Wanneer je foto’s met je smartphone of je digitale camera maakt, ze vervolgens met een beeldbewerkings-app op de pc bewerkt en daarna afdrukt, kan het voorkomen dat de kleuren niet zijn wat je ervan had verwacht. Dit probleem kun je vaak oplossen door middel van kalibratie en kleurbeheer.

Je hebt vast weleens ervaren dat de kleuren van foto’s op je scherm er anders uitzien dan op afdrukken van je eigen printer of op die van een online printservice. Dat is vervelend, maar technisch goed verklaarbaar en kan verschillende oorzaken hebben. Zo leest een camera kleuren uit van een sensor, geeft een beeldscherm deze weer via een lichtbron en gekleurde pixels, genereert een printer kleuren door inkt te mengen, en werkt een fotolab met meerdere lagen kleurstoffen. Kleuren worden dus door diverse apparaten via uiteenlopende technieken gecreëerd of weergegeven, en het is ook nog eens zo dat niet alle apparaten evenveel of dezelfde kleuren kunnen weergeven.

In de twee kaderteksten vind je meer achtergrondinformatie over deze en aanverwante aspecten, maar in dit artikel focussen we ons vooral op tools en technieken waarmee je ondanks deze hindernissen een zo optimaal mogelijke kleurweergave krijgt en tijdens je workflow behoudt. Je zult merken dat twee complementaire technieken daar een grote rol bij spelen: kalibratie en kleurbeheer.

Kalibreren

De tekstkaders ‘Kleurmodel’ en ‘Kleurbereik’ laten zien dat het behouden van optimale en consistente kleuren tijdens je workflow (bijvoorbeeld van camera naar scherm naar printer) niet eenvoudig is. Daarbij komt nog iets anders om de hoek kijken, wat duidelijk wordt wanneer je naar het onderstaande plaatje kijkt. Het betreft een foto op hetzelfde beeldscherm, maar met verschillende beeldinstellingen. Hierdoor loop je het risico om in je beeldbewerkingsprogramma aanpassingen te doen terwijl het verschil eigenlijk te wijten is aan een niet-optimale schermweergave.

Daarom is het van groot belang om zowel je monitor als je printer te kalibreren. Hierbij stel je eventuele afwijkingen van deze apparaten ten opzichte van de standaardwaarden vast en corrigeer je deze indien nodig. Het is tevens verstandig om deze kalibratie periodiek te herhalen, aangezien afwijkingen in de loop der tijd kunnen veranderen, bijvoorbeeld als gevolg van slijtage.

Dezelfde foto op hetzelfde scherm: welke is de ‘juiste’?

‘Oogbal’-kalibratie (monitor)

Er zijn in principe twee methoden om je scherm te kalibreren: een meer professionele aanpak met speciale apparatuur (zoals een colorimeter) en een meer handmatige of visuele methode, waarbij je eventuele afwijkingen op basis van eigen waarneming vaststelt. In dit artikel gaan we ervan uit dat je niet beschikt over een colorimeter en dus op je eigen beoordelingsvermogen vertrouwt.

Een goed startpunt voor visuele kalibratie is de online test op www.xrite.com/hue-test, waarbij je blokjes verschuift totdat je ze allemaal correct hebt gesorteerd op kleurtint. Als je hier problemen mee hebt, is het wellicht handig om tijdens de visuele kalibratie hulp in te schakelen van iemand met een hoger ‘kleuren-IQ’.

Houd er rekening mee dat het (visuele) kalibratieproces ook door verschillende omgevingsfactoren kan worden beïnvloed, zoals de lichtinval. Deze hangt af van de plaatsing van je beeldscherm, de reflectie van muren en plafonds, evenals het type en de intensiteit van de verlichting. Zorg ervoor dat je monitor zo min mogelijk lichtbronnen reflecteert en schakel het apparaat enige tijd voor aanvang van de kalibratie in.

Ook je eigen ‘kleuren-IQ’ speelt een rol bij het kalibreren.

©StudioGraphic - stock.adobe.com

Een beeldscherm en een printer genereren kleuren op een totaal verschillende manier.

OSD-menu

De eenvoudigste kalibratie kan worden uitgevoerd vanuit het menu van je beeldscherm. De meeste monitors hebben knoppen waarmee je een On-Screen Display (OSD) kunt openen om verschillende instellingen aan te passen. Zorg er eerst voor dat je scherm is ingesteld op de aanbevolen resolutie, wat in Windows kan via Instellingen / Systeem / Beeldscherm / Beeldschermresolutie. Houd ook een of twee degelijke referentieafbeeldingen bij de hand. Nuttige testafbeeldingen zijn te vinden op websites als Print Art, Gary Ballard en Lagom LCD Monitor Test Images.

