Arduino UNO Q - Kraftsensor
Ein Kraftsensor (FSR — Force Sensitive Resistor) ändert seinen Widerstand je nach Druckstärke. Verbunden mit dem 12-Bit-ADC des Arduino UNO Q mit einem Pull-Down-Widerstand erhalten Sie einen Wert von 0 (kein Druck) bis 4095 (maximales Drücken). Mit Bridge und Telegram können Sie sofortige Benachrichtigungen erhalten und Druckstufen aus der Ferne abfragen.
In diesem Tutorial lernen Sie:
- Wie ein Kraftsensor funktioniert
- Wie Sie den Kraftsensor mit einem Pull-Down-Widerstand an den Arduino UNO Q MCU anschließen
- Wie Sie Analogwerte auslesen und Druckpegel klassifizieren (12-Bit-ADC: 0–4095)
- Wie Sie Bridge verwenden, um Kraftdaten und Ereignisse an die Linux-Seite (Python) freizugeben
- Wie Sie Telegram-Benachrichtigungen erhalten, wenn Kraft auf Arduino UNO Q ausgeübt wird
- Wie Sie OpenClaw auf Arduino UNO Q mit dem Kraftsensor verwenden
Hardware erforderlich
Oder Sie können die folgenden Kits kaufen:
| 1 | × | DIYables Sensor-Kit (18 Sensoren/Displays) |
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Über den Kraftsensor
Der Kraftsensor (auch FSR genannt — Force Sensitive Resistor) ist ein dünnes, flexibles Bauteil, das wie ein variabler Widerstand wirkt:
- Kein Druck angewendet: Sehr hoher Widerstand (mehrere MΩ) → nahezu Nullspannung am analogen Pin
- Mehr Druck angewendet: Niedriger Widerstand → höhere Spannung → höherer ADC-Wert
Der Kraftsensor hat zwei identische Pins (er ist ein Widerstand — Polarität spielt keine Rolle). Er ist nicht für präzise Gewichtsmessungen in Gramm oder Pfund geeignet, aber hervorragend zum Erkennen von Berührungen, Drücken oder Druckereign issen.
Spannungsteiler-Verdrahtung
Da der FSR nur ein Widerstand ist, muss er in einem Spannungsteiler mit einem bekannten Pull-Down-Widerstand (10 kΩ) verdrahtet werden, um eine messbare Spannung zu erzeugen:
3.3V ─── [FSR] ─── A0 ─── [10kΩ] ─── GND
- Wenn der FSR-Widerstand hoch ist (kein Druck), liest A0 nahezu 0
- Wenn der FSR-Widerstand sinkt (Druck angewendet), liest A0 höher
12-Bit-ADC auf Arduino UNO Q
Der UNO Q MCU verwendet einen 12-Bit-ADC (0–4095) mit einer 3,3V-Referenz. Die Druckklassifizierungsschwellen in diesem Tutorial sind entsprechend skaliert (R4 verwendet 10-Bit 0–1023; alle Schwellen werden für UNO Q mit 4 multipliziert).
Schaltplan
Dieses Bild wurde mit Fritzing erstellt. Klicken Sie, um das Bild zu vergrößern.
| Komponente | Arduino UNO Q MCU |
|---|---|
| Kraftsensor Pin 1 | 3.3V |
| Kraftsensor Pin 2 | A0 |
| 10 kΩ Widerstand Pin 1 | A0 |
| 10 kΩ Widerstand Pin 2 | GND |
Programmierung des Kraftsensors
- Lesen Sie die Analogspannung am Kraftsensor-Pin:
int reading = analogRead(FORCE_SENSOR_PIN); // 0-4095
- Klassifizieren Sie die Druckpegel anhand des ADC-Werts (12-Bit, 0–4095):
if (reading < 40) Serial.println(" -> no pressure");
else if (reading < 800) Serial.println(" -> light touch");
else if (reading < 2000) Serial.println(" -> light squeeze");
else if (reading < 3200) Serial.println(" -> medium squeeze");
else Serial.println(" -> big squeeze");
Arduino UNO Q Code
Der Arduino UNO Q hat zwei Prozessoren, die zusammenarbeiten:
- Der STM32 MCU liest den Analogwert des Kraftsensors jede Sekunde und klassifiziert die Druckpegel
- Der Qualcomm MPU führt Debian Linux mit Wi-Fi aus — in diesem Abschnitt wird nur der MCU programmiert. Ein späterer Abschnitt zeigt, wie beide Prozessoren über Bridge zusammenarbeiten.
