Ich habe mich im Rahmen meiner Bachelorarbeit (Zu einem anderem Thema) mit Piezo Elementen beschäftigt.
Die meisten erzeugen eine Spannungsspitze bei Vollausschlag zwischen +-70V oder mehr. Diese kann natürlich für den Microcontrollereingang gefährlich werden. Leichte Vibrationen erzeugen meistens nur Änderungen im mV Bereich. Dieser Bereich ist mit dem Analog Digital Wandler im Arduino zwar zu erfassen, aber mit 10 Bit Auflösung nicht unbedingt sehr genau.
Man könnte die Auswertung so vornehmen, das man mit Hilfe eines Impedanzwandlers (Operationsverstärker ohne Verstärkung) das Signal Verstärkt, (bezüglich der Signal stärke) ohne die Form zu verändern und anschließen mit einem Addier die Spannung auf 2,5V anhebt und das Signal um Faktor 5 verstärkt.
Am Eingang vor dem Impedanzwandler, sollte man eine Begrenzung (z.B. mit Z-Dioden) der Spannung auf +-2,5V vornehmen, so dass der Eingang des Operationsverstärkers keine Überspannung abbekommt.
Am Ausgang vom Addierer würde das Signal des Piezos zwischen 0 V und 5 V schwanken wobei 2,5 V der Ruhelage entsprechen würden.
Der Vorteil an der Verstärkung des Signals liegt an der besseren Auswertbarkeit.
Wenn du nun eine Genaue Auswertung der Signalform vornehmen wolltest um z.B. herauszufinden mit welchem Gegenstand geklopft worden ist, dann müsstest du bei der Spannungsbegrenzung am Eingang darauf achten, dass das Signal nicht verzerrt wird ;-).
[off-topic]
Wenn man nun mal kurz vom Thema abschweift und weiter über Klopfsensoren nachdenkt, kann man mit zwei Sensoren auf einer Stange die in einem festen bekannten Abstand angebracht sind, ermitteln wo man auf die Stange geklopft hat und aus welchem Material der Gegenstand bestand mit dem man geklopft hat.
Wenn man nun noch ein bisschen weiter denkt, kann man auch die Position an der geklopft wurde auf einer Fläche ermittel. Die Fläche muss nur aus einem Material bestehen das gleichmäßig aufgebaut ist. (Metallplatte, Holzplatte ohne Astlöcher und Störungen, Sperrholzplatten) 