Si quieres comprar un microntrolador para conectarlo con sensores para trastear y demás yo te recomiendo Arduino.
Para conectar directamente el móvil al cacharro existen alternativas Arduino ADK o con el usb host shield, por bluetooth con amarillo o con el ioio (ioio también permite conectar un usb bluetooth ).
Con Raspberry Pi, creo que tiene una capa de complejidad añadida, el sistema operativo permite hacer muchas cosas pero controlar sensores como los de arduino, no, a menos que están encapsulados con usb. El puerto de salida que tiene Raspberry Pi no es tan bueno. A parte el programa de control de la rasberry lo veo mas complicado, con 20 lineas con el Arduino y pololo puedes controlar perfectamente un motor. Con Raspberry necesitas cargarle el linux con las salidas correspondientes, crear el programa... mucho más pasos para algo tan simple.
Todo esto claro dependerá del tipo de proyecto que tienes en mente. Que el móvil se conecte directamente a un aparato o si este aparato puede estar conectado a la red. porque entonces la cosa cambia, y ya no están necesario diferenciar entre Arduino con ADK, Amarillo o ioio. Simplemente con el Arduino con un modulo wifi podría bastar ( aunque esos módulos son muy caros )
En resumidas cuentas creo que el Arduino te servirá para empezar y puedes mirar los otros proyectos como Amarillo o ioio. Si tiene más dudas no dudes a preguntar o por gtalk para ir más rápido :).