 2x PRU 32-bit mikrokontrolery [4]
- Konektory Ethernet, USB, HDMI, microSD
- 2×46 pinový konektor s vyvedeným seriovým portem , SPI, I2C, CAN, GPIO(69)
- Možnost připojení rozšiřujících desek
- Více na oficiálních stránkách [5]
Raspberry Pi model B
- Počítač velikosti kreditní karty s možností spuštění Linuxu
- Cena 35USD což je přibližně 658Kč
- Procesor ARM1176JZ-F 700MHz (s chladičem možnost až 1GHz)
- 512MB SDRAM
- 3D grafická akcelerace (Dual Core VideoCore IV® Multimedia Co-Processor)
- Konektory Ethernet, USB, HDMI, Composite video, 3.5mm jack, SD
- 26 pinový konektor s vyvedeným seriovým portem , SPI, I2C, GPIO(8)
- Možnost připojení rozšiřujících desek
- Velká komunita okolo
Gumstix
- DuoVero
- Procesor Texas Instruments OMAP4430 Dual Cortex™-A9
- Paměť 512MB nebo 1GB RAM
- Grafika integrated POWERVR™ SGX540 graphics core
- Cena 169USD přibližně 3200Kč
- 70 pinový konektor pro rozšíření (nelze připojit přímo kabely na propojení)
- Málo rozšiřujících desek
- Overo
- Různé procesory rychlost až 1GHz
- 512MB nebo 256MB RAM
- Některé mají již bezdrátovou komunikaci
- SD karta pro OS
- Cena 109USD až 229USD přibližně 2050Kč až 4300Kč
- více rozšiřujících desek některé speciálně pro robotiku
- Více na oficiálních stránkách [8]
Intel Galileo
- Procesor Intel® Quark SoC X1000 400Mhz
- Kompatibilní s Arduino Uno R3 rozšiřujícími deskami a také s vývojovým prostředím pro Arduino
- Obsahuje mini-PCI Express slot, 100Mb Ethernet, Micro SD, RS-232, USB, 14 GPIO (6 lze použít jako PWM), 6 pinů ADC, I2C, TWI a SPI
- Více na oficiálních stránkách [9]
Tabulka srovnání klíčových funkcí
Název | Typ a frekvence čipu | Pamět RAM | GPIO | UART | I2C | SPI | CAN | PWM | ADC | USB | Ethernet | Uložiště | Ostatní | Cena |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
BeagleBone | ARM Cortex-A8 720MHz | 256MB DDR2 | 66 | 5 | 2 | 1 | 1 | 8 | 8 | 1 | 10/100 RJ45 | microSD | 1674Kč | |
BeagleBone Black | ARM Cortex-A8 1GHz | 512MB DDR3 | 66 | 5 | 2 | 1 | 1 | 8 | 8 | 1 | 10/100 RJ45 | microSD, eMMC flash 2GB | 846Kč | |
Raspberry Pi model B | ARM11 700 MHz | 512MB | 8 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | Ne | 2 | 10/100 RJ45 | SD | 658Kč | |
Gumstix DuoVero | Dual-core TI Processor 1GHz | 1GB | Ano | 3 | 2 | 2 | Ne | Ano | Ano | Ne | Ne | microSD | Wifi, Bluetooth rozšiřující moduly | 3200Kč |
Gumstix Overo | ARM® Cortex™-A8 až 1GHz | 256MB nebo 512MB | Ano | Ano | Ano | Ano | Ne | 6 | 6 | Ne | Ne | microSD | Velmi malá velikost jako AA baterie | 2000Kč až 4000Kč |
Intel Galileo | Intel® Quark SoC X1000 400Mhz | 512KB SRAM | 14 | 1 | 1 | 1 | NE | 6 | 6 | 1 | 10/100 RJ45 | 512KB for sketch | Není zatim uvedena |
Ano - Platforma danou věc obsahuje, ale nepovedlo se najít bližší specifikaci.
Ne - Platforma danou věc neobsahuje.
Microprocesory
Využití s RTOS jako řídící logika pro HW, která bude obstarávat nízkoúrovňové ovládání a vyčítání senzorů s jednoduchým zpracováním. Nad microprocesorem bude vyšší vrstva zajišťující složitější operace jako zpracování obrazu, lokalizace, plánování atd.
