ID.nl logo
Welke microcontrollers bestaan er en waar zijn ze goed voor?
© https://ethereumcode.io/
Huis

Welke microcontrollers bestaan er en waar zijn ze goed voor?

Ze zitten in je auto, in je magnetron, in je wasmachine, maar ook in je pc, en ze vormen het hart van de Arduino- en ESP32-ontwikkelbordjes: microcontrollers. Onzichtbaar op de achtergrond wordt bijna ons hele leven erdoor draaiende gehouden. Welke microcontrollers bestaan er en hoe werken ze precies?

Als je een maaltijd in je magnetron zet, kies je de juiste tijd en instellingen en zet je hem aan. Aan het einde zegt je magnetron ‘ping!’ en is je maaltijd opgewarmd.

Heb je je al eens afgevraagd hoe dat werkt? Eigenlijk zit er in je magnetron een hele (kleine) computer die een programmaatje afwerkt dat enerzijds reageert op de knoppen en anderzijds, als je dat hebt, op het lcd-scherm. Ook stuurt de computer de elektronenbuis aan die de maaltijd met microgolven verwarmt. Die kleine computer is een microcontroller. Je hebt er waarschijnlijk tientallen in huis.

Een microcontroller is een chip die eigenlijk een hele computer in één pakket behuist. Daarin zitten een processor, geheugen (ram en rom) en allerlei poorten naar de buitenwereld. Terwijl je bij een gemiddelde processor voor je desktopcomputer dus nog een heel moederbord, ram-geheugen en storage nodig hebt om er iets nuttigs mee te doen, heb je bij een microcontroller slechts een beperkt aantal externe componenten nodig. Wat weerstanden en condensatoren zijn doorgaans voldoende voor een werkende microcontroller-opstelling.

Die verregaande integratie in een microcontroller is mogelijk omdat dit geen chip is voor flexibele apparaten, zoals pc’s. Microcontrollers zijn ontworpen om specifieke toepassingen uit te voeren, zoals in een magnetron, een pinautomaat, een wasmachine of een pacemaker. Een laag stroomverbruik en een lage kostprijs zijn voor die toepassingen belangrijk.

Lage prestaties met hoge impact

Low-end microcontrollers hebben dan ook een processorsnelheid van maar enkele MHz en slechts enkele kilobytes ram-geheugen. Kijk bijvoorbeeld naar de Arduino Uno, een populair ontwikkelbordje om mee te experimenteren. De microcontroller op dat bordje is de AVR ATmega328P. Die werkt op een kloksnelheid van 16 MHz, heeft 2 KB sram, 1 KB eeprom en 32 KB flashgeheugen.

Vergeleken met de gigahertzen, gigabytes en terabytes die we op onze pc’s gewend zijn, lijken die specificaties ondermaats. Maar toch kun je hiermee ongelooflijk veel projecten aansturen: muziekinstrumenten, robotautootjes, weerstations, je planten automatisch water geven... Je kunt het zo gek niet bedenken of iemand heeft het al weleens met die kleine ATmega328P gedaan.

Microcontroller of SoC? Waarschijnlijk heb je ook al gehoord van een system-on-a-chip (SoC), wat op het eerste gezicht hetzelfde lijkt: een processor geïntegreerd met andere componenten. De grens tussen wat we als een microcontroller beschouwen en wat als een SoC is nogal vaag. Maar doorgaans is een SoC met een snellere processor uitgerust, heeft die meer ram en bevat hij mogelijk radiochips (wifi en/of mobiel netwerk) of een ingebouwde gpu.  Alle smartphones en tablets zijn dan ook gebouwd rond een SoC, maar ook de Raspberry Pi, apparaten zoals een nas en slimme luidsprekers. Ook de Apple M1 is een SoC: deze integreert een arm-processor, ram, gpu, image-signal-processor, Secure Enclave (een coprocessor voor veilige opslag van sleutels) en controllers voor NVMe en thunderbolt 4.

Pinnetjes

Als je een low-end microcontroller zoals een ATmega328P van een Arduino Uno ziet, is het eerste wat opvalt de pinnetjes die eruit steken. Elk van die pinnetjes heeft een functie. Sommige sluit je aan op een voeding, zodat de chip stroom krijgt, maar de meeste dienen om met de omgeving te communiceren.

Komt de chip in een dip-behuizing, dan kun je die pinnetjes eenvoudigweg in een breadboard prikken. Door dan jumperwires in een gaatje in dezelfde rij als een pin te steken, verbind je het draadje met die pin. Op die manier bouw je eenvoudig elektronische schakelingen op met componenten die met de microcontroller kunnen communiceren.

Een Arduino Uno-bordje is dan eigenlijk gewoon een printplaatje waarop de ATmega328P is geplaatst en alle pinnetjes verbonden zijn met ofwel de headers op het bordje, ofwel met andere componenten van het printplaatje, zoals de spanningsregelaar, statusleds en de resetknop. Je kunt het eigenlijk vergelijken met een moederbord voor een processor: een Arduino Uno maakt een ATmega328P-microcontroller alleen wat handiger om te gebruiken en om andere componenten op aan te sluiten.

©PXimport

De eenvoudigste manier om met een microcontroller te communiceren is wat we GPIO noemen (general-purpose input/output). Elke GPIO-pin kunnen we aansturen door een bit op een specifiek adres in het geheugen van de microcontroller op 1 of 0 te zetten. Schrijven we er 1 naar, dan wordt een spanning van bijvoorbeeld 5 V over de pin gelegd; schrijven we er 0 naar, dan wordt de spanning 0 V.

Als je dan bijvoorbeeld tussen die pin en 0 V een led en een weerstand plaatst, gaat de led aan wanneer je 1 naar de pin schrijft en uit wanneer je er 0 naar schrijft. Bij een 1 vloeit er immers een stroom van 5 V naar 0 V. De weerstand dient om de stroom te beperken tot wat de led aankan.

Ook in de andere richting werkt dat. Als je de GPIO-pin als invoer configureert, zal de microcontroller de spanning die je aan de pin aanlegt (5 V of 0 V) interpreteren als een 1 of