Revisión y Resumen de los Mejores Ordenadores de Placa Única

Los ordenadores de placa única ofrecen una forma interesante de comenzar con un proyecto que necesita más potencia de cálculo que un microcontrolador. Ya sea que busques desarrollar algo que tendrá un microprocesador embebido ejecutando un sistema Linux, o estés buscando construir algo de menor volumen y hacer uso de un módulo de procesador embebido, o hacer que el ordenador de placa única sea la base de tu proyecto, hay algo disponible para todos.

Los ordenadores de placa única realmente despegaron con la introducción de la Raspberry Pi en 2012. Los ordenadores de factor de forma pequeño han existido durante mucho tiempo, pero desde el lanzamiento de la Pi hemos visto un aumento masivo en el número de usuarios de tales sistemas. Con el creciente número de usuarios, ha habido una expansión de la comunidad que los rodea, proporcionando un mejor soporte y más opciones para obtener asesoramiento y orientación sobre cómo implementar tus ideas de proyectos. Antes de la Pi, uno de los sistemas más populares era el BeagleBoard. Sin embargo, la Pi ha tenido mucha más influencia en el mercado de ordenadores de placa única, con muchas placas copiando el diseño y la conectividad de la Pi.

Antes de la revolución en las computadoras de placa única, habrías necesitado usar un kit de desarrollo con una implementación de referencia que podría haber sido muy específica para una placa. A menudo, no habrías podido obtener mucho soporte por parte del fabricante o la placa no tenía una comunidad construida a su alrededor. Yo poseía varios kits de desarrollo que soportaban Linux, Android y otros sistemas operativos; sin embargo, a menudo era realmente complicado comenzar un proyecto, al menos con un equipo pequeño, utilizando estos kits. Las computadoras de placa única hoy en día tienen hardware más potente, sistemas operativos modernos y actualizados, y grandes comunidades construidas alrededor de ellas. Una gran ventaja de estos sistemas es la comunidad que mantiene el sistema operativo actualizado y continúa agregando nuevos controladores y soporte de hardware.

He compilado una revisión de computadora de placa única para algunas de las mejores opciones disponibles hoy en día, y por qué podrías querer usarlas para comenzar tu próximo proyecto.

Raspberry Pi 3 Modelo B

Aunque no es el último modelo de Raspberry Pi, el Pi 3 Modelo B es probablemente la computadora de placa única más popular en el mercado actualmente. Si no necesitas todas las capacidades del Raspberry Pi 4, la versión 3 ofrece un precio más bajo y aún así tiene muchas capacidades. El Modelo 3 B tiene Ethernet gigabit; sin embargo, su rendimiento está limitado por su implementación a la velocidad máxima del bus USB 2.0, dándote un rendimiento real de alrededor de 225Mbps, en lugar de los 950Mbps del modelo 4.

En la placa se encuentran todos los periféricos que esperarías de un ordenador: cuatro puertos USB 2.0 de tamaño completo, redes cableadas e inalámbricas, salidas HDMI y LCD, salida de audio estéreo y una interfaz de cámara sobre MIPI. Cada placa de la gama Raspberry Pi tiene un conector IO de 40 pines que saca algunos periféricos de bajo nivel y IO para implementar tu proyecto. Las placas de extensión Pi (llamadas sombreros) se encuentran fácilmente con casi cualquier funcionalidad que puedas desear. La placa utiliza un zócalo de tarjeta microSD para instalar el sistema operativo y almacenamiento interno, lo que permite mucha flexibilidad en términos de capacidad de almacenamiento. Además de la microSD, también puedes montar unidades conectadas por USB, lo que te permite utilizar terabytes de almacenamiento, aunque solo a velocidades USB 2.0.

Como se mencionó anteriormente, el conector Ethernet cableado está limitado por velocidades USB 2.0, lo que probablemente no sea un problema para muchos proyectos del tipo Internet de las Cosas. También obtienes WiFi para operación desconectada. La interfaz de cámara CSI es adecuada para visión por máquina. Sin embargo, el procesamiento de la Pi 3 es solo justo aceptable para aplicaciones básicas. La interfaz de pantalla DSI permite que la Pi se use fácilmente para una interfaz humano/máquina o proyecto tipo quiosco.

Para mí, la principal ventaja de la Raspberry Pi es la comunidad que tiene detrás. Por lo general, puedes encontrar una implementación de algo similar a lo que estás intentando lograr como un proyecto de código abierto, lo cual puede proporcionar un excelente punto de partida. El apoyo de la comunidad es excelente, y hay tantos recursos disponibles para aprender cómo hacer prácticamente cualquier cosa con la Pi.