Het geven van universele richtlijnen voor optimale instellingen via een OSD-menu is lastig, maar het is wel bekend dat gebruikers hun monitor vaak te helder en met te weinig contrast instellen. De kleurtemperatuur (color tone) van je monitor is ook belangrijk omdat dit bepaalt hoe we de kleur wit waarnemen, wat onder andere afhangt van de lichtbron. Over het algemeen is een meer neutrale instelling, zoals 6500 Kelvin (D65) meestal de beste keuze.

De meeste OSD-menu’s bieden ook de mogelijkheid om de RGB-waarden en de gammawaarde in te stellen. Laatstgenoemde bepaalt de helderheid van grijstinten. In principe maakt een lagere waarde deze tinten helderder, maar dit verhoogt wel het risico op een lichter en fletser beeld.

Gebruik een of meer referentiefoto’s voor een visuele kalibratie van je scherm.

Kalibratiewizard

Beter nog dan kalibratie via het OSD-menu is de kalibratietool die standaard in Windows en macOS is ingebouwd. Deze bieden meer begeleiding en stellen op basis van je bevindingen automatisch ook een kleurprofiel samen (zie de paragraaf ‘Kleurprofiel’). We tonen kort hoe je de kalibratiewizard van Windows gebruikt.

Tik kalibreren in de Windows-zoekbalk en start Beeldschermkleur kalibreren op. Als je meerdere monitors hebt, verplaats dan het programmavenster naar de gewenste monitor. Volg de instructies om de gammawaarde te optimaliseren door de middelpunten van de cirkels minimaal zichtbaar te maken. Stel vervolgens helderheid en contrast in via het OSD-menu. Kalibreer daarna de kleurbalans met de schuifregelaars voor rood, groen en blauw. Vergelijk het resultaat met de knoppen Vorige kalibratie en Huidige kalibratie. Laat het vinkje staan bij ClearType Tuner starten […] als je ook een wizard voor scherpe tekstweergave wilt opstarten.

Met de kalibratiewizard kun je eenvoudig de optimale gammawaarde instellen.

©Sergio - stock.adobe.com

Het menselijke oog kan alle kleuren in dit kleurbereik zien en dus meer kleuren waarnemen dan wat RGB en zeker CMYK kunnen weergeven.

Printerkalibratie

Ook voor printerkalibratie zijn er professionele methodes, zoals een spectrofotometer met bijbehorende software. Deze meet de golflengte van het licht over het zichtbare kleurenspectrum en kan op basis van je fotoafdrukken een optimaal kleurprofiel samenstellen. Dit kost je echter al snel enkele honderden euro’s.

Een alternatief is dat je dit proces uitbesteedt, bijvoorbeeld bij www.kleurprofiel.com. Je drukt dan eerst de beschikbare tiff-bestanden af zonder kleurcorrectie toe te passen, bijvoorbeeld met de gratis tool ACPU (Adobe Color Printer Utility, voor Windows en macOS). Schakel ook kleurbeheer of eventueel andere kleuraanpassingen in je printerdriver uit. Houd er verder rekening mee dat ook factoren als inktsoort en papiertype invloed kunnen hebben (waardoor je wellicht ook bij je printerproducent geen bruikbare profielen gaat vinden). Na het afdrukken kun je de prints naar de service sturen en tegen betaling kleurprofielen ontvangen.

Druk je testplaatjes af zonder ingebouwd kleurbeheer of kleurcorrecties (hier met ACPU).

‘Oogbal-kalibratie’ (printer)

Als je geen geld wilt uitgeven, kun je de kalibratie ook handmatig en visueel uitvoeren met geschikte afbeeldingen. Hierbij kun je gebruikmaken van afbeeldingen als bij het ‘OSD-menu’, door online te zoeken naar color chart calibration of door zelf een testafbeelding te maken. Bijvoorbeeld een vierkant met zuiver rood (RGB 255,0,0), waarbij je geleidelijk de 0-waarden verhoogt tot je puur wit krijgt (255,10,10; 255,20,20; …; 255,255,255). Doe hetzelfde voor groen (0,255,0) en blauw (0,0,255), en voeg eventueel ook ‘natuurlijke’ beelden toe die je vaak fotografeert.

Druk deze afbeeldingen af op het type papier dat je ook voor je foto’s gebruikt en bestudeer ze zorgvuldig, eventueel met een vergrootglas. Als er kleurafwijkingen zijn, kun je de printerinstellingen aanpassen. Ga hiervoor naar Instellingen van Windows, selecteer Bluetooth en apparaten, ga naar Printers en scanners, kies je printer en klik op Printereigenschappen. Hier kun je aanpassingen maken onder tabbladen zoals Algemeen (druk hier op de knop Voorkeursinstellingen en bekijk de diverse tabbladen) en Kleurbeheer.

Aangezien de kwaliteit en kleurweergave ook afhankelijk zijn van het papier, kun je overwegen om dezelfde printer meerdere keren te installeren met optimale instellingen voor elk papiertype. Geef elke printerconfiguratie een specifieke naam, zoals Mat fotopapier 200g.

