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Raspberry Pi 與 Arduino:2026 年實際專案比較

最初發布於 Jul 14, 2026, 更新於 Jul 14, 2026

4 分鐘

目錄
  • Arduino 與 Raspberry Pi:核心差異
  • Arduino 與 Raspberry Pi 比較表
  • 什麼是 Arduino?
  • 什麼是 Raspberry Pi?
  • 初學者該選 Arduino 還是 Raspberry Pi?
  • Raspberry Pi 與 Arduino:依實際專案選擇合適的開發板
  • 機器人專案該選 Arduino 還是 Raspberry Pi?
  • IoT 專案該選 Arduino 還是 Raspberry Pi?
  • Arduino、Raspberry Pi 與 ESP32 比較
  • Arduino 與 Raspberry Pi 的程式設計差異
  • Arduino 與 Raspberry Pi 成本比較
  • 初學者使用 Arduino 與 Raspberry Pi 的常見錯誤
  • Raspberry Pi 與 Arduino 常見問題
  • 結論

注意

快速解答:

  • 選擇 Arduino:適合機器人控制、感測器、低功耗裝置,以及需要精準控制迴圈的直接硬體層級互動。
  • 選擇 Raspberry Pi:適合 AI 推論、Linux 應用程式、多媒體、網路功能,以及任何需要完整作業系統的用途。

如果您搜尋過 Arduino 與 Raspberry Pi 的比較,可能已經看過十幾篇只把規格並排列出,卻沒有說明哪些差異真正會影響專案的文章。本指南則有所不同。

無論您正在製作機器人手臂原型、部署 IoT 感測器網路、打造居家自動化系統,或只是剛開始接觸 DIY 電子製作,所選的開發板都會影響專案的運作方式、負載下的表現,以及後續擴充能力。Arduino 與 Raspberry Pi 都價格實惠且適合初學者,但兩者解決的問題截然不同;選錯開發板,會浪費時間與金錢。

本指南提供實際專案例子,協助您為不同任務選擇合適的開發板,並包含完整比較表、機器人與 IoT 的專門分析、各開發板適用情境的明確說明,以及真正有效的初學者學習路徑。讀完後,您就能清楚做出選擇。

Arduino Uno R4 與 Raspberry Pi 5

圖:Arduino Uno R4 微控制器開發板與 Raspberry Pi 5 單板電腦

Arduino 與 Raspberry Pi:核心差異

多數比較著重於時脈速度與 RAM 等規格,但真正的差異在於架構:一個是微控制器,另一個則是完整的電腦。一開始就理解這項差異,能避免初學者最常犯的錯誤。

摘要

Arduino 就像人體的反射系統。手碰到滾燙的爐面時,甚至在大腦感受到疼痛之前就會縮回。這是一種低延遲的硬體層級反應,中間沒有軟體層介入。

Raspberry Pi 就像大腦。它能思考、規劃、連上網際網路、處理影像,並做出複雜的多步驟決策;但它需要時間開機,也無法保證 GPIO 能在微秒等級內回應。

兩者沒有孰優孰劣,只是解決不同的問題。許多進階專案會同時使用兩者:Arduino 負責快速、直接的硬體互動,而 Raspberry Pi 則管理邏輯、使用者介面、網路連線與資料記錄。