/*
* Dieser Arduino UNO Q Code wurde von newbiely.de entwickelt
* Dieser Arduino UNO Q Code wird der Öffentlichkeit ohne jegliche Einschränkung zur Verfügung gestellt.
* Für vollständige Anleitungen und Schaltpläne besuchen Sie bitte:
* https://newbiely.de/tutorials/arduino-uno-q/arduino-uno-q-force-sensor
*/
// Force Sensor (FSR) — Analog reading via voltage divider with 10kΩ pull-down resistor
// Arduino UNO Q MCU: 12-bit ADC (0-4095), 3.3V reference
#define FORCE_SENSOR_PIN A0 // The Arduino UNO Q MCU pin connected to the FSR
void setup() {
Serial.begin(9600);
Serial.println("Arduino UNO Q Force Sensor ready");
}
void loop() {
int reading = analogRead(FORCE_SENSOR_PIN); // 0-4095
Serial.print("Force sensor reading = ");
Serial.print(reading);
if (reading < 40) // no pressure
Serial.println(" -> no pressure");
else if (reading < 800) // light touch
Serial.println(" -> light touch");
else if (reading < 2000) // light squeeze
Serial.println(" -> light squeeze");
else if (reading < 3200) // medium squeeze
Serial.println(" -> medium squeeze");
else // big squeeze
Serial.println(" -> big squeeze");
delay(1000);
}
Schnelle Schritte
Erste Schritte mit Arduino UNO Q? Folgen Sie dem Tutorial Erste Schritte mit Arduino UNO Q bevor Sie fortfahren.
- Verbinden: Verdrahten Sie den Kraftsensor und Widerstand wie im Schaltplan gezeigt mit dem Arduino UNO Q MCU.
- Arduino App Lab öffnen: Starten Sie Arduino App Lab und warten Sie, bis es Ihren Arduino UNO Q erkennt.
- Eine neue App erstellen: Klicken Sie auf die Schaltfläche Neue App erstellen.
- Geben Sie der App einen Namen, z.B.: ForceSensor
- Klicken Sie zum Bestätigen auf Erstellen.
- Sketch einfügen: Kopieren Sie den MCU-Code oben und fügen Sie ihn in sketch/sketch.ino ein.
- Hochladen: Klicken Sie in Arduino App Lab auf die Schaltfläche Ausführen.
- Drücken Sie sanft auf den Kraftsensor und dann stärker — beobachten Sie, wie die Messwerte im Seriellen Monitor ändern.
App Lab Konsolenausgabe
sketch.ino
1#include "Arduino_RouterBridge.h"
Serial Monitor
Python
[2026-04-29 09:00:01] Arduino UNO Q Force Sensor ready
[2026-04-29 09:00:02] Force sensor reading = 0 -> no pressure
[2026-04-29 09:00:03] Force sensor reading = 0 -> no pressure
[2026-04-29 09:00:04] Force sensor reading = 528 -> light touch
[2026-04-29 09:00:05] Force sensor reading = 588 -> light touch
[2026-04-29 09:00:06] Force sensor reading = 1576 -> light squeeze
[2026-04-29 09:00:07] Force sensor reading = 2428 -> medium squeeze
[2026-04-29 09:00:08] Force sensor reading = 3164 -> medium squeeze
[2026-04-29 09:00:09] Force sensor reading = 3684 -> big squeeze
[2026-04-29 09:00:10] Force sensor reading = 0 -> no pressure
Bridge: Linux + MCU
Dieser Abschnitt zeigt, wie Sie beide Prozessoren des Arduino UNO Q programmieren, damit die Linux-Seite Kraftwerte empfangen und Druckereignisse über Bridge empfangen kann:
- Der Kraftsensor ist mit dem MCU verbunden — der MCU liest den Analogwert alle 500 ms und speichert ihn
- Der MPU kann den analogen Pin nicht direkt auslesen — er ruft Bridge-Funktionen auf, um den Rohwert, Druckpegel oder ein neues Druckereignis zu erhalten
- Der MPU verfügt über Wi-Fi — mit vollständigem Debian Linux kann er Telegram-Benachrichtigungen im Moment senden, wenn Kraft ausgeübt wird
- Arduino_RouterBridge ermöglicht die RPC-Kommunikation zwischen den beiden Prozessoren
- ⚠️ /dev/ttyHS1 (Linux) und Serial1 (MCU) sind RESERVIERT vom Router — öffnen Sie diese niemals in Benutzercode
MCU-Code (Bridge)
/*
* Dieser Arduino UNO Q Code wurde von newbiely.de entwickelt
* Dieser Arduino UNO Q Code wird der Öffentlichkeit ohne jegliche Einschränkung zur Verfügung gestellt.
