Sensoren liefern Daten über ihre Umwelt, indem sie je nach Umgebungsbedingungen ihre elektrischen Eigenschaften ändern. Die Daten können beispielsweise die Umgebungshelligkeit, die Temperatur, Entfernungen zu Objekten, die Drehzahl eines Rades oder die Winkelposition eines Armgelenks widerspiegeln. Zudem registrieren nach "innen gerichtete" Sensoren Eigenschaften wie den Ladezustand einer Batterie oder den Fortschritt eines Zeitnehmers. Manche Sensor-Bausteine liefern die Daten in Form analoger Spannungswerte, andere in computerfreundlicher binärer Form.
Wenn ein Sensor die Messdaten durch Änderung seines elektrischen Widerstands oder seiner Ausgangsspannung anzeigt, müssen diese analogen Werte durch einen Analog-Digital-Wandler in eine Form umgesetzt werden, die ein Mikrocontroller verarbeiten kann.
Im einfachsten Fall eines Sensors schließt oder öffnet sich ein elektrischer Schaltkontakt, wenn er ein Hindernis berührt. Die Steuerelektronik des fahrenden Roboters kann auf den veränderten Schaltzustand reagieren, indem sie die Motoren stoppt und um das Hindernis manövriert. Detailreichere Informationen über die Umgebung des Roboters liefern Distanzsensoren. Mit ihnen kann der Roboter das Hindernis in genügendem Abstand umfahren, er kann sich damit sogar ein gewisses Bild seiner Umwelt ähnlich einer Landkarte machen. Das kann die Navigation unterstützen, ebenso wie spezielle Signalmarken an wichtigen Positionen der Umgebung oder das GPS. Die abstrakte Form eines Sensors wird durch das Bild einer (CCD-)Kamera geliefert, sobald es durch komplexe mathematische Operationen ausgewertet und interpretiert ist.
| Messgrößen | Sensoren |
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| Annäherung Kollision | Schaltkontakte Infrarot-Modul kapazitiver Sensor Kamera |
| Kraft, Druck | Kraft/Druck-Sensor |
| Entfernung | Infrarot-Modul Ultraschall-Modul Laser-Radar |
| Licht | Fotowiderstand |
| Schall | Mikrofonkapsel |
| Wärme | temperaturabhängiger Widerstand digitaler Temperatur-Sensor pyroelektrischer Sensor Fototransistor |
| Neigung | Neigungsschalter |
| Rotation Orientierung Position | Potentiometer Rad-Encoder Drehimpulsgeber Gyroskop (Kreiselkompass) GPS-Empfänger elektronischer Kompass |
| Magnetfeld | Hall-Sonde Hallschalter Feldplatten Reed-Schalte |