Atmel Arm-based solution
- Lze vybrat různě výkonný HW s různýma periferiema
- Dle typu se cena za evalution kit pohybuje od 39USD do 595USD
- Rychlost od 40MHz po 120MHz
- Možnost 3D akcelerace a FPU
- MCU může mít USB, Ethernet, CAN, TFT LCD řadič atd.
- Nasazení s RTOS nebo Atmel poskytuje zdarma Linuxové distribuce případně Android
- Více na oficiálních stránkách [10]
STM32 discovery kity
- Lze vybrat různě výkonný HW s různýma periferiema
- Dle typu se cena za discovery evalution kit pohybuje okolo 12USD což je přibližně 225Kč
- Rychlost od 32Mhz po 168Mhz
- Možnost FPU
- MCU s vyvedenymi piny, programátorem a pár drobnostmi (akcelerometr, audio senzor atd.)
- MCU může mít USB, Ethernet, CAN atd. pro některé je nutnost koupit další desku případně vytvořit
- Nasazení s RTOS
- Více na oficiálních stránkách [11]
Arduino
- Otevřený HW s propracovaným frameworkem pro snadné používání
- Procesor ATmega většinou na 16MHz některé pouze 8Mhz
- Spousta rozšiřujících desek, které přidávají možnosti jako ethernet, wifi, ovládání motorů atd.
- Cena se pohybuje okolo 400Kč za desku
- Více variant dle velikosti a použitého procesoru
- Velký počet návodů a konstrukcí
- Silná komunita
- Více na oficiálních stránkách [12]
.NET Gadgeteer
- HW s frameworkem založeným na .NET a jazyku C#
- Založený na desce s ARM procesorem buď 72MHz nebo 240Mhz
- Podpora TCP/IP stack, I2C, PWM, SPI, UART, RT hodiny
- 4-bit SD karta
- Využívá Visual C# 2010 či 2012 a .NET Micro Framework
- Spousta připojitelných modulů
- Cena 80USD nebo 119USD což je přibližně 1500Kč nebo 2230Kč
- Více na oficiálních stránkách [13]
Tinkerforge
- Skládá se z kostek které lze na sebe štosovat a každá rozšiřující kostka má svůj jednoduchý úkol jako řízení motorů, serva atd.
- Spojení s počítačem buď usb nebo pomocí rozšiřující kostky bezdrátově či ethernet atd.
- Řídící kostky obsahují arm čipy Atmel ATSAM3S4C
- Cena řídící kostky je 39USD a rozšiřující se pohybují v podobných cenách
- Spousta rozšiřujících kostek
- Nejsou u řídící desky vyvedeny žádné signály kromě štosovacích konektorů a usb
- Možnost programovat v nejrůznějších jazycích C/C++, C#, Java, PHP atd.
- Poměrně nové ještě se dotváří SW
- Více na oficiálních stránkách [14]
Stavebnice
Lego EV3
- Jednoduché použití a rychlá stavba robota
- Procesor ARM9 300 MHz
- Cena v čechách 9999Kč
- Postaveno nad Linuxem lze komunikovat s Applem či Androidem
- Komunikace po uartu s periferiema až 4 senzory
- Možnost 4 motorů s enkodéry
- Obsahuje Wifi, Micro SD, Display a Bluetooth
- Základní senzory jako ultrazvukový dálkoměr, gyroskop, barevný senzor atd.