Raspberry Pi 4

El Raspberry Pi 4 ofrece una conectividad similar al modelo 3, sin embargo, con un nuevo procesador más rápido, Bluetooth 5, Ethernet gigabit real y puertos USB 3.0. Para muchos usuarios de computadoras, el Pi 4 tiene suficiente potencia y capacidad para reemplazar fácilmente una computadora de escritorio. Es más que capaz para la mayoría de las tareas de oficina. Si tu aplicación IoT requiere mucha potencia de procesamiento para aplicaciones como visión por computadora, mucha conectividad o una enorme cantidad de almacenamiento, el Pi 4 es una excelente elección.

El Pi 4 también puede ser un excelente servidor periférico para nodos de recolección de datos IoT de bajo costo. Proporciona una base de datos local/servidor web para que los nodos envíen datos, antes de que los datos se transfieran a servicios en la nube, ofreciendo un sistema altamente confiable que puede soportar conectividad intermitente a la web.

Con las capacidades de procesamiento aumentadas y las opciones de conectividad viene un mayor consumo de energía. El Pi 4 cambió a un conector USB tipo C para la alimentación de entrada para permitir el suministro de 5V/3A sobre el límite de 2.5A del modelo anterior. Además de los requisitos adicionales de energía, el Pi 4 necesita significativamente más refrigeración que el modelo anterior. Mientras que un Pi 3 generalmente puede colocarse en un recinto completamente sellado sin mucho problema, el Pi 4 necesitará una consideración sobre los aspectos térmicos de una implementación sellada.

ODROID C2

ODROID fabrica varios ordenadores de placa única que ofrecen más posibilidades específicas para aplicaciones. Sus productos son más caros que el Raspberry Pi. Sin embargo, tienen algunas posibilidades interesantes con un diseño similar al del Raspberry Pi, y un conector de 40 pines similar. Esto hace que un ordenador de placa única ODROID sea fácil de usar con varios accesorios y placas de expansión diseñadas para el Pi.

El ODROID C2 es un sólido competidor del Raspberry Pi 3B. Es significativamente más rápido y tiene una GPU potente. Además de un procesamiento más rápido, el C2 tiene Ethernet gigabit real y acceso a tarjetas SD. El C2 también tiene algunas características adicionales interesantes en comparación con el Pi, con un receptor IR y un ADC integrado. El ADC integrado podría ser una ventaja significativa para un proyecto que se integre con sensores analógicos.

La comunidad de ODROID es bastante grande, y hay una gama de sistemas operativos disponibles para el C2. Sin embargo, no es tan grande como la comunidad de Pi (ninguna otra comunidad de ordenador de placa única lo es).

ODROID XU4

Como se mencionó anteriormente, ODROID tiene varios factores de forma diferentes. El XU4 se aleja del estilo de Raspberry Pi; sin embargo, es de un tamaño similar. Esta placa cuenta con un procesador octa-core muy potente con la misma GPU que el C2 más un acelerador 3D. Con toda esta potencia de procesamiento, la placa viene completa con un ventilador de enfriamiento y un disipador de calor, ya que necesita ser enfriada activamente bajo cargas moderadas a altas.

Aunque es una computadora de placa única muy potente y capaz, tiene un par de desventajas. A saber, sus pines IO son de 1.8V. Necesitarás usar un conversor de nivel para usar la mayoría de los accesorios y sensores que usarías con otras computadoras de placa única. Dicho esto, si buscas potencia de procesamiento y aceleración gráfica, es una excelente opción.

Similar al C2, el XU4 también tiene un receptor IR y un ADC a bordo. Mientras que el Modelo 4 de Raspberry Pi necesita una fuente de alimentación de 3A, el XU4 recomienda una de 4A debido a su masiva potencia de procesamiento.

Asus Tinker

Asus es un gigante de los ordenadores de escritorio y portátiles, y su entrada en el espacio de las computadoras de placa única es muy interesante. La placa sigue el estilo de Raspberry Pi. Sin embargo, tiene algunas grandes adiciones, como un encabezado de 40 pines codificado por colores. Mientras tanto, carece de USB 3.0, que ahora es una interfaz básica que uno esperaría encontrar en una computadora de placa única, pero proporciona una serie de interfaces estándar a través del encabezado de 40 pines.

La destreza en fabricación e ingeniería de Asus es extremadamente evidente con la copiosa cantidad de componentes en la placa y su densidad. Esto conlleva un aumento significativo en los protocolos de comunicación de bajo nivel en el encabezado de 40 pines en comparación con el Raspberry Pi, que tiende a requerir la implementación de software de muchos protocolos. El Tinker soporta todos los protocolos comunes con múltiples puertos, facilitando la conectividad con sensores digitales y periféricos. El Tinker tiene su propio sistema operativo con sabor a Linux y soporta una amplia gama de otros sistemas operativos Linux.

Banana Pi M64

Banana Pi ofrece una amplia gama de placas compatibles con Pi, pero en este artículo solo veremos la M64. Todos los Banana Pi tienen una excelente ingeniería y una buena comunidad. Banana Pi también tiene una de las redes de distribuidores más grandes después de Raspberry Pi, lo que facilita mucho conseguir uno para probar.