Sleutelen aan de printereigenschappen is een alternatief voor een geoptimaliseerd kleurprofiel.

Kleurprofiel

Goede kleurprofielen helpen om de kleuren optimaal te tonen op specifieke apparaten. Bij beeldschermen worden deze ICC-profielen vaak geleverd met het apparaat of zijn ze beschikbaar op de website van de fabrikant. Je kunt ook profielen vinden op de ICC Profiles and Monitor Calibration Settings Database (vanaf 1 dollar per maand).

Daarnaast kun je zoals gezegd zelf een kleurprofiel creëren via de ingebouwde kalibratiewizard van Windows. Na het voltooien van de wizard maakt Windows namelijk een ICC-bestand aan en koppelt dit meteen aan de monitor. Je kunt dit controleren door Windows-toets+R in te drukken, colorcpl uit te voeren en het juiste apparaat te selecteren. Het gekoppelde ICC-profiel wordt dan getoond. Als er meerdere zijn, kies dan het meest relevante en klik op Als standaardprofiel instellen. Als het goed is, is dit het ‘sRGB display profile’, gemaakt door de kalibratietool.

Om een ander profiel te kiezen, plaats je een vinkje bij Mijn instellingen voor dit apparaat gebruiken, klik op Toevoegen en kies het gewenste ICC-profiel. Standaard bewaart Windows ICC-profielen in de map %windir%\System32\spool\drivers\color.

Dit selectieproces is overigens ook van toepassing op printers, waarbij je bijvoorbeeld een profiel kunt kiezen dat is samengesteld met een spectrofotometer.

Ook in Windows kun je profielbestanden koppelen aan schermen, printers en scanners.

Bron

We gaan ervan uit dat je je monitor en printer goed hebt gekalibreerd en degelijke kleurprofielen aan je apparaten hebt gekoppeld. Er zijn echter nog enkele belangrijke punten om op te letten tijdens je workflow van camera tot scherm en printer.

Laten we beginnen met het opnameapparaat, zoals je digitale camera of smartphone. De meeste camera’s gebruiken standaard de kleurruimte sRGB, maar als Adobe RGB beschikbaar is, is het beter om die te selecteren vanwege het grotere kleurbereik. Als je camera het toelaat, is het nog beter om in RAW te fotograferen. Hierdoor kun je later in je RAW-fotobewerkingssoftware, zoals Adobe Lightroom of het gratis darktable, zelf de kleurruimte instellen en dus bepalen welke kleuren behouden blijven. Houd er rekening mee dat smartphones op dit gebied meestal minder flexibel zijn, en als ze al een kleurprofiel gebruiken, wordt dit meestal rechtstreeks in het bestand ingebed.

©Sergio - stock.adobe.com

De Adobe RGB-kleurruimte heeft een groter kleurbereik dan het vaak gebruikte sRGB.

Werkruimte

Voor het vervolg van de workflow nemen we het gratis GIMP als voorbeeld. Hoewel het kleurbeheer niet zo geavanceerd is als bijvoorbeeld Photoshop, is GIMP een gratis optie. Je kunt GIMP configureren om het ingebedde kleurprofiel van fotobestanden ongewijzigd te laten, om zo ongewenste automatische conversies te voorkomen. Ga naar Bewerken / Voorkeuren en open Kleurbeheer. Bij het onderdeel Beleid - Gedrag bij openen van bestanden kun je de instelling laten staan op Vragen wat te doen of kiezen voor Ingebed profiel behouden.

Bij Voorkeursprofielen kun je, indien gewenst, Adobe RGB selecteren als het RGB-profiel (je kunt dit profiel ook downloaden). Dit profiel wordt dan naast het ingebouwde RGB-profiel aangeboden.

Merk op dat de Beeldschermmodus standaard is ingesteld op Kleurbeheerd beeldscherm. In dit geval kun je bij Beeldschermprofiel verwijzen naar het kleurprofiel dat je via kalibratie hebt aangemaakt. Je kunt ook Optimaliseer beeldscherm voor instellen op Precisie/kleurgetrouwheid, tenzij je een snellere verwerking belangrijker vindt.

Je doet er goed aan de kleurbeheeropties van GIMP grondig te controleren en optimaal in te stellen.

Profielconversie

Bij het openen van een fotobestand met een afwijkend kleurprofiel verschijnt een dialoogvenster waarin je kunt aangeven hoe je wilt handelen: of je behoudt de oorspronkelijke werkruimte (aangeduid als kleurprofiel) of je converteert naar het ingebouwde sRGB-kleurprofiel. In het geval van de conversie naar sRGB wordt ook een renderintentie toegepast als bepaalde kleuren buiten de kleurruimte van de beoogde werkruimte vallen.