Arduino 與 Raspberry Pi 比較

圖:Arduino 是低延遲硬體回應系統;Raspberry Pi 則如同運算大腦,負責智慧化的網路連線與處理工作

Arduino 與 Raspberry Pi 比較表

下表涵蓋最重要的技術與實務差異,可在您做決定時作為快速參考。

項目Arduino Uno R4Raspberry Pi 5(4 GB)
類型微控制器開發板單板電腦(SBC)
處理器Renesas RA4M1(ARM Cortex-M4,48 MHz)BCM2712(四核心 Cortex-A76,2.4 GHz)
記憶體32 KB SRAM4 GB LPDDR4X
儲存空間256 KB 晶片內建快閃記憶體microSD,或透過 PCIe 插槽使用 NVMe
作業系統無(裸機執行)Linux(Raspberry Pi OS、Ubuntu 等)
程式語言透過 Arduino IDE 使用 C/C++Python、C++、JavaScript、Rust 等
GPIO 輸入/輸出行為時序可預測,低於 1 毫秒作業系統排程器可能造成時序抖動
運作功耗約 0.25 W5 至 15 W
電池供電可行(使用鈕扣型電池可運作數月)若無外部電源管理,實務上不適合
Wi-Fi/藍牙可選配擴充板或模組內建 Wi-Fi 5 與 Bluetooth 5.0
開機時間數毫秒(幾乎即時)進入桌面約需 20 至 40 秒
價格(約略)約 27 美元約 60 美元
最適合的用途感測器、致動器、直接硬體控制運算、網路、Linux 軟體、視覺 AI

什麼是 Arduino?

Arduino 是微控制器開發板。它沒有作業系統,會在無限迴圈中執行單一程式,並可在數毫秒內啟動。它能以嚴謹且可預測的時序直接與硬體(感測器、馬達、繼電器、LED)通訊,不會有背景程序干擾輸出。

Arduino 擅長處理的實際例子:

  • 每 500 毫秒讀取一次溫度感測器,並觸發散熱風扇繼電器
  • 以精準的 PWM 訊號驅動機器人手臂的伺服馬達
  • 量測土壤濕度,並在數值達到門檻時啟動灌溉幫浦
  • 執行鍵盤門鎖,讓系統能立即回應每次按鍵操作

Arduino 的簡單性正是它在工程上的優勢。它沒有可能損毀的 SD 卡、沒有會在運作途中當機的作業系統,也沒有開機程序;一通電便會立即執行。

若要進一步瞭解微控制器與微處理器在架構層級上的差異,請參閱微控制器與微處理器指南,其中以實務角度說明了兩者的主要差異。

技術說明

Arduino 本身並不是微控制器,而是一種開發板平台。開發板上搭載微控制器晶片,且晶片會因型號而異。經典 Uno 採用 ATmega328P,Uno R4 採用 Renesas RA4M1;Arduino 生態系也支援以 ESP32、STM32 與其他 MCU 為核心的開發板。一般所說的「Arduino」通常是指平台、IDE 與程式設計模式,而不是某一款特定晶片。

Arduino Uno 微控制器開發板與其元件

圖:Arduino Uno 微控制器開發板及其詳細元件。

什麼是 Raspberry Pi?

Raspberry Pi 是單板電腦(SBC)。它能執行完整的 Linux 作業系統、處理多工,原生支援 USB、HDMI、乙太網路與 Wi-Fi,並可執行以 Python、JavaScript、C++、Rust 等語言編寫的複雜程式。

Raspberry Pi 擅長處理的實際例子:

  • 執行 Home Assistant 儀表板,透過 MQTT 管理超過 50 個智慧家庭裝置
  • 使用 OpenCV 與 Python 處理即時攝影機畫面,以進行物件偵測
  • 架設本機 Web 伺服器、資料庫或 Docker 容器堆疊
  • 將感測器資料串流傳送至雲端、執行 Node-RED 自動化流程,或提供本機 Web 應用程式

最新一代 Raspberry Pi 5 具備 PCIe Gen 2 插槽,可使用 NVMe SSD 儲存裝置;這是微控制器開發板遠遠無法企及的能力。

Raspberry Pi 5 單板電腦與其元件

圖:Raspberry Pi 5 單板電腦及其所有元件。

初學者該選 Arduino 還是 Raspberry Pi?

兩個平台都能成為您的第一個硬體專案。真正的問題是:您想先面對硬體層級還是作業系統層級的學習挑戰。

若有以下需求,請從 Arduino 開始

  • 想立即控制實體硬體(LED、馬達、感測器、繼電器)
  • 幾乎沒有或完全沒有程式設計經驗
  • 專案以電池供電,或部署在沒有固定電源插座的戶外
  • 偏好簡單、適合初學者,且設定時間極短的 IDE
  • 計畫日後設計客製化 PCB,因為從 Arduino 轉為 PCB 的工作流程已相當成熟

若有以下需求,請從 Raspberry Pi 開始

  • 已熟悉 Python,並想在實體硬體上執行程式碼
  • 專案需要網際網路連線、顯示器或複雜的資料處理
  • 正在建置需要同時執行多項工作的系統(伺服器、儀表板、自動化中樞)
  • 希望在學習硬體的同時,使用完整的 Linux 桌面環境學習軟體開發