* Für vollständige Anleitungen und Schaltpläne besuchen Sie bitte:
* https://newbiely.de/tutorials/arduino-uno-q/arduino-uno-q-force-sensor
*/
#include "Arduino_RouterBridge.h"
#define FORCE_SENSOR_PIN A0 // The Arduino UNO Q MCU pin connected to the FSR
// Cached values
int cached_value = 0;
String cached_pressure = "no_pressure";
bool pressure_event = false;
bool prev_pressed = false;
unsigned long last_read_ms = 0;
const unsigned long READ_INTERVAL = 500;
String get_value(String arg) {
return String(cached_value);
}
String get_pressure(String arg) {
return cached_pressure;
}
String get_event(String arg) {
if (pressure_event) {
pressure_event = false;
return "pressure_detected";
}
return "none";
}
String classify(int reading) {
if (reading < 40) return "no_pressure";
if (reading < 800) return "light_touch";
if (reading < 2000) return "light_squeeze";
if (reading < 3200) return "medium_squeeze";
return "big_squeeze";
}
void setup() {
Bridge.begin();
Monitor.begin();
Bridge.provide("get_value", get_value);
Bridge.provide("get_pressure", get_pressure);
Bridge.provide("get_event", get_event);
Monitor.println("Arduino UNO Q Force Sensor Bridge ready");
}
void loop() {
unsigned long now = millis();
if (now - last_read_ms >= READ_INTERVAL) {
last_read_ms = now;
cached_value = analogRead(FORCE_SENSOR_PIN);
cached_pressure = classify(cached_value);
bool is_pressed = (cached_value >= 40);
if (is_pressed && !prev_pressed) {
pressure_event = true;
Monitor.print("Pressure detected: ");
Monitor.println(cached_pressure);
} else if (!is_pressed && prev_pressed) {
Monitor.println("Released — no pressure.");
}
prev_pressed = is_pressed;
}
}
Python-Code (Bridge)
/*
* Dieser Arduino UNO Q Code wurde von newbiely.de entwickelt
* Dieser Arduino UNO Q Code wird der Öffentlichkeit ohne jegliche Einschränkung zur Verfügung gestellt.
* Für vollständige Anleitungen und Schaltpläne besuchen Sie bitte:
* https://newbiely.de/tutorials/arduino-uno-q/arduino-uno-q-force-sensor
*/
from arduino.app_utils import *
import time
def loop():
value = Bridge.call("get_value")
pressure = Bridge.call("get_pressure")
print(f"Force value: {value} Pressure: {pressure}")
time.sleep(1)
App.run(user_loop=loop)
Schnelle Schritte
- Verbinden: Verdrahten Sie den Kraftsensor und Widerstand wie im Schaltplan gezeigt.
- Arduino App Lab öffnen und eine neue App mit dem Namen ForceSensorBridge erstellen.
- MCU-Sketch einfügen in sketch/sketch.ino.
- Python-Code einfügen in die Python-Datei.
- Install the library: Click the Add sketch library button (the open book icon with a + sign) in the left sidebar.
- Search for Arduino_RouterBridge created by Arduino and click the Install button.