- Poměrně křehká konstrukce robota a nehodící se k venkovnímu použití
- Jednoduché použití a odstínění od nízkoúrovňových záležitostí
- Více na oficiálních stránkách [15]
Fischer technic
- Stavebnice podobná legu
- Cena stavebnic okolo 4000Kč
- Pro robotiku je zde ROBO TX controller
- Procesor ARM9 200MHz
- 8 univerzálních vstupů, 4 vstupy s počítadly
- 4 motorové výstupy 9V a 250mA
- Možnost rozšíření přes sběrnice I2C nebo RS485
- Displej, USB
- V rámci stavebnic různé senzory a pohonné jednotky
- Vlastní grafický programovací SW
- Více na oficiálních stránkách [16]
Vex Robotics
- Stavebnice podobná merkuru
- Kity obsahují různé počty motorů a typy senzorů
- Postaveno na kostce VEX Cortex Microcontroller
- procesor ST ARM Cortex-M3 90MIPS
- 8 portů pro 3 drátové motory a 2 porty pro 2 drátové motory
- I2C port pro komunikaci se senzory
- UART pro LCD display
- Digital/Analog vstupní piny s interrupty
- Programování robota je řešeno pomocí ROBOTC [17]
- Více na oficiálních stránkách [18]
SoC FPGA + ARM
National Instruments
- myRIO
- Dvoujádrový ARM® Cortex™-A9 667MHz a Xilinx FPGA
- Bezdrátová komunikace, USB, digitální i analogový vstupy a výstupy, akcelerometr, uart
- Existence knihoven a tutoriálů pro snadné použití
- Tvorba programů v LabView pomocí grafického programování a možnosti psaní kódu i v klasických programovacích jazycích
- Více na oficiálních stránkách [19]
Terasic SoCKit board
- Dual-Core ARM Cortex™-A9 800MHz a FPGA Cyclone V SX SoC
- 1GB DDR3 SDRAM pro ARM i FPGA
- Cena 299USD což je přibližně 5600Kč
- Obsahuje slot pro microSD, USB, Ethernet 1000/100/10, display atd.
- Možnost připojení rozšiřujících desek
- Více na oficiálních stránkách [20]
Xilinx Zynq SoC
- Dual-Core ARM Cortex™-A9 a FPGA
- Obsahuje I2C, SPI, CAN, UART, GPIO, USB atd.
- Vysoká cena za vývojový kit 895 USD což je přibližně 16800Kč
- Lze použít Xilinx SDK postavený nad eclipsy
- Vlastní ekosystém s velkou podporou a možností nasazení různých OS
- Více na oficiálních stránkách [21]
SmartPhone
- Dostupné lze použít svůj telefon
- Nutnost použít další elektroniku pro nízko úrovňové ovládání motorů, enkodérů atd.
- Lze vytvářet vyšší logiku ve skriptovacích jazycích jako Python
- Možnost použít frameworky pro snadnější a rychlejší prototypování jako Processing [22]
- Ovládání může být přes mobilní internet případně Wifi
- Vysoký grafický i výpočetní výkon rovnou s displejem
- Není zaručeno, že OS nezamrzne případně můžou nastat velké prodlevy ve zpracování a posílání informací
- Komunikace s nízkoúrovňovou deskou se většinou řeší pomocí bluetooth, wifi či speciálního kabelu, který poskytne sériovou komunikaci
Tablety
- Použití pro vyšší logiku robota
- Vyšší výkon a paměť RAM s rozumnou cenou
- Nižší hmotnost než notebook a snadnější uložení na robota
- Dotykový displej se hodí pro interaktivní ovládání nebo zadávání informací před startem robota případně pro zobrazování údajů během vykonávání
- Nutnost použít další elektroniku pro nízko úrovňové ovládání motorů, enkodérů atd.
- Lze vytvářet vyšší logiku ve skriptovacích jazycích jako Python
- Možnost použít frameworky pro snadnější a rychlejší prototypování jako Processing [23]
- Není zaručeno, že OS nezamrzne případně můžou nastat velké prodlevy ve zpracování a posílání informací
Notebook, Laptop, Ultrabook atd.
- Vysoký výkon procesoru
- Dostatek RAM paměti i úložné paměti
- Nutnost další desky pro nízkoúrovňové ovládání elektroniky s propojením k PC
- Možnost přímo ladit a upravovat kód robota
- Nespočet frameworků pro robotiku
- Lze rozšířit o většinu běžně používaných sběrnic a komunikací přes USB to CAN atd.
- Vlastní napájení, které vydrží v řádu hodin
- Vysoká cena, velikost i hmotnost nutnost většího robota, který tuto zátěž uveze
Routery a jiné s Linuxem
- Využití routerů a jiných hw platforem na které se nahraje linux
- Nižší cena a malá velikost s poměrně dostatečným výkonem
- Běží OS Linux lze použít knihovny, POSIX API a balíčkové služby
- Router má UART, USB porty, GPIO, I2C a LAN porty takže je vhodný na připojení k
- Použitý zástupce Edimax BR-6104KP s frekvencí 175Mhz [24]