De standaard renderintentie is Relatief colorimetrisch. Hierbij wordt het witpunt van de invoer vergeleken met dat van de uitvoer, waarna alle kleuren die buiten de kleurruimte van de uitvoer vallen, worden verschoven naar de dichtstbijzijnde beschikbare kleuren. Een andere veelgebruikte intentie is Perceptueel, waarbij geprobeerd wordt om de natuurlijke uitstraling van de afbeelding zo veel mogelijk te behouden. Als er geen kleurprofiel is ingesloten, selecteert GIMP automatisch het ingebouwde sRGB-kleurprofiel.

Overigens kun je de werkruimte ook aanpassen nadat je de foto hebt geopend. Ga naar Afbeelding / Kleurbeheer en kies voor Kleurprofiel toewijzen of Naar kleurprofiel converteren. In het laatste geval kun je ook zelf de renderintentie instellen. Als je eerder een voorkeursprofiel hebt toegevoegd, zoals Adobe RGB, kun je dit profiel hier terugvinden.

Je kunt de werkruimte ook na het ophalen van de foto nog aanpassen in GIMP.

Afdruk

Nadat je alle gewenste aanpassingen aan je foto hebt gemaakt en klaar bent om deze naar je printer te sturen, is het een goed idee om het resultaat eerst op je scherm te bekijken via afdruksimulatie, ook wel bekend als ‘soft proofing’. Ga hiervoor opnieuw naar Bewerken / Instellingen / Kleurbeheer. In het gedeelte Afdrukvoorbeeld selecteer je het kleurprofiel van je printer en kun je de renderintentie instellen (probeer zowel Relatief colorimetrisch als Perceptueel uit. Stel bij Optimaliseer afdrukvoorbeeld voor bij voorkeur Precisie/kleurgetrouwheid in en zorg ervoor dat je de optie Kleuren buiten het gamut markeren met de gewenste kleur aanvinkt. Hierdoor kun je op het scherm duidelijk zien welke kleuren je printer(profiel) mogelijk niet perfect kan weergeven. Ga hiervoor naar Beeld / Kleurbeheer en activeer Afdrukvoorbeeld.

Soft proofing: zo te zien vallen heel wat kleuren buiten het kleurprofiel van onze printer.

Houd je van knutselen én automatiseer je alles in en om je huis met Home Assistant? Kijk dan zeker eens naar ESPHome. Je kunt eindeloos variëren met componenten. Dankzij de koppeling met Home Assistant bouw je gemakkelijk en voor weinig geld een lichtschakelaar of sensor, om maar wat te noemen. De LVGL-bibliotheek zorgt ervoor dat je nu ook eenvoudig met een touchscreen en zelfbedachte gebruikersinterface kunt werken. We laten zien hoe dat werkt met tips voor passende projecten.

ESPHome maakt het heel makkelijk om apparaten te maken voor een slim huis, zoals je eigen sensors. Zo bouwden we eerder al eens een luchtkwaliteitsmonitor, een infraroodzender/ontvanger en een controller met drukknoppen en leds, waarmee je apparaten kunt bedienen en de status aflezen. Hoe je dat doet, lees je in dit artikel: Zo maak je met ESPHome apparaten geschikt voor je smarthome.

De basis voor ESPHome is een kleine, voordelige en zuinige microcontroller, meestal de ESP32. ESPHome ondersteunt enorm veel componenten en biedt daardoor haast onbegrensde mogelijkheden. We helpen je kort op weg met ESPHome, maar gaan ook meteen een stapje verder met de toevoeging van een touchscreen en de LVGL-bibliotheek. Daar kun je sinds augustus 2024 officieel gebruik van maken binnen ESPHome.

Met LVGL kun je aan de hand van widgets een grafische gebruikersinterface opbouwen en weergeven (zie kader ‘Grafische interfaces met widgets’). Soms kom je de term HMI (Human Machine Interface) tegen, waarmee een grafische gebruikersinterface voor het bedienen van apparatuur wordt bedoeld.

De kracht van ESPHome is dat je niet alleen lokaal aangesloten apparaten bedienbaar kunt maken, bijvoorbeeld via een relais, maar ook alle apparaten die je binnen Home Assistant gebruikt.

1 Wat gaan we doen?

Met ESPHome kun je relatief eenvoudig apparaatjes voor je slimme huis maken. Een voordeel ten opzichte van bijvoorbeeld Arduino en MicroPython is dat je niet hoeft te programmeren. Je hoeft alleen een configuratiebestand te maken waarin je de gebruikte microcontroller, verbindingsgegevens voor je wifi-netwerk en alle aangesloten componenten aanduidt. Hierna wordt firmware gemaakt en weggeschreven op je microcontroller. Alleen die eerste keer is dit soms wat lastig. Heb je het eenmaal werkend? Alle keren erna kun je heel eenvoudig de configuratie aanpassen en over-the-air (OTA) naar de microcontroller sturen.

