Die Welt um Sie herum besteht aus vielen Dingen. Von den meisten davon bekommen Sie dank eines oder mehrerer Ihrer fünf Sinne etwas mit. Die Sinneswahrnehmung vollzieht sich so schnell und häufig, dass man leicht übersieht, was für ein beeindruckendes System der Mensch eigentlich ist.

Nehmen Sie sich einen Moment Zeit und überlegen Sie, wie viele sensorische Ereignisse Sie schon erlebt haben, seit Sie heute aufgewacht sind. Vermutlich werden Sie gar nicht alle Ereignisse aufzählen können. Sie erfahren Ihre Umgebung nicht nur kontinuierlich mit Ihren Sinnen – die Sinne arbeiten auch noch zusammen, um Ihnen ein Bild der Welt um Sie herum zu vermitteln. So sind die Wahrnehmungen, dass Leute vorbeigehen, die Sonne Ihr Gesicht wärmt oder Sie einen Windhauch am Morgen als kühler empfinden denn am Nachmittag, gute Beispiele für die Arbeit Ihrer Sinne und die Verarbeitung in Ihrem Gehirn. Aber wie kann ein Roboter oder ein Gadget Ähnliches empfinden? Sie wissen vermutlich schon, wie das möglich ist (schließlich haben Sie ein Buch zu dem Thema gekauft): mithilfe von Sensoren.

Durch Sensoren, die Sie in einen Schaltkreis einfügen, erweitern Sie dessen Fähigkeiten genauso, wie Ihre eigenen Sinne Ihr Bewusstsein für die Welt erweitern. Sensoren dienen als Quelle für Informationen zur Umgebung – sie funktionieren ähnlich wie Ihre eigenen Sinne. Aber Sinneseindrücke sind nicht das einzige Thema im Zusammenhang mit Sensoren. Eine Komponente hat nicht notwendigerweise die Fähigkeit, Schlussfolgerungen zu ziehen, wenn ein bestimmtes Ereignis eintrifft. Stellen Sie sich zum Beispiel vor, draußen sind es -5 °C und Sie wollen spazieren gehen. Was sollten Sie anziehen? Natürlich wissen Sie, dass ein Mantel und Winterkleidung angebracht sind, aber ein Temperatursensor weiß das nicht. Er kann Ihnen natürlich eine Temperaturangabe machen, aber er kann keine Entscheidungen oder Schlussfolgerungen treffen, was Sie tragen sollten – zumindest nicht auf Komponentenebene. Sollen Sensoren etwas ähnlich erfassen wie Ihre Sinne und die Ergebnisse reflektieren, müssen die Messergebnisse noch verarbeitet werden. Aber Sensoren sind ja auch Komponenten, die Sie so mit anderen Elementen verbinden, dass deren Daten immer irgendwie verarbeitet werden – sei es per Hardware oder Software. Und darum geht es in diesem Buch: Wie werden Sensoren angeschlossen und wie verarbeiten Sie ihre Daten?

Im ersten Teil dieses Buches werden Sie erfahren, wie Sie Sensoren mit anderen Komponenten verbinden. Die anschließende Datenverarbeitung ist dabei eher einfach gehalten, denn der Fokus liegt darauf, wie der Sensor ordentlich angeschlossen wird und welche Grundlagen hier wichtig sind. Im zweiten Teil geht es dann darum, wie die Sensordaten verarbeitet werden. Sie erfahren, wie einfach und schnell Programme für den Arduino geschrieben werden, aber auch, wie Sie einen Raspberry Pi verbinden und programmieren, um analoge Sensoren einsetzen zu können.

In diesem Buch stellen wir den Umgang mit einigen der nützlichsten und interessantesten Sensoren vor. Neben den Sensoren und Anwendungen erlernen Sie auch das Erkennen und Reagieren auf:

Welche Sensoren sollten Sie kaufen?

In diesem Buch geht es um eine Reihe von Sensoren und Komponenten (ein paar davon sind in Abbildung **LABEL TBD**.1 zu sehen). Um die Beschaffung einfacher zu gestalten, haben wir in Anhang D eine Einkaufsliste erstellt, in der Sie die Materialien finden, mit denen alle Projekte in diesem Buch umgesetzt werden können.

Abbildung **LABEL TBD**.1 Arduino, Sensoren und Komponenten

Für das Arduino‐Board gibt es eine Reihe bekannter Händler, die auch dazu passende weitere Komponenten verkaufen, zum Beispiel Maker Shed, SparkFun Electronics, Parallax und Adafruit. Alle vier Händler sollten die meisten in diesem Buch genutzten Sensoren führen und als Orginal‐Teile mit hoher Qualität verkaufen. Beginnen Sie mit Ihrer Suche also dort. In Deutschland ist Watterott eine sehr gute Adresse.

Globale Elektronikhändler wie Element14 und RS Components sind auch gute Quellen. Allerdings können ihre Teilelisten den Einsteiger durchaus verwirren. Dort finden sich Komponenten, die sich nur in Pin‐Belegung oder Spannungstoleranzen unterscheiden – für einen Anfänger eine schwierige Wahl. Aber auch hier sind die verkauften Komponenten von guter Qualität und mit entsprechender Dokumentation versorgt. In Deutschland am bekanntesten dürften Reichelt und Conrad sein.

Manche Online‐Shops sind sehr günstig, aber dort finden Sie meist keine offiziellen Arduino‐Boards – die Produkte sind dann »kompatibel«. Die dort verkauften Sensoren unterscheiden sich eventuell leicht in der Pin‐Belegung oder im Aussehen. Aktuell ist DealExtreme einer der beliebtesten Shops in der Szene. Er versendet zwar kostenlos aus Hongkong und Shenzhen, aber die Qualität der Komponenten kann stark schwanken und die Lieferzeiten können lang sein. AliExpress ist ein weiterer beliebter Händler aus Asien.

Bestellen Sie im Ausland, sollten Sie sich mit den Zollregularien vertraut machen. In manchen Ländern gibt es Obergrenzen, bis zu denen die Sendungen beim Zoll nur durchgewunken werden.