Zelf je eigen domoticasensor maken is niet zo moeilijk of duur. Je hebt een sensor nodig en een microcontrollerbordje dat de sensorgegevens draadloos doorstuurt naar je domoticacontroller. In dit artikel sluiten we temperatuur-, luchtvochtigheids- en luchtdruksensoren en een lcd-schermpje aan op een ESP8266 WiFi Module. We installeren er de ESP Easy-firmware op en integreren onze sensor met het opensource-domoticasysteem Domoticz, zodat je in het dashboard van je domoticacontroller de meetgegevens kunt aflezen. Je eigen domotica-systeem in 17 stappen!

01 ESP8266

Het hart van een domoticasensor bestaat uit een controllerbordje dat sensorgegevens inleest en doorstuurt naar je domoticacontroller. Een populaire keuze bij doe-het-zelvers zijn bordjes gebaseerd op de ESP8266 WiFi Module, geproduceerd door het Chinese bedrijf Espressif Systems. De controller werkt op een klokfrequentie van 80 of 160 MHz, heeft 64 kilobyte instructiegeheugen en 96 kilobyte datageheugen, 512 kilobyte tot 4 megabyte ram, 802.11 b/g/n wifi en 16 gpio-pinnen voor communicatie met de buitenwereld. Vooral de controllerbordjes van AI-Thinker zijn populair, in het bijzonder de minimalistische ESP-01 met 6 bruikbare pinnen en de ESP-12E met 20 bruikbare pinnen.

02 ESP Easy

Met alleen de hardware ben je nog nergens: de firmware die op de ESP-module draait, bepaalt de functie van het controllerbordje. Oorspronkelijk was de NodeMCU-firmware een populaire keuze voor de ESP8266, maar ook de Arduino-firmware is ondertussen ondersteund. Het interessante aan die laatste is dat je dan met de Arduino IDE programma’s voor de ESP-module kunt ontwikkelen. En de ontwikkelaars van de ESP Easy-firmware maken het ons nog makkelijker: ESP Easy verandert je ESP-module in een multisensorapparaat dat je eenvoudig via een webinterface configureert.

©PXimport

03 Firmware downloaden

Op het moment van schrijven nemen de ontwikkelaars van ESP Easy hun firmware op de schop. We kiezen daarom niet voor de stabiele release, maar voor een ontwikkelversie van de volledig herschreven versie 2.0. Download het zipbestand (bij ons was dit ESPEasy_v2.0.0-dev11.zip, dat in de praktijk heel stabiel bleek) en pak het uit. Naast de broncode zie je er ook allerlei bin-bestanden. Dat is de binaire versie van de firmware. De namen maken duidelijk welke je nodig hebt: normal bevat alleen de stabiele plug-ins, test ook de testplug-ins en dev ook de plug-ins die nog in ontwikkeling zijn. 1024 is voor ESP-modules met 1 MB flash en 4096 voor ESP-modules zoals de ESP-12E met 4 MB flash.

04 Firmware flashen

Dit artikel illustreren we met de ESP-12E, die een micro-usb-connector heeft met ingebouwde usb-naar-serieel-converter voor seriële communicatie met je pc. Download eerst de CP2102-drivers van de website van Silicon Labs. Sluit daarna de ESP-module via usb aan op je pc. Gebruik je een ander model ESP-module, dan heb je nog een usb-naar-ttl-converter nodig, die je op de gpio-pinnen van je module aansluit. Bekijk de wiki van ESP Easy voor meer informatie. Het flashen van de firmware gaat met de tool FlashESP8266.exe in het zipbestand met de firmware. Kies de seriële poort (bijvoorbeeld COM0) en het bin-bestand met de gewenste firmware.

©PXimport

05 Wifi-configuratie

Wanneer de vers geflashte ESP-module opstart (druk op het RST-knopje op het bordje nadat het flashen voltooid is), functioneert hij als een draadloos toegangspunt met ssid ESP_Easy_0. Verbind ermee via je smartphone of een ander wifi-apparaat en voer als wachtwoord configesp in. Open daarna je webbrowser, die je naar de captive portal van de ESP-module omleidt. Kies daar met welk ssid je de ESP-module wilt laten verbinden en voer het bijbehorende wachtwoord in. Druk op Connect om de verbinding op te zetten.

06 Wachtwoord

Als de ESP-module erin geslaagd is om met je wifi te verbinden, krijg je het ip-adres te zien. Verbind nu op je smartphone opnieuw met je normale wifi en bezoek dan in je webbrowser (dat kan nu op je pc, een groter scherm is nu wel handiger) het ip-adres van de ESP-module voor de rest van de configuratie. In het tabblad Config is het vooral belangrijk dat je hier een unieke naam geeft aan je module en een beheerderswachtwoord kiest, zodat niet iedereen in je lokale netwerk in staat is om de configuratie te veranderen. Druk onderaan op Submit.