In dit artikel gaan we met LVGL werken. Hiermee kun je binnen ESPHome grafische interfaces maken via widgets. Voor veel projecten zul je daarom niet eens componenten hoeven aan te sluiten, maar heb je genoeg aan een touchscreen. Denk bijvoorbeeld aan een lichtknop en helderheidsregeling voor een slimme lamp in Home Assistant, zoals we in dit artikel demonstreren. Je kunt natuurlijk ook geavanceerdere gebruikersinterfaces maken voor vrijwel elk apparaat in Home Assistant.

©pozitivo - stock.adobe.com

Je kunt bijvoorbeeld zelf een gebruikersinterface voor je slimme lampen bouwen, zodat je ze eenvoudig kunt bedienen.

2 Wat heb je nodig?

Wat hardware betreft, is het vrij eenvoudig. De ESP32-chip heeft snel de voorkeur boven de verouderde ESP8266-versie, zeker als je met een touchscreen gaat werken. De Raspberry Pi Pico W (zie gelijknamig kader) is ook een optie, maar die wordt nog niet volledig ondersteund binnen ESPHome.

Makkelijk om mee te starten is een eenvoudig ontwikkelbordje rondom de ESP32 dat je voor ongeveer 5 euro kunt aanschaffen. Het is wel fijn als je hier goede documentatie bij hebt, zodat je op zijn minst weet waar alle aansluitingen zitten.

Er zijn diverse varianten van de ESP32-module. Bekende opties zijn de ESP-WROOM-32E, ESP32-C3 en ESP32-S3. De ESP32-C3 wordt vaak in extra compacte bordjes gebruikt, die je onder de naam ‘super mini’ tegenkomt – handig als je niet veel aansluitingen nodig hebt of niet veel ruimte hebt.

De ESP32-S3 is een fijne optie vanwege de beschikbaarheid van PSRAM (Pseudo Static RAM), een voordelig type werkgeheugen dat onder meer nuttig is bij grafische toepassingen. Staat een touchscreen centraal in jouw project en wil je snel van start, overweeg dan een model met ingebouwde ESP32-chip (zie volgende paragraaf).

De ESP32-module is in verschillende uitvoeringen verkrijgbaar.

3 Touchscreen

Als je een touchscreen gaat gebruiken in je ESPHome-project, dan kun je eventueel een los exemplaar op de microcontroller aansluiten en configureren. Maar je kunt ook een touchscreen met ingebouwde ESP32 kiezen. Dat is vaak veel handiger en goedkoper. Je hoeft niet te solderen en kunt direct een gebruikersinterface bouwen in YAML-code. Het scheelt ook wat tijd. Bovendien zijn er zelfs modellen compleet met behuizing.

Kies een scherm dat door ESPHome wordt ondersteund. De website van ESPHome geeft goede suggesties. Je kunt ook afgaan op ervaringen van anderen. Het kan dan een iets grotere uitdaging zijn om de juiste configuratie voor je display in ESPHome te vinden. Je zult daarbij waarschijnlijk wel even moeten experimenteren, niet alleen bij het instellen van je display, maar ook bijvoorbeeld voor het touchgedeelte. Zelfs bij het vrij gangbare touchscreen dat we in dit artikel gebruiken, was dat een beetje prutsen.

Kies een touchscreen dat door ESPHome wordt ondersteund.

4 Scherm met ESP32

Voor dit artikel hebben we een eenvoudige ESP32-2432S028 gebruikt, met een resistief touchscreen van 2,8 inch met 240 × 320 pixels. Dit model wordt ook wel de ‘Cheap Yellow Display’ genoemd, wat vooral met de gele printplaat te maken heeft.

Er zijn meerdere varianten. Zo wordt in de schermpjes vaak de ILI9341-chip als aansturing gebruikt, maar soms ook de ILI9342, zoals in ons exemplaar. Dat vergt dan een heel kleine, maar noodzakelijke aanpassing in je configuratie.

Je kunt het scherm flexibel inzetten voor je IoT-projecten. Zoek je een wat groter touchscreen, dan kun je bijvoorbeeld de CrowPanel van Elecrow overwegen. Die is er in een versie van 5 inch (ca. 32 euro) en 7 inch (ca. 42 euro), inclusief acrylbehuizing en verzending via de fabrikant. Beide versies hebben een touchscreen met hoge resolutie van 800 × 480 pixels en zijn voorzien van de modernere ESP32-S3-chip. Het touchscreen is capacitief, wat zeker voor kleinere bedieningselementen fijner werkt dan het resistieve touchscreen in ons goedkope alternatief.

Tegenwoordig bestaan er ook ronde touchscreens. Een leuke optie (zij het met beperkte schermruimte) is de ESP32-2424S012 met een ESP32-C3-microcontroller, een rond kleuren-touchscreen van 1,28 inch en in een witte of zwarte behuizing. Makerfabs heeft een vergelijk schermpje zonder behuizing. De LilyGo T-RGB heeft een wat groter 2,1inch-scherm (zonder behuizing), maar is ruim twee keer zo duur.