最佳學習路徑:從 Arduino 到 Raspberry Pi

對大多數初學者而言,以下進程最為合適:

Arduino > ESP32 > Raspberry Pi

  • Arduino 可教您硬體互動、嵌入式 C 語言基礎,以及直接控制 GPIO 的實際運作方式
  • ESP32 在熟悉的 Arduino IDE 環境中加入無線連線功能(Wi-Fi 與 Bluetooth LE)
  • Raspberry Pi 則在扎實的硬體基礎上,進一步帶來 Linux 深度、運算能力與真正的軟體工程實務

若缺乏硬體基礎就直接使用 Raspberry Pi,經常會對 GPIO 電壓準位、訊號行為與作業系統驅動硬體互動的限制感到困惑。先透過 Arduino 建立這些基礎,能大幅減少後續挫折。

Raspberry Pi 與 Arduino:依實際專案選擇合適的開發板

規格本身無法決定答案,專案需求才是關鍵。以下針對常見情境進行實務分析。

專案最適合的開發板原因
花園自動澆水系統Arduino可使用電池供電、直接讀取感測器,且不需要作業系統
智慧家庭中樞(MQTT+儀表板)Raspberry Pi需要 Linux、多工處理與持續的網路連線
自平衡機器人Arduino精準的 1 kHz 控制迴圈需要可預測的週期時間
物件偵測攝影機(OpenCV)Raspberry Pi可原生執行 OpenCV;微控制器無法處理影像資料
懷舊遊戲主機(RetroPie)Raspberry Pi原生支援 HDMI 輸出、USB 控制器與 Linux 模擬器
PWM LED 燈條控制器Arduino硬體 PWM 計時器可提供無突波且精準的色彩輸出
自駕視覺車Arduino+Raspberry PiArduino 負責底層馬達控制,Raspberry Pi 則負責視覺 AI

若最終設計使用 SMD 元件(客製化 Arduino 衍生板十分常見),表面黏著元件參考資料可作為元件選型與封裝尺寸決策的實用起點。

以 Arduino 為核心的自動澆水系統

圖:比較兩項實際專案:以 Arduino 為核心的自動澆水系統,以及使用 OpenCV 的 Raspberry Pi 人臉辨識裝置。

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機器人專案該選 Arduino 還是 Raspberry Pi?

在機器人領域,這項比較最需要細緻分析,因為大多數功能完整的機器人會讓兩種開發板協同運作。

Arduino 負責底層硬體控制

  • 硬體 PWM 計時器以微秒等級精度驅動伺服馬達與電子變速器(ESC)
  • 透過中斷驅動方式讀取編碼器,實現直流馬達的閉迴路控制
  • 以 500 Hz 至 1 kHz 執行 PID 迴圈,週期時間穩定且可預測
  • 直接產生步進馬達的步進/方向脈波,不受背景程序造成的時序抖動影響

Raspberry Pi 負責高階智慧功能

  • 使用 OpenCV 進行電腦視覺處理,以實現車道追蹤、障礙物偵測或物件分類
  • 執行路徑規劃演算法並整合 ROS(機器人作業系統)
  • 透過 Wi-Fi 進行無線遙測記錄、OTA 韌體更新與遠端控制
  • 執行已訓練的機器學習模型,以辨識手勢或語音指令

進階機器人為何同時使用 Raspberry Pi 與 Arduino?

在典型的進階機器人中,Arduino 會讀取 IMU 資料,並以 1 kHz 完成馬達控制的閉迴路;Raspberry Pi 則執行路徑規劃、處理攝影機畫面,並透過 UART 或 I2C 將速度設定值傳送給 Arduino。從教學機器人到工業自主移動機器人(AMR),都會採用這種搭配方式。

若嘗試在 Raspberry Pi 上執行 PID 馬達控制迴圈,Linux 排程器會以不可預測的時間間隔中斷迴圈,造成振盪與伺服馬達抖動;Arduino 則能穩定處理。這項限制正是高效能機器人選擇搭配兩種開發板,而不是只依賴其中一種的主要原因。

使用 Arduino Nano 的 DIY 遙控車底盤

圖:DIY 遙控車底盤:Arduino Nano 控制 L298N 馬達驅動器來帶動車輪,Raspberry Pi Zero 2W 則處理朝向前方的攝影機模組

IoT 專案該選 Arduino 還是 Raspberry Pi?