07 Domoticz-controller toevoegen

In het tabblad Controllers staat standaard al een controller toegevoegd met het protocol van Domoticz. Klik ernaast op Edit. Als protocol laat je Domoticz HTTP staan. Vul het ip-adres en de poort (standaard 8080) van je Domoticz-controller in. Heb je de webinterface van Domoticz afgeschermd met een gebruikersnaam en wachtwoord, vul die hier dan ook in. Vink tot slot Enabled aan en klik op Submit. Als je daarna op Close drukt, zie je je Domoticz-controller in de lijst met controllers staan.

©PXimport

08 Statusled

In het tabblad Hardware definieer je waarvoor je de gpio-pinnen inzet. Een handige functie die nieuw is in versie 2.0 van de firmware, vind je onder Wifi Status LED. Als je daar het pinnummer invoert waarop een led is aangesloten, geeft ESP Easy de status van wifi weer op die led. En dat kan ook met de ingebouwde led van de ESP-module. Kies daarvoor GPIO-2 (D4) en vink Inversed LED aan omdat die led active-low werkt. Klik onderaan op Submit. Als ESP Easy niet met wifi verbonden is, knippert de led nu snel tussen helder en zacht.

09 Sensoren en schermpje

Neem nu een breadboard en plaats daarop de (niet op de voeding aangesloten!) ESP-module en een BMP180-sensorbordje. Die laatste is een printplaatje met temperatuur- en luchtdruksensor. Verbind nu VIN op de BMP180 met 3V3 op de ESP-module, GND met GND, SCL met D1 en SDA met D2. Neem nu de AM2302 (DHT22) temperatuur- en luchtvochtigheidssensor, sluit het rode draadje aan op VIN, het zwarte op GND en het gele op D5. Sluit tot slot het OLED-schermpje met SDD1306-controller aan: VCC op VIN, GND op GND, SCL op D1 en SDA op D2. Sluit daarna terug de voeding van de ESP-module aan.

10 Virtuele sensoren in Domoticz

Maak in de webinterface van Domoticz een dummy-sensor aan. Open daarvoor het menu Instellingen / Hardware, kies nieuwe hardware uit de lijst van het type Dummy, geef het apparaat een naam en zorg dat Actief aangevinkt staat. Klik op Toevoegen. Klik daarna bij het virtuele apparaat op Maak virtuele sensoren. Geef de sensor een naam en kies als type Temp+Hum. Klik op OK om de sensor aan te maken. Zoek de sensor daarna in Instellingen / Apparaten en noteer het getal in de kolom Idx. Dit is het id van de sensor. Voeg daarna op dezelfde manier een sensor toe van het type Temp+Baro.

©PXimport

11 DHT-sensor configureren

Open nu de webinterface van ESP Easy. Klik in het tabblad Devices in de eerste rij op Edit. Kies bij Devices voor Environment - DHT11/12/22. Geef de sensor een naam en vink Enabled aan. Kies als GPIO-pin GPIO-14 (D5) en als sensortype DHT 22. Vul bij IDX het id van de sensor in Domoticz in en verzeker je ervan dat Send to Controller aangevinkt staat. Klik daarna op Submit. Klik je daarna op Close, dan zie je in de lijst met apparaten de sensor staan, inclusief de huidige temperatuur en luchtvochtigheid. Ook in Domoticz krijg je de gegevens te zien.

12 BMP-sensor configureren

De BMP180-sensor communiceert met de ESP-module door middel van de I2C-interface. Kijk dus eerst in het tabblad Hardware van ESP Easy na of de I2C-interface correct is geconfigureerd: GPIO-4 (D2) bij SDA en GPIO-5 (D1) bij SCL. Dit zijn ook de verbindingen die je op het breadboard hebt gemaakt. Ga dan naar het tabblad Devices en klik in de tweede rij op Edit. Kies als apparaat Environment - BMP085/180. Geef de sensor een naam, vink Enabled aan en vul de hoogte van je locatie in meters in (om te compenseren voor de luchtdruk). Vul het juiste id van de virtuele sensor in Domoticz in en klik op Submit.

13 Eigen regels aanmaken

Tijdens de redactiesluiting zat er nog een fout in ESP Easy waardoor de firmware de luchtdruk van de BMP-sensor niet correct naar Domoticz stuurt. ESP Easy is gelukkig flexibel genoeg om dit te op te lossen. Vink daarvoor eerst bij je BMP-sensor Send to Controller uit en klik op Submit. Open daarna het tabblad Tools, klik op Advanced, vink Rules aan en klik op Submit. Er verschijnt nu een nieuw tabblad Rules. Open dit. In het tekstveld voeg je nu eenvoudig je eigen regels toe.