De ESP32-2432S028 is een voordelig scherm (onder), een wat duurder alternatief is het capacitieve 5inch-aanraakscherm met ESP32 van Elecrow (boven).

5 Add-ons voor ESPHome

Hoewel je bijvoorbeeld een pc met Python kunt gebruiken voor het bewerken van je configuratiebestanden en het flashen van de microcontroller met de software voor ESPHome, is het meestal veel makkelijker om de add-on voor ESPHome binnen Home Assistant te gebruiken. Dat geeft ook een ander groot voordeel: je kunt de configuratie voor alle apparaten met ESPHome binnen Home Assistant beheren. Je zult zeker in de testfase veel wijzigingen aan de configuratie moeten maken.

Via de add-on voor ESPHome voeg je eenvoudig microcontrollers toe.

6 Microcontroller toevoegen

We gaan nu een verse microcontroller toevoegen. Je kunt eventueel ESPHome Web gebruiken om de microcontroller voor te bereiden voor gebruik met ESPHome, maar wij geven zoals gezegd de voorkeur aan de ESPHome-add-on, die je binnen Home Assistant kunt openen.

Je kunt voor deze methode de microcontroller gewoon via usb aansluiten op je eigen pc, maar dit vereist wel dat je Home Assistant opent via een beveiligde https-verbinding. Lukt dat niet? Als alternatief kun je de microcontroller ook via usb aansluiten op het systeem met Home Assistant zelf, voordat je verder gaat in ESPHome.

Het dashboard van ESPHome toont alle toegevoegde apparaten.

Ook leuk: Werk met wat je hebt: creëer je eigen alarmsysteem met Home Assistant

7 Configuratie

Klik binnen ESPHome op New device om een nieuwe microcontroller te initialiseren. Vul bij Name een naam in voor het apparaat. Bij Network name vul je de naam (SSID) in van het wifi-netwerk waarmee de microcontroller moet verbinden en bij Password het bijbehorende wachtwoord. Klik dan op Next.

In de volgende stap zal ESPHome een configuratiebestand maken, firmware bouwen en de microcontroller flashen. Klik daarvoor dus eerst op Connect. Als het goed is, kun je nu de com-poort selecteren waarmee de microcontroller is verbonden. Zie je geen com-poort, dan zul je eerst drivers moeten installeren. De instructies krijg je als je het venster sluit zonder een com-poort te selecteren. Als de verbinding is gelukt, zal de installatie verdergaan. Lukt het niet? Dan kun je kiezen voor Skip this step gevolgd door een handmatige configuratie.

Vul een naam in en de details voor het wifi-netwerk.

8 Touchscreen met ESP32

We gebruiken in dit artikel zoals gezegd de ESP32-2432S028 als voorbeeld. Dit is een touchscreen met ingebouwde ESP32-chip. Dit apparaatje kun je direct toevoegen aan ESPHome: precies zoals in paragraaf 7 staat omschreven, al moesten we in dit geval na het aanwijzen van de com-poort wel de boot-knop even indrukken.

Overigens bevat het apparaat meestal een voorgeprogrammeerde demo met een gebruikersinterface op basis van LVGL. Die zie je als je hem zo uit de doos op een voeding aansluit. Je kunt daarmee meteen de werking controleren. Je zult bij een model met resistief aanraakscherm overigens iets harder moeten drukken dan je misschien gewend bent.

We gebruiken dit voordelige 2,8inch-aanraakscherm, dat ook wel ‘Cheap Yellow Display’ wordt genoemd.

9 Schermconfiguratie

Na het toevoegen van je touchscreen heb je direct een basisconfiguratie voor ESPHome. Via Edit kun je deze configuratie aanpassen. Zowel voor het aansturen van het display als de registratie van het aanraken wordt SPI (Serial Peripheral Interface) gebruikt. Voor onze ESP32-2432S028 is dit de configuratie, rekening houdend met de gebruikte interne GPIO-pinnen:

We voegen nu eerst de configuratie van het display toe en in paragraaf 11 het touchgedeelte. Voor het display is de configuratie als volgt:

Merk op dat er ook een (oudere) variant van dit touchscreen is met de ILI9341. In dat geval gebruik je model: ILI9341 en invert_colors: false. Na het maken van de aanpassingen kies je Install. Je kunt nu kiezen hoe je de firmware wilt overbrengen. Meestal kies je Wirelessly voor over-the-air-updates. Het apparaat hoeft daarbij niet meer met jouw pc te zijn verbonden.

Binnen ESPHome kun je eenvoudig de configuratie bewerken.

