Buchvorstellung: Sensoren – Messen und experimentieren mit Arduino und Raspberry Pi

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Erst durch Sensoren wird die Mikroelektronik richtig interessant und spannend. Mit Sensoren können die Schaltungen plötzlich Dinge erfassen, die für den Menschen interessant oder sogar lebenswichtig sein können. Sensoren erweitern die Sinne des Menschen, machen sie empfindlicher oder erleichtern einfach die Bedienung von Geräten.
Kein Wunder, dass das Experimentieren mit Sensoren so viel Spaß macht.

In dem Buch SENSOREN von den drei Autoren Kimmo Karvinen, Tero Karvinen und Ville Valtokari kommt der Elektronik-Einsteiger, aber auch der erfahrenere Elektronik-Bastler oder Student voll zum Zuge. Wie der Untertitel „Messen und experimentieren mit Arduino und Raspberry Pi“ schon klar sagt, werden hier zahlreiche Sensoren in Verbindung mit den beliebten Bastelplattformen, dem Mikrocontroller-Board Arduino und dem Bastelcomputer Raspberry Pi vorgestellt.

Das Buch ist also keineswegs ein Referenzbuch zu Sensoren, wie es vielleicht auch der Haupttitel „Sensoren“ nahe legen könnte. Vielmehr ist es ein Buch, das sich gezielt auch an Arduino und Raspberry Pi Einsteiger richtet und Praxisbeispiele aufzeigt. Die ersten beiden Kapitel enthalten daher eine kurze Einführung zu diesen beiden „Bastelrechnern“. Es wird aufgezeigt wie man den Raspberry PI in Betrieb nimmt, das Betriebsystem installiert und wie man die GPIO-Pins ansteuert und auch nutzen kann. Auch beim Arduino wird gezeigt wie die Entwicklungsumgebung installiert und genutzt wird. Wie die Programme und der Arduino aufgebaut sind und wie man zum ersten Programm „Hello World“ gelangt.

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* = Fotos stammen von der Amazon-API (Amazon-Partnerprogramm )/Link ist ein Affiliate-Link zu Amazon

Richtig interessant wird’s für die meisten allerdings erst ab Kapitel 3 (Seite 47), denn dann geht es mit den Sensoren los. Ab dort behandelt jedes Kapitel des fast 400 Seiten starken Buches einen eigenen Messbereich:

  • Kapitel 3: Entfernung
  • Kapitel 4: Rauch und Gas
  • Kapitel 5: Berührung
  • Kapitel 6: Bewegung
  • Kapitel 7: Licht
  • Kapitel 8: Beschleunigung
  • Kapitel 10: Elektrizität und Magnetismus
  • Kapitel 11: Schall
  • Kapitel 12: Wetter und Klima

Zu jedem Messbereich werden ein oder mehrere Sensoren näher vorgestellt und erläutert wie die Daten der Sensoren zu interpretieren und in einem Programm zu verarbeiten sind. Auch ist zu jedem Sensor die Verkabelung in einer farbig abgedruckten Skizze (Fritzing Stil) leicht erkennbar. Ein richtiges Schaltbild ist leider nicht mit abgedruckt. Aufgrund der oft einfachen Verdrahtung kann man darauf aber in der Regel verzichten, obwohl ich es bevorzugen würde.
Zu jedem Sensor gibt es mindestens ein Beispielprogramm für Arduino als auch  Raspberry Pi. Beim Raspberry Pi sind die meisten Beispiele in Python geschrieben, beim Arduino natürlich als Arduino-Sketch.

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Ein kleiner Blick in das Buch: Sensoren

Die Beispiele sind in der Regel recht kurz gehalten und komplett abgedruckt, wobei die farbige Syntax-Hervorhebung die Übersicht und Lesbarkeit deutlich verbessert. Natürlich gibt es auch die Möglichkeit die einzelnen Beispiele per Download herunterzuladen. Insgesamt sind es immerhin über 50 kleine Projekte zu Sensoren.

Bei den Sensoren hält man sich natürlich vornehmlich an die populärsten Sensoren, zu welchen man oft auch im Internet schon Informationen und Beispiele findet. Zum Beispiel wird bei der Entfernungsmessung der populäre und preisgünstige Ultraschallsensor HC-SR04 herangezogen. Auch auf unserer Seite hatten wir uns diesen Sensor ja kürzlich etwas vorgenommen (siehe Link).
Auch im Buch wird genau aufgezeigt wie man mittels der Schallgeschwindigkeit eine Entfernung errechnen kann und wie man das in einem Programm umsetzt.