©PXimport

14 Timer

Voeg in het tekstveld het onderstaande script toe. Vervang daarin het ip-adres, het poortnummer en het id door de waarden voor jouw situatie. Dit script stuurt elke minuut de sensorgegevens naar Domoticz. Reboot achteraf de ESP-module in Tools / Reboot.

On System#Boot do

timerSet,1,60

endon

On Rules#Timer=1 do

SendToHTTP,192.168.1.101,8080,/json.htm?type=command&param=udevice&idx=230&nvalue=0&svalue=[BMP#Temperature];[BMP#Pressure];BAR_FOR;ALTITUDE

timerSet,1,60

endon

15 OLED-scherm configureren

Dan rest ons alleen nog om het oled-schermpje te configureren zodat we de sensorgegevens ook daarop te zien krijgen. Klik eerst in het tabblad Tools op I2C Scan en kijk welk I2C-adres het oled-scherm gebruikt, standaard 0x3c. Maak daarna een derde apparaat aan in het tabblad Devices en kies als type Display - OLED SSD1306. Kies een naam, vink Enabled aan en controleer of het juiste I2C-adres ingevuld staat. Kies ook de juiste rotatie (normaal of ondersteboven) en schermgrootte.

©PXimport

16 Sensorgegevens tonen

In de rest van de configuratie van het oled-schermpje kies je wat er op het scherm komt. Je hebt 8 regels van 16 tekens die je kunt vullen. Vul op regel 1 T: [BMP#Temperature]^C in, op regel 2 H: [AM2302#Humidity]% en op regel 3 P: [BMP#Pressure] hPa. We gebruiken de temperatuur van de BMP180, omdat die accurater is dan de DHT22. Klik op Submit. Na een minuut (de standaard ingestelde vertraging) krijg je de sensorgegevens op het schermpje te zien.

17 Andere sensoren en actuatoren

De sensoren en het schermpje die we in deze workshop aansloten, zijn uiteraard niet de enige ondersteunde apparaten. Hier vind je een lijst met alle plug-ins. Hier zie je ook welke plug-ins in de normal-firmware zitten en voor welke je de testing- of development-firmware nodig hebt. Op de wiki-pagina van een plug-in staat hoe je het apparaat aansluit en hoe je de plug-in in ESP Easy configureert.

©PXimport

IoT-sensor op batterijen

Een paar bestanden hernoemen is zo gebeurd. Maar zodra je tientallen of honderden namen moet aanpassen, schiet handmatig werk tekort. Dan komt externe software goed van pas. PowerRename, onderdeel van de PowerToys-collectie, biedt uitkomst. Met deze slimme tool kun je grote aantallen bestanden in één keer hernoemen. Dat gaat snel, efficiënt en precies zoals jij het wilt.

PowerRename activeren

PowerRename is een stuk krachtiger dan de standaard hernoemfunctie van Windows. De tool maakt deel uit van PowerToys, een opensource-project van Microsoft. Wil je de Microsoft Store-versie installeren? Open dan het Startmenu, zoek naar Microsoft Store en start de app. Typ PowerToys in het zoekveld bovenaan. Klik op Installeren zodra je het programma hebt gevonden. Na installatie verschijnt PowerToys in het systeemvak van Windows. Open het, kies in de linkerkolom PowerRename en je ziet meteen een korte animatie van hoe de tool werkt. Klik op Instellingenopenen en controleer of PowerRename is ingeschakeld. Let op: bij ons werkte PowerRename pas na een herstart van het systeem.

Contextueel menu in Verkenner

Open de map met de bestanden die je wilt hernoemen. Selecteer ze allemaal met Ctrl+A en klik met de rechtermuisknop op de selectie. In het contextmenu van Windows Verkenner kies je onderaan de opdracht Naam wijzigen met PowerRename.

Zoeken en vervangen

Daarna opent het venster van PowerRename. In het veld Zoeken geef je in welk deel van de bestandsnaam je wilt vervangen. In het veld eronder typ je de nieuwe tekst. In ons voorbeeld vervangen we het woord Image door Kreta2015. Nog vóór de wijziging wordt uitgevoerd, toont PowerRename een overzicht: links de oorspronkelijke bestandsnamen, rechts de nieuwe. Zo zie je meteen wat er verandert. Daaronder kies je of de aanpassing moet gelden voor de volledige naam inclusief extensie, alleen de bestandsnaam, of alleen de extensie.

