Diese Zusammenfassung basiert auf Processing: Ein handbuch für den Visuellen Designer und Künstler. Microcontroller

• Kleine, simple Computer auf einem einzigen Chip.
• Prozessor, Speicher und Input/Output Interfaces in einer einzelner programmierbaren Einheit.

I/O Boards

• Microcontroller werden oft mit anderen Komponenten auf gedruckten Platinen zusammen gefasst, um es einfacher zu machen Daten in und aus dem Microcontroller zu bekommen
• Es gibt drei Kategorien: Abgespekte Microcontroller, Programmierbare I/O Boards, Angebundene I/O Boards

Abgespekte Microcontroller

• viele Arten und Kondigurationen z.B. PIC, AVR
• meistens unter $20
• normalerweise programmierbar in C oder BASIC
• ungeeignet für Einsteiger

Programmierbare I/O Boards

• Wiring, Arduino, Basic Stamp 2, BX-24, CUI, OOPic
• Montiert auf einem I/O Board mit anderen Komponenten um die Funktionen des Microcontrollers leichter zugänglich zu machen
• Kosten etwa $30 bis $80
• Auf einfache benutzung konzipiert
• Wiring/Arduino wurden für Künstler und Designer geschaffen um den Umgang mit Elektronik zu lernen

Angebundene I/O Boards

• Phidgets, Teleo, I-Cube X, EZIO
• Keine Programmierung des Microcontrollers erforderlich
• Plug and play - Keine Kenntnisse in Elektronik notwendig
• Sendet Software Mitteilungen zu bestimmten Programmierungsumgebungen wie MAX/MSP, Flash, Java und Processing - Möglichkeit der Programmierung in diesen Umgebungen ist notwendig um die angebundenen I/O Boards zu nutzen
• Realtiv Teuer. 90 US$ bis 380 US$. Plug and Play Sensoren sind auch um einiges teurer - mehr als das 10 fache das normalen Einzelpreises

Sensoren

• Misst Ereignisse in der greifbaren Welt
• Zwei Arten: analog und digital
• Viele Varianten: Berührung, Kraft, Temperatur, Licht, Geräusche, Lage Orientation und mehr
• Die meisten analogen Sensoren verwenden den elektrischen Widerstand. Veränderungen inder Umgebung ändern den Widerstand des Sensors - womit sich die Spannung ändert die der Sensor durchlässt

Analog gegen Digital

• Analoge Sensoren produzieren fortlaufend Signale und Daten
• Digitale Sensoren senden binäre Data als eine Serie von HIGH (5 V) und LOW (0 V) Spannungen um EIN und AUS Zustande zu beschreiben
• Analoge Signale müssen in digitale Werte umgewandelt werden um vom Computer verstanden zu werden - dies nennt sich 'analog-to-digital Conversion' (ADC oder A/D)

Analog-auf-Digital Umwandlung (ADC)

• ADC Umwandler auf Microcontroller wandeln analoge Signale in ein Spektrum von digitalen Werten
• Das Spektrum der Werte ist abhängig von der Auflösung des ADC. Die meisten Microcontroller haben eine 8-bit (256) oder 10-bit (1024) Auflösung
• Der Arduino hat 10-bit ADCs - hierfür müssen an den analogen Eingängen Werte zwischen 0 (0 Volt) und 1023 (5 Volt)

Sensoren: Berührung und Kraft

• Beispiele: Schalter, Kraft-empfindlich, Torsions/Biege Sensoren
• Schalter: Beschreiben ein Ein/Aus oder Offen/Zu Zustand. Normalerweise Buttons oder Schalter, aber auch berührungempfindliche Schalter sind möglich (Kapazitiv)
• Torsions oder Biege Sensoren sehen normalerweise aus wie ein Stück Plastik. Biegungen und Torsionen verändern ihren elektrischen Widerstand
• Kraftsensoren ändern ihren Widerstand abhängig von dem auf die wirkenden Grad der Krafteinwirkung

Sensoren: Anwesenheit und Entfernung

• Beispiele: Schalter, IR Entfernung, Ultraschall
• Schalter: können als einfache Sensoren zur Registrierung von Anwesenheit verwendet werden, z.B. Türen und Fenster können Schalter auslösen wenn sie geöffnet werden.
• IR Bewegungssensoren - Identisch mit den Sensoren in Alarmanlagen - können Bewegungen oder eine Objektgröße registrieren, allerdings keine Entfernungen. IR Entfernungsmesser können eine Entfernung zu einem Objekt feststellen, haben aber in der regel eine sehr kleinen Wirkungsbereich.
• Ultraschallsensoren benutzen Schall um Entfernungen zu messen. Sie senden hochfrequente Schwingungen aus und messen dern Zeitunterschied bis die reflexionen wieder am Sensor eintreffen. Utraschallsensoren können Entfernungen über einen großen Wirkungsbereich messen.

Sensoren: Position und Orientierung

• Potentiometer sind veränderbare elektrische Widerstände die ihren Wert ändern bei Dreh- oder Schiebebewegungen.
• Beschleunigungssensoren messen dynamische Bewegungen in 1,2 oder 3 Dimensionen (x,y und z).
• Tilt Sensoren messen die Orientierung über eine einzelne Achse.

Sensoren: Licht

• Fotowiderstände, Fototransistoren und Fotodioden.
• Elektrische Widerstand ändert sich auf Basis der Menge des registrieren Lichtes. In den meisten Fotowiderständern führt eine Zunahme der Lichtmenge zu einer Abnahme des Widerstandes.
• Fotowiderstände und Fototransistoren (letztere sind emfindlicher) sind günstig und einfach einzusetzen.
• Fotodioden sind sehr schnell und emfindlich, brauchen allerdings einen Microcontroller um verstanden zu werden.

Sensoren: Geräusche und Temperatur

• Ein Mikrofon kann benutzt werden um Geräusche zu registrieren und zu messen. Änderungen in der Lautstärke sind eifach zu messen, aber komplexere Eigenschaften (z.b. Frequenz) erfordern Computeralgorythmen oder spezialisierte Hardware um verstanden zu werden.
• Einfache Temperatursensoren kann man in der Regel einfach einbinden, sind aber langsam und ungenau. Um die Temperatur schneller oder präziser messen zu können sind teurere und komplexere Sensoren notwendig.