Allerdings gibt es auch Seiten, bei denen beispielsweise ein IR-Sensor (Infrarot) mit Beispielprogramm als Schalter demonstriert wird, ohne das man erfährt um was für einen Sensor es sich dabei handelt. Auch die Pinbelegung bleibt dabei ziemlich undurchsichtig und kann bestenfalls durch die Farben der Drähte erahnt werden.

Ein Schwachpunkt des Buches ist es leider, dass hin und wieder kleine Sensorboards einiger Anbieter (oft amerikanischer Anbieter) eingesetzt werden, deren genaue Funktion aber nur sehr grob beschrieben wird. So zum Beispiel bei dem Facettenauge am Arduino. Hier vermisst man einfach eine Schaltungsskizze die genau aufzeigt dass das verwendetet Facettenauge aus 8 Phototransistoren verschaltet ist. Auch findet man im Buch weder Link zum Hersteller noch andere Bezugsquelle. Um solche Kapitel vollständig zu verstehen und daraus lernen zu können, muss der Leser also dann doch noch etwas im Internet recherchieren. Schade, das hätte man besser machen können!
Trotz diesem Manko, enthält das Buch natürlich interessante Themen bereit wie einen Alkoholtester mit dem Sensor MQ 303A , einen kapazitiven Berührungssensor QT113 oder Projekte mit den Beschleunigungssensoren MX2125 bzw. MPU6050 (inkl. Gyroskop) und vieles mehr. Freunde einer Wetterstation werden sich über Projekte mit den Sensoren LM35, GY65 und DHT11 (ähnlich DHT22) freuen, um auch Temperatur, Luftdruck und Luftfeuchte verarbeiten zu können.

Downloads zum Buch

Fazit zum Buch Sensoren

Alles in allem ein empfehlenswertes Praxisbuch für Elektronik-Bastler, die schnell in die Sensorik einsteigen wollen und dabei auch gerne auf erhältliche Komponenten und Sensoren zurückgreifen wollen. Die vorhandenen Beispielprogramme erleichtern die schnelle und einfache Verwendung in eigenen Projekten und Programmen. Was mir gefehlt hat waren etwas mehr Detailinformationen zu den einzelnen Sensoren, sowie Links zu Datenblättern, Herstellern oder Bezugsquellen.
Letzteres, also Bezugsquellen zu Sensoren, findet man allerdings in einem PDF-Dokument auf der Seite der Verlages. Allerdings sind die darin enthalten Links nicht mehr alle gültig. Daher habe ich noch ergänzend unten in diesem Beitrag einige Bezugsquellen zu Sensoren aufgelistet. Einige der im Buch genannten Bauteile sind allerdings in Europa schwierig erhältlich.
Das Buch ist also kein Referenzwerk bzw. Nachschlagewerk zu Sensoren, das wollten die Autoren auch nicht schaffen, ein solches würde ich mir also nach wie vor noch wünschen. Dennoch, für den Einsteiger wird es eine große Hilfe sein, es vermittelt was man so alles mit Sensoren machen kann.
Angenehm ist, dass sehr viele Farbfotos enthalten sind und auch der Quellcode farbig gestaltet ist, so wirkt die Materie nicht so trocken und das Lesen macht mehr Spaß.

Bezugsquelle für Buch

Bezugsquelle für einige der angesprochenen Sensoren im Buch

AD-Wandler – MCP3002 – Bezug z.B. hier über Amazon*
Alkoholsensor MQ-303A – Bezug z.B. hier über Amazon*
Beschleunigungsmesser LSM303DLHC 3D – Bezug z.B. hier über Amazon* oder Pololu
Temperatur und Feuchte Sensor DHT11 – Bezug z.B. hier über Amazon*
Gas-Sensor MQ2 – Bezug z.B. hier über Amazon*
Gyroskop MPU 6050 – Bezug z.B. hier über Amazon*
Luftdrucksensor GY-65 – Bezug hier über Amazon*
Ultraschallsensor HC-SR04 – Bezug hier über Amazon*
Temperatursensor LM35 – – Bezug hier über Amazon*

 

 

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