Banana Pi solo tiene dos puertos USB 2.0. Sin embargo, cuenta con WiFi y Bluetooth. Dependiendo de tu proyecto, podría resultarte interesante el micrófono incorporado. Banana Pi es compatible con los sistemas operativos BSD, Linux y Android.

Nanopi Neo4

A diferencia de otras placas que intentan copiar el diseño de Raspberry Pi, el Nanopi hace honor a su nombre y es extremadamente compacto en relación con placas de rendimiento similar. Su menor factor de forma y respetable poder de procesamiento más GPUs hacen que la integración en su producto sea una ruta más viable que usar el Raspberry Pi de tamaño completo. El Nanopi es popular en las comunidades de Hogar Inteligente/Automatización por esto.

A pesar del pequeño tamaño, la placa aún soporta USB 3.0, Ethernet gigabit e interfaces de cámara MIPI CSI, Bluetooth y WiFi. Las interfaces de IO son significativamente más limitadas que otras placas en esta lista, lo que la hace una opción menos ideal para la interfaz con sensores y periféricos no USB.

Una de las características interesantes de esta placa es el reloj en tiempo real. Tener un reloj en tiempo real a bordo te permite poner el sistema en diferentes modos de sueño/modos de bajo consumo en comparación con otras placas de esta lista.

BeagleBone AI

Como se mencionó al inicio del artículo, BeagleBoard fue uno de los primeros ordenadores de placa única populares. El legado ha continuado. Sin embargo, la popularidad de BeagleBone está muy por debajo de la de Raspberry Pi y los compatibles con Pi populares.

El BeagleBone es relativamente caro para la limitada potencia de procesamiento y capacidades que ofrece; sin embargo, las Unidades de Tiempo Real Programables y los subprocesadores M4 podrían hacer que ese costo valga la pena dependiendo del proyecto. En mi opinión, la PRU es donde realmente brilla el BeagleBone. La mayoría de los ordenadores de placa única carecen de cualquier capacidad en tiempo real, y con las unidades de tiempo real programables, puedes realizar tareas como E/S de alta velocidad. Con la interfaz de codificador cuadratura, esto se puede utilizar para conducir servos a tasas de paso increíbles, más allá de lo que un microcontrolador es capaz. Los dos núcleos ARM Cortex M4 pueden permitir la descarga de tareas en tiempo real y un menor consumo de energía para tareas específicas.

LattePanda 4/64

Hablamos sobre cómo el Raspberry Pi 4 puede servir como un reemplazo completo de PC para una oficina típica o un PC doméstico; sin embargo, con Linux como único sistema operativo, podría ser difícil convencer a las personas de probar algo nuevo si están acostumbradas a Windows. El LattePanda 4 funciona con un CPU Intel Quad Core, lo que le permite ejecutar Windows 10 completo.

Esto lo convierte en la única placa en esta lista que puede ejecutar Windows. También es la placa más cara de la lista, pero aún así mucho más barata que un computador. Dicho esto, este también es el modelo de LattePanda más caro. Con un CPU Intel completo, 4GB de RAM, una cantidad decente de almacenamiento flash a bordo y una GPU Intel, esta es una opción interesante. El modelo más barato de la línea tiene 2GB de RAM y 32GB de almacenamiento flash a bordo.

También cuenta con un ATMega32U4, el mismo procesador de 8 bits utilizado por las placas Arduino básicas, que ofrece capacidades básicas de procesamiento en tiempo real. Hay 20 GPIOs del ATMega, y 6 del CPU Intel expuestos. Además de esto, hay 6 conectores "Gravity". Con salidas HDMI y MIPI-DSI, conectar a una pantalla para funcionar como un quiosco o similar es trivial, especialmente con el conector de panel táctil a bordo.

Conclusión

Hemos visto solo una pequeña selección de opciones en esta revisión de computadoras de placa única, y hay muchas más en el mercado. Siento que esta lista debería darte una buena revisión de algunas de las capacidades y opciones que encontrarás en el mercado. Con una gama de capacidades de procesamiento, opciones de conectividad, interfaces y diseños, es probable que encuentres una computadora de placa única que pueda satisfacer tus deseos.

Si solo estás buscando una placa para experimentar, es muy difícil ignorar la serie Raspberry Pi. Con un excelente precio, una enorme comunidad y más tutoriales de los que puedes imaginar, el Pi tiene mucho que ofrecer. Si tu próximo proyecto necesita más conectividad, capacidad de procesamiento o potencia gráfica, entonces una de las otras opciones aquí podría ser perfecta para ti. Estas placas son excelentes plataformas de experimentación. Es fácil acceder a los IO y periféricos para trabajar en una protoboard o construir una placa de expansión personalizada que puede encajar directamente en el ordenador de placa única.

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