Met de knoppen onder Tekstopmaak pas je eenvoudig het hoofdlettergebruik aan, van alles in kleine letters, naar alles in hoofdletters, alleen een hoofdletter aan het begin, of elke beginletter van een woord in hoofdletters. Het laatste pictogram schakelt de nummering in. Activeer je dat, dan voegt PowerRename automatisch nummers tussen haakjes toe aan de bestandsnamen.

Het gebrek aan een rijk contrast is een van de grootste ergernissen bij lcd- en ledtelevisies. Fabrikanten hebben daarom een slimme techniek bedacht die het contrast aanzienlijk verbetert: local dimming. In dit artikel leggen we uit hoe deze techniek van jouw grijze nachtlucht weer een inktzwarte sterrenhemel maakt.

Het contrast van je televisie is misschien wel de belangrijkste eigenschap voor mooi beeld. We willen dat wit verblindend wit is en zwart echt inktzwart. Bij oledtelevisies is dat makkelijk, want daar geeft elke pixel zelf licht. Maar de meeste televisies in de Nederlandse huiskamers zijn nog steeds lcd- of ledschermen (inclusief QLED). Die werken met een lamp achter het scherm, de zogeheten backlight. Local dimming is de techniek die probeert de nadelen van die achtergrondverlichting op te lossen.

Om te begrijpen waarom local dimming nodig is, moet je eerst weten hoe een standaard led-tv werkt. Simpel gezegd is het een groot paneel met pixels die zelf geen licht geven, maar alleen van kleur veranderen. Achter die pixels brandt een grote lichtbak. Als het beeld zwart moet zijn, sluiten de pixels zich om het licht tegen te houden. Helaas lukt dat nooit voor de volle honderd procent; er lekt altijd wat licht langs de randjes. Hierdoor zien donkere scènes er vaak wat flets en grijzig uit. De achtergrondverlichting staat immers vol aan, ook als het beeld donker moet zijn.

Nooit meer te veel betalen? Check Kieskeurig.nl/prijsdalers!

De lampen dimmen waar het donker is

Local dimming pakt dit probleem bij de bron aan. In plaats van één grote lichtbak die altijd aan staat, verdeelt deze techniek de achtergrondverlichting in honderden (en bij duurdere tv's soms duizenden) kleine zones. De televisie analyseert de beelden die je kijkt continu. Ziet de processor dat er linksboven in beeld een donkere schaduw is, terwijl rechtsonder een felle explosie te zien is? Dan worden de lampjes in de zone linksboven gedimd of zelfs helemaal uitgeschakeld, terwijl de lampjes rechtsonder juist fel gaan branden.

Het resultaat is direct zichtbaar. Zwart wordt weer echt zwart, simpelweg omdat er geen licht meer achter dat deel van het scherm brandt. Tegelijkertijd blijven de lichte delen van het scherm helder. Dat zorgt voor een veel groter contrast en geeft het beeld meer diepte. Vooral bij het kijken van HDR-films en -series is dat van belang. Zonder local dimming kan een led-tv eigenlijk geen goed HDR-beeld weergeven, omdat het verschil tussen licht en donker dan te klein blijft.

©ER | ID.nl

Niet alle local dimming is hetzelfde

Het klinkt als een wonderoplossing, maar de uitvoering verschilt enorm per televisie. Het grote toverwoord hierbij is het aantal zones. Hoe meer zones de tv onafhankelijk van elkaar kan aansturen, hoe preciezer het licht kan worden geregeld. Goedkopere televisies gebruiken vaak edge lit local dimming. Hierbij zitten de lampjes alleen in de rand van de tv. Dat werkt redelijk, maar is niet heel nauwkeurig. Je ziet dan soms dat een hele verticale strook van het beeld lichter wordt, terwijl er eigenlijk maar één klein object moest worden verlicht.

De betere variant heet full array local dimming. Hierbij zitten de lampjes over de hele achterkant van het scherm verspreid. De allernieuwste en beste vorm hiervan is miniLED. Daarbij zijn de lampjes zo klein geworden dat er duizenden in een scherm passen, wat de precisie van oled begint te benaderen. Als er te weinig zones zijn, kun je last krijgen van zogenaamde 'blooming'. Dat zie je bijvoorbeeld bij witte ondertiteling op een zwarte achtergrond: er ontstaat dan een soort wazige lichtwolk rondom de letters, omdat de zone groter is dan de tekst zelf.

Ga voor de full monty!

Local dimming is dus geen loze marketingkreet, maar een dankbare techniek voor iedereen die graag films of series kijkt op een led- of QLED-televisie. Het maakt het verschil tussen een flets, grijs plaatje en een beeld dat van het scherm spat met diepe zwartwaarden. Ben je in de markt voor een nieuwe tv? Vraag dan niet alleen óf er local dimming op zit, maar vooral of het gaat om full array dimming. Je ogen zullen je dankbaar zijn tijdens de volgende filmavond!