Bricks
No bricks added...
Sketch Libraries
No sketch libra...
Files
python
sketch
.gitignore
README.md
app.yaml
sketch.ino
- Hochladen: Klicken Sie auf die Schaltfläche Ausführen.
- Drücken Sie auf den Kraftsensor — beobachten Sie das Ereignis und die Druckpegel in beiden Konsolen.
App Lab Konsolenausgabe
sketch.ino
1#include "Arduino_RouterBridge.h"
Serial Monitor
Python
[2026-04-29 09:00:01] Arduino UNO Q Force Sensor Bridge ready
[2026-04-29 09:00:06] Pressure detected: light_touch
[2026-04-29 09:00:08] Released — no pressure.
[2026-04-29 09:00:12] Pressure detected: big_squeeze
[2026-04-29 09:00:15] Released — no pressure.
sketch.ino
1#include "Arduino_RouterBridge.h"
Serial Monitor
Python
[2026-04-29 09:00:02] Force value: 0 Pressure: no_pressure
[2026-04-29 09:00:03] Force value: 0 Pressure: no_pressure
[2026-04-29 09:00:06] Force value: 528 Pressure: light_touch
[2026-04-29 09:00:08] Force value: 0 Pressure: no_pressure
[2026-04-29 09:00:12] Force value: 3684 Pressure: big_squeeze
Telegram
Erhalten Sie Telegram-Benachrichtigungen, wenn Kraft auf den Arduino UNO Q Kraftsensor ausgeübt wird, und fragen Sie Druckpegel aus der Ferne ab.
MCU-Sketch: Behalten Sie denselben MCU-Sketch aus dem vorherigen Bridge-Abschnitt.
Python-Code (Telegram)
/*
* Dieser Arduino UNO Q Code wurde von newbiely.de entwickelt
* Dieser Arduino UNO Q Code wird der Öffentlichkeit ohne jegliche Einschränkung zur Verfügung gestellt.
* Für vollständige Anleitungen und Schaltpläne besuchen Sie bitte:
* https://newbiely.de/tutorials/arduino-uno-q/arduino-uno-q-force-sensor
*/
from arduino.app_utils import *
import requests
import time
TELEGRAM_BOT_TOKEN = "YOUR_TELEGRAM_BOT_TOKEN"
CHAT_ID = "YOUR_CHAT_ID"
last_update_id = 0
def get_updates():
global last_update_id
url = f"https://api.telegram.org/bot{TELEGRAM_BOT_TOKEN}/getUpdates"
params = {"offset": last_update_id + 1, "timeout": 5}
try:
response = requests.get(url, params=params, timeout=10)
data = response.json()
if data["ok"]:
return data["result"]
except Exception as e:
print(f"Error getting updates: {e}")
return []
def send_message(chat_id, text):
url = f"https://api.telegram.org/bot{TELEGRAM_BOT_TOKEN}/sendMessage"
payload = {"chat_id": chat_id, "text": text}
try:
requests.post(url, data=payload, timeout=10)
except Exception as e:
print(f"Error sending message: {e}")
def loop():
# Auto-alert on pressure detection
event = Bridge.call("get_event")
if event == "pressure_detected":
pressure = Bridge.call("get_pressure")
value = Bridge.call("get_value")
print(f"Pressure detected: {pressure} value: {value}")
send_message(CHAT_ID, f"⚡ Force detected: {pressure} (raw: {value})")
# Handle Telegram commands
updates = get_updates()
for update in updates:
last_update_id = update["update_id"]
if "message" not in update:
continue
message = update["message"]
chat_id = message["chat"]["id"]
text = message.get("text", "").strip()
print(f"Received: {text}")
if text == "/start":
send_message(chat_id,
"Arduino UNO Q Force Sensor Bot\n"
"/value - Read raw ADC value (0-4095)\n"
"/pressure - Pressure level classification\n"
"Automatic alert when force is applied")
elif text == "/value":
result = Bridge.call("get_value")
send_message(chat_id, f"Force sensor value: {result}")
elif text == "/pressure":
result = Bridge.call("get_pressure")
send_message(chat_id, f"Pressure level: {result}")
else:
send_message(chat_id, "Unknown command. Send /start for help.")
time.sleep(0.5)
App.run(user_loop=loop)
Schnelle Schritte
- Ersetzen Sie YOUR_TELEGRAM_BOT_TOKEN durch Ihr echtes Bot-Token von BotFather.