10 LVGL-bibliotheek

Binnen ESPHome kon je voorheen met displays werken door binnen de component display met lambda bijvoorbeeld teksten met een bepaald lettertype naar je scherm te sturen. Als je LVGL gaat gebruiken, gebruik je geen lambda meer, maar alleen LVGL en widgets. Als eerste voegen we de LVGL-bibliotheek toe aan de YAML-code:

De optie buffer_size is ons geval noodzakelijk, vanwege de afwezigheid van PSRAM. In paragraaf 13 voegen we ook nog widgets toe. Omdat we dat hier nog niet hebben gedaan, zie je na het flashen als het goed is een demo met een knop, checkbox, cirkel met tekst en schuifbalk.

11 Configuratie touchscreen

Bediening via het scherm is nog niet mogelijk. Daarvoor moeten we het touchscreen toevoegen aan de configuratie van ESPHome:

Bewaar de aanpassingen en installeer de nieuwe firmware. Controleer of je de demo goed kunt bedienen. De regels onder on_touch zorgen dat in de logs de geregistreerde coördinaten worden getoond. Er kunnen aanpassingen nodig zijn in de regels onder calibration en transform.

12 Backlight

Het display is voorzien van een achtergrondverlichting (backlight) via pin 21. We definiëren deze output als volgt:

Daarna configureren we de achtergrondverlichting, waarbij we verwijzen naar de hierboven gedefinieerde output.

Na het flashen zal de backlight standaard aanstaan. Eventueel kun je deze vanuit Home Assistant aan- en uitzetten en de helderheid ervan regelen, bijvoorbeeld op basis van afwezigheid. Je kunt ook een script maken om de helderheid bij inactiviteit terug te brengen. Daarvoor verwijzen we je naar het uitgewerkte voorbeeld op GitHub (zie kader ‘Code downloaden’).

Binnen Home Assistant kun je eventueel ook de backlight aan- en uitzetten.

13 Widgets toevoegen

Onder de regel lvgl kun je nu de gewenste LVGL-componenten toevoegen aan je YAML-configuratie. Denk aan bijvoorbeeld knoppen, schuifregelaars, grafieken of labels. In dit voorbeeld voegen we aan de bovenkant alleen twee widgets toe voor een dimbare led, te weten een schakelaar (button) en schuifregelaar (slider).

De meeste opties dienen voor het positioneren van de widget. We geven bijvoorbeeld de breedte (width) en hoogte (height) aan, halen de widgets iets van de rand of met x en y, en regelen de uitlijning met align. Het gedeelte bij on_click zorgt dat de bewuste lamp in Home Assistant wordt omgeschakeld bij het klikken op de button. Voor de slider doen we hetzelfde onder on_release. Die acties zijn overigens om veiligheidsredenen niet direct mogelijk. In paragraaf 16 leggen we uit hoe je dit kunt toestaan.

We voegen in dit voorbeeld alleen twee eenvoudige widgets toe.

14 Interactie met Home Assistant

De entiteit voor de dimbare lamp heeft in Home Assistant de naam light.wledkantoor. De waardes zijn nodig om de widgets de juiste status te kunnen geven. Daarom voegen we hieronder een binary_sensor toe voor de status (aan of uit) en een sensor voor het helderheidsniveau. We werken vervolgens bij on_state en on_value de widgets bij als de status verandert in Home Assistant. Bij id vul je uiteraard de id van de betreffende widget in.

Gebruik de logfunctie om te zien of bijvoorbeeld een status verandert.

15 Toevoegen aan Home Assistant

De add-on voor ESPHome hebben we gebruikt om de microcontroller van firmware te voorzien. Maar je zult het apparaat hierna nog wel moeten toevoegen aan Home Assistant. Dat is heel eenvoudig: het wordt automatisch gevonden. In Home Assistant zie je via Instellingen / Apparaten en diensten het bewuste apparaat direct terug op het tabblad Integraties. Klik op de knop Toevoegen om het aan Home Assistant toe te voegen.

Het apparaat met ESPHome moet je nog toevoegen aan Home Assistant.

16 Acties toestaan

Als je het touchscreen bedient, zal Home Assistant een melding geven dat het ESPHome-apparaat heeft geprobeerd een actie in Home Assistant uit te voeren. Standaard is dit om veiligheidsredenen niet toegestaan, maar dit is eenvoudig op te lossen.

Ga naar Instellingen / Apparaten en klik dan onder het kopje Geconfigureerd op ESPhome. Achter het bewuste apparaat klik je vervolgens op Configureren. Zet een vinkje bij Toestaan dat het apparaat Home Assistant-acties uitvoert. Klik op Verzenden. Hierna zijn alle acties zoals het omschakelen van de lamp en regelen van de helderheid wel toegestaan.

Zorg dat het apparaat acties in Home Assistant mag uitvoeren.

Met slimme stekkers verander je je huis eenvoudig in een smart home: steek ze in een gewoon stopcontact, sluit er lampen of je televisietoestel op aan en regel via een app of met je stem bijvoorbeeld dat ze automatisch worden uitgeschakeld. Zo voorkom je onnodig stroomverbruik doordat apparaten niet meer op stand-by blijven staan. Maar slimme stekkers gebruiken zélf ook stroom. Welke zijn zuinig genoeg om écht geld te besparen?