對 IoT 應用而言,選擇取決於裝置是感測器節點還是中樞。

感測器節點(讀取並傳送資料的邊緣裝置)需要低功耗、無線連線與長效電池續航。獨立 Arduino 開發板並未內建 Wi-Fi,而 Raspberry Pi 的功耗又太高,不適合以電池長期運作。因此,ESP32 MCU 才是實用選擇:它具備雙核心 240 MHz 處理器、內建 Wi-Fi 與 Bluetooth LE,深度睡眠電流低於 10 µA。

中樞與閘道器(彙整資料、執行儀表板並連接雲端服務的裝置)需要 Linux、持續的網路連線與資料庫儲存空間,這時 Raspberry Pi 才是正確工具。

實用的 IoT 架構如下:

  • ESP32 現場節點收集溫度、濕度或動作資料,並透過 Wi-Fi 以 MQTT 發布
  • Raspberry Pi 中樞執行 Mosquitto MQTT 代理伺服器、Node-RED 自動化流程與 Grafana 儀表板
  • 雲端整合(選用):Raspberry Pi 將彙整後的資料轉送至 AWS IoT Core、Google Cloud 或 InfluxDB Cloud

注意

部分 Arduino 開發板可能搭載 ESP32 晶片,因此可用於 IoT 應用。

ESP32-S2 模組 PCB 設計指南是針對 ESP32 節點角色設計客製化硬體時的實用參考資料。

Raspberry Pi 用於 IoT

圖:IoT 網路架構:三個 ESP32 感測器節點透過 Wi-Fi 將資料傳送至中央 Raspberry Pi MQTT 中樞,再連接至雲端儀表板

Arduino、Raspberry Pi 與 ESP32 比較

ESP32 填補了另外兩者之間的空缺。它比標準 Arduino 更強大,功耗又遠低於 Raspberry Pi,並且內建 Wi-Fi 與藍牙。對許多 IoT 與無線專案而言,ESP32 往往比另外兩者更合適。

功能Arduino Uno R4ESP32Raspberry Pi 5
Wi-Fi可選配擴充板內建內建
Bluetooth LE內建內建
GPIO 行為可預測、低延遲可預測、低延遲延遲取決於作業系統
可執行 Linux
運作功耗約 0.25 W0.25 至 0.5 W5 至 15 W
深度睡眠約 20 至 50 µA約 10 µA不適用
約略價格約 27 美元模組約 5 至 10 美元約 60 美元
最適合的用途無需無線連線的硬體控制無線 IoT、電池供電感測器運算、Linux、中樞或閘道器

若要深入比較表中兩款具備無線功能的選項,請參閱 ESP32 與 ArduinoESP32 與 Raspberry Pi文章,其中以實際使用情境說明各項取捨。

第一塊開發板該買哪一款?

  • Arduino Uno:適合學習硬體基礎與嵌入式控制,且沒有無線連線需求
  • ESP32:適合從一開始就進行 IoT 或無線感測器製作;可使用熟悉的 Arduino IDE 進行程式設計
  • Raspberry Pi:適合需要 Linux、攝影機影像處理、資料中樞或閘道器的專案

Arduino 與 Raspberry Pi 的程式設計差異

Arduino 程式設計

Arduino 在 Arduino IDE 中使用 C/C++。一個草稿程式(sketch)包含兩個函式:setup() 會在開機時執行一次,loop() 則會持續執行。大多數初學者在開啟 IDE 後 15 分鐘內,就能開始控制硬體。

  • 語言:C/C++(簡化的子集;基本專案不需要手動管理記憶體)
  • IDE:Arduino IDE 2.x 或 PlatformIO(兩者皆免費且適合初學者)
  • 函式庫:龐大的社群生態系,涵蓋感測器、顯示器、馬達驅動器與通訊協定
  • 限制:不支援多工;除了 EEPROM 外沒有檔案系統;Uno R4 的 SRAM 上限為 32 KB