- Ersetzen Sie YOUR_CHAT_ID durch Ihre Telegram-Chat-ID.
- Fügen Sie diesen Python-Code in die Python-Datei Ihrer App ein (behalten Sie denselben MCU-Sketch).
- Klicken Sie auf die Schaltfläche Ausführen — drücken Sie auf den Kraftsensor, um eine Telegram-Benachrichtigung auszulösen.
App Lab Konsolenausgabe
sketch.ino
1#include "Arduino_RouterBridge.h"
Serial Monitor
Python
[2026-04-29 09:10:00] Waiting for Telegram messages...
[2026-04-29 09:10:05] Pressure detected: light_touch value: 528
[2026-04-29 09:10:10] Received: /value
[2026-04-29 09:10:15] Received: /pressure
Telegram
12:45
Welcome to Telegram!
ArduinoBot
10:19
Chatting with Arduino...
BotFather
Yesterday
Your bot has been created.
ArduinoBot
bot
OpenClaw
You can adapt the OpenClaw to this tutorial by refering the instruction on Arduino Uno Q - OpenClaw Tutorial
Projektideen
Sie können viele nützliche Projekte mit dem Kraftsensor und Arduino UNO Q erstellen:
- Smart Doorbell: Montieren Sie den FSR unter einer Fußmatte — wenn jemand darauf tritt, sendet der MPU eine Telegram-Benachrichtigung "Jemand ist an der Tür!", wodurch eine unsichtbare druckgesteuerte Türklingel entsteht
- Trainingsgerät für Griffstärke: Drücken Sie den FSR als Teil eines Griffstärke-Trainingsprogramms — Python verfolgt den Spitzenwert der Druckpegel jede Sitzung und sendet eine Telegram-Zusammenfassung mit Ihrem stärksten Drücken des Tages
- Paketgewicht-Monitor: Platzieren Sie den FSR unter einem Paket auf einem Regal — wenn das Paket entfernt wird (Druck fällt auf Null), sendet der MPU sofort eine "Paket entfernt"-Telegram-Benachrichtigung
- Druckzähler: Zählen Sie, wie oft Kraft pro Stunde erkannt wird — protokollieren Sie die Anzahl in einer CSV-Datei und senden Sie einen stündlichen Telegram-Bericht (nützlich für Tastendrücke in Kiosken oder Maschinen)
- Bettenbeleg-Sensor: Platzieren Sie mehrere FSRs unter einer Matratze — Python empfängt Druckereignisse und sendet eine Telegram-Benachrichtigung, wenn das Bett belegt oder verlassen ist (nützlich für die Überwachung älterer Menschen oder Patienten)
Herausford ere dich selbst
Bereit, weiter mit dem Kraftsensor auf Arduino UNO Q zu gehen? Probieren Sie diese Herausforderungen:
- Einfach: Fügen Sie einen /peak Telegram-Befehl hinzu: Python verfolgt den höchsten je seit dem Start gelesen Rohwert des ADC und gibt ihn auf Anfrage zurück — nützlich zum Finden der maximal ausgeübten Kraft während des Tests.
- Mittel: Implementieren Sie einen Tracker für Druckdauer: notieren Sie den Zeitstempel, wenn Druck beginnt (Wert ≥ 40) und wann er endet — senden Sie eine Telegram-Nachricht mit der Dauer jedes Mal, wenn Kraft freigegeben wird.
- Fortgeschritten: Erstellen Sie einen Tippen-Zähler mit Entprellfilter: erkennen Sie schnelle Druckpressen (Tippen) in Python, indem Sie überprüfen, ob das pressure_detected-Ereignis mehr als einmal innerhalb von 2 Sekunden auftritt — zählen Sie Tippsequenzen und senden Sie eine Telegram-Nachricht wie "3 Tippen erkannt!" für Muster, die Sie definieren.