Ook lezen: Stroomvreters: deze apparaten in huis verbruiken meer energie dan je denkt

Slimme stekker of slim stopcontact?

De termen slimme stekker en slim stopcontact worden door elkaar gebruikt. Dat is een beetje verwarrend, maar wel begrijpelijk: het is een apparaat met aan de ene kant een stekker (voor je 'domme' stopcontact) en aan de andere kant een slim stopcontact. In dit artikel hanteren we de benaming slimme stekker.

Zo bespaart een slimme stekker stroom

Een slimme stekker helpt je stroom besparen door apparaten automatisch uit te schakelen, bijvoorbeeld 's nachts. Zo verbruikt je televisie geen stroom meer in de stand-bymodus. Je kunt instellen dat alle apparatuur op vaste tijden uitschakelt, bijvoorbeeld zodra je gaat slapen. Je kunt ook met één druk op de knop alle lampen en andere apparaten uitschakelen, zodat je niets vergeet. Slimme stekkers uit een hogere prijsklasse bieden bovendien inzicht in je stroomverbruik. Daardoor kun je gerichter energie besparen.

©Proxima Studio - stock.adobe.com

Verbruik van een slimme stekker

Tegenover de besparing staat het eigen stroomverbruik van slimme stekkers. Dat begint bij zo'n 0,3 watt en loopt op tot 2 watt. Niet veel, maar ze staan wel 24 uur per dag en 365 dagen per jaar aan. De zuinigste modellen verbruiken daardoor op jaarbasis 2,6 kWh (0,3 watt × 24 uur × 365 dagen ÷ 1000). Bij een stroomprijs van 0,30 euro per kWh komt dat neer op 0,79 euro per jaar. Een slimme stekker die 2 watt verbruikt kost op jaarbasis 5,26 euro. In een slim huis gebruik je al snel 10 slimme stekkers, waardoor je op jaarbasis aardig wat geld kunt besparen door de zuinigste modellen uit te kiezen.

Denk aan de compatibiliteit

Alleen letten op het stroomverbruik van een slimme stekker is niet genoeg. Het is minstens zo belangrijk dat de stekker goed samenwerkt met jouw slimme netwerk. De meeste modellen werken met Google Home en Amazon Alexa, terwijl Apple HomeKit selectiever is. Check daarom altijd de productbeschrijving om zeker te weten dat de slimme stekker bij jou thuis werkt.

Stroomverbruik en verbindingstype

Waar komt het grote verschil in stroomverbruik tussen slimme stekkers vandaan? Dat heeft alles te maken met de verbinding met je thuisnetwerk. De meeste stekkers gebruiken wifi om bereikbaar te blijven, zodat jij ze op afstand kunt bedienen. Maar wifi verbruikt relatief veel energie – het signaal is eigenlijk krachtiger dan nodig is voor dit soort toepassingen.

Een zuiniger alternatief is een hub die het wifisignaal omzet naar een lichter protocol, zoals Zigbee of Z-Wave. Die vormen een soort schakel tussen je netwerk en de slimme stekkers. Het grote voordeel: dit soort verbindingen verbruiken vaak minder dan 0,5 watt.

©Proxima Studio - stock.adobe.com

Zigbee en Z-Wave

De zuinige protocollen die gebruikt worden zijn Zigbee en Z-Wave en die werken allebei prima. Maar ze zijn niet verenigbaar met elkaar. Je zult dus één systeem moeten kiezen. Daarnaast heb je een centrale hub nodig om alles aan elkaar te koppelen. Dat is een kleine investering die zich, door de lagere stroomkosten, snel terugverdient.

Verbruik van hubs voor Zigbee en Z-Wave

Voor een compleet beeld moeten we ook kijken naar het stroomverbruik van een Zigbee- of Z-Wave-hub. Zigbee-hubs verbruiken doorgaans tussen de 0,5 en 3 watt. Sluit je meerdere slimme stekkers of andere apparaten aan, dan verdien je dat al snel terug ten opzichte van wifi. Z-Wave-hubs verbruiken wat meer, meestal tussen de 2 en 10 watt.

Ook qua veelzijdigheid zijn er verschillen. De Philips Hue Bridge (Zigbee) is bijvoorbeeld erg zuinig, met een verbruik tussen de 0,5 en 1 watt. Maar deze werkt uitsluitend met Philips Hue-apparaten.

Een slimme start is het halve werk

Zoals je ziet, zijn er heel wat factoren om rekening mee te houden. Breng daarom vooraf in kaart wat je nu nodig hebt én wat je in de toekomst verwacht te gebruiken. Zo voorkom je onnodige kosten en bespaar je op de lange termijn, vooral als je ook let op het energieverbruik per apparaat.

Nog meer energie besparen? ⤵️