Raspberry Pi 程式設計

Raspberry Pi 支援任何具備 Linux 執行環境的語言。Python 是 GPIO 專案的主流選擇,並擁有成熟的函式庫(gpiozero、RPi.GPIO、pigpio)。進階使用者也能不受限制地執行 C++、Node.js、Rust 或 Go。

  • 語言:Python(主要選擇)、C++、JavaScript、Rust、Go(由開發者自行選擇)
  • GPIO 函式庫:初學者可使用 gpiozero,一般用途可使用 RPi.GPIO,精準時序則可使用 pigpio
  • 執行模式:程式碼、systemd 服務、cron 排程工作、Docker 容器或多程序管線
  • 限制:GPIO 輸出取決於作業系統,不適合有嚴格時序要求的關鍵任務

摘要:如果您已熟悉 Python,Raspberry Pi 很快就能上手;若是程式設計新手,Arduino 結構化的 C 語言草稿程式格式會是較容易入門的起點。

Arduino 與 Raspberry Pi 成本比較

開發板價格只是總成本的一部分。以下是兩個平台要建構可運作系統時,實際需要編列的預算。

項目Arduino Uno R4ESP32 開發板Raspberry Pi 5(4 GB)
開發板約 27 美元約 8 至 12 美元約 60 美元
電源供應器USB 5 V(約 5 美元)USB 5 V(約 5 美元)USB-C 5 V/3 A(約 12 美元)
儲存裝置內建快閃記憶體內建快閃記憶體microSD 約 8 至 15 美元
外殼選用(約 5 美元)選用(約 5 美元)建議使用(約 10 美元)
典型入門套件35 至 50 美元15 至 25 美元85 至 110 美元

若只要實現同等的簡單功能,Raspberry Pi 的整體系統成本會是 Arduino 的兩至三倍。對電池供電的感測器或致動器專案而言,選擇 Raspberry Pi 而不是 Arduino,可能會多花 60 至 100 美元購買完全用不到的功能。

初學者使用 Arduino 與 Raspberry Pi 的常見錯誤

以下錯誤經常出現在論壇、Discord 伺服器與技術支援討論串中。

1. 使用 Raspberry Pi 讓 LED 閃爍。為了切換單一 GPIO 腳位,卻使用一台價值 60 美元、需要完整執行 30 秒開機程序的 Linux 電腦。Arduino 不到 10 美元就能完成,而且完全不需要等待開機。

2. 期待 Arduino 執行 Python 或 Linux。Arduino Uno R4 只有 32 KB RAM,而 Linux 啟動大約至少需要 256 MB。這不是能設法克服的限制,而是根本的架構差異。

3. 忽略 Raspberry Pi 的電源需求。Raspberry Pi 5 需要穩定的 5 V/3 A 電源供應。供電不足會造成隨機當機、檔案系統損毀,最糟的情況下甚至會損壞 microSD 卡中的資料。

4. 將 Arduino 的 5 V GPIO 直接連接至 Raspberry Pi GPIO。Arduino Uno 輸出 5 V 邏輯準位,而 Raspberry Pi GPIO 腳位只能承受 3.3 V。直接接上 5 V 會永久損壞 Raspberry Pi 的 GPIO,務必使用邏輯準位轉換器。

5. 為電池供電的戶外感測器選擇 Raspberry Pi。Raspberry Pi 5 會持續消耗 5 至 15 W,一顆 10,000 mAh 行動電源只能使用約 6 至 8 小時;ESP32 使用同一顆電池並進入深度睡眠時,則可運作數月。

6. 在 Raspberry Pi 上執行 PID 控制迴圈。Linux 排程器會以不可預測的時間間隔中斷迴圈,導致馬達振盪與伺服馬達抖動。任何對時序要求嚴格的控制迴圈都應交由微控制器處理。

Raspberry Pi 與 Arduino 常見問題

問:Raspberry Pi 比 Arduino 好嗎?

兩者無法單純以好壞衡量,因為它們解決的是不同問題。Raspberry Pi 更適合運算、網路與 Linux 應用;Arduino 則更適合低功耗硬體互動、直接 GPIO 控制,以及可預測的輸出時序。詢問哪一個比較好,就像在問筆記型電腦與微波爐哪一個比較好。

問:Raspberry Pi 可以取代 Arduino 嗎?

實務上很少可以。雖然 Raspberry Pi 能切換 GPIO 腳位,但輸出時序取決於 Linux 排程器當下正在處理的工作。若需要精準 PWM、以中斷方式讀取感測器、執行 PID 控制迴圈,或讓專案長期使用電池運作,Arduino 才是正確工具。勉強讓 Raspberry Pi 承擔這些工作,通常會導致不穩定且不可靠的行為。

問:Arduino 和 Raspberry Pi 哪一個比較適合初學者?

Arduino。Arduino IDE 的學習曲線平緩,C 語言草稿程式格式高度結構化,多數初學者可在 15 分鐘內讓硬體正常運作。Raspberry Pi 則需要熟悉 Linux、套件管理與作業系統環境,對毫無基礎的初學者而言,門檻明顯較高。

問:ESP32 比 Arduino Uno 好嗎?

對 IoT 與無線專案而言,是的。ESP32 內建 Wi-Fi 與 Bluetooth LE,具備雙核心 240 MHz 處理器,深度睡眠電流低於 10 µA,而且每個模組只需約 5 至 10 美元。若是無須無線連線的純硬體控制,Arduino Uno 的簡單性往往更具優勢。ESP32 可使用 Arduino IDE 進行程式設計,因此轉換過程非常容易。

問:哪一款開發板最適合機器人?

大多數功能完整的機器人專案會同時使用兩者。Arduino(或 STM32)負責不可犧牲可預測時序的底層控制迴圈,例如馬達驅動器、編碼器與伺服馬達 PWM;Raspberry Pi 則負責電腦視覺、路徑規劃與 ROS 整合等高階智慧功能。若只靠 Raspberry Pi 控制馬達,作業系統排程的不確定性通常會造成系統不穩定。

問:Arduino 可以執行 AI 嗎?

可以執行基本的裝置端機器學習。Arduino Nano 33 BLE Sense 可透過 TensorFlow Lite for Microcontrollers 執行 TinyML 模型,實現關鍵字辨識與簡單的手勢分類。完整的 AI 推論(影像辨識、自然語言處理、大型模型推論)則需要 Raspberry Pi、專用加速器或雲端運算。Arduino AI 僅限於約 256 KB 以下、經過高度最佳化的小型模型。

問:為什麼 Raspberry Pi 的功耗遠高於 Arduino?

Raspberry Pi 5 以 2.4 GHz 四核心 ARM Cortex-A76 處理器執行完整作業系統,並具備 4 GB LPDDR4X RAM、USB 3.0 控制器、雙 HDMI、PCIe,以及多個持續耗電的主動式周邊匯流排。Arduino 的微控制器以 48 MHz 執行指令,沒有作業系統、背景程序或持續運作的匯流排流量,因此一般功耗可相差 20 至 60 倍。

問:Arduino 與 Raspberry Pi 可以協同運作嗎?

可以,這也是進階專案的標準架構。Arduino 處理直接硬體互動,Raspberry Pi 則負責高階邏輯、使用者介面、網路與資料記錄。兩者可透過 UART 序列埠、I2C、SPI 或 USB 通訊。例如,溫室控制器可以使用 Arduino 輪詢感測器並切換繼電器,同時由 Raspberry Pi 將資料記錄至資料庫、顯示即時儀表板,並透過 Wi-Fi 傳送警示。

結論

Arduino 與 Raspberry Pi 並不是相互競爭的產品,而是為不同工程問題打造、能彼此互補的工具。Arduino 在低功耗運作、直接硬體控制與簡易性方面勝出;Raspberry Pi 則在運算、網路與 Linux 軟體深度方面更具優勢。

對多數專案而言,選擇其實很明確:如果專案需要以嚴格時序與硬體互動,或需要使用電池供電,請選擇 Arduino;如果需要顯示器、網際網路連線,或必須執行運算複雜的軟體,請選擇 Raspberry Pi;如果需要低功耗的無線連線,ESP32 往往比另外兩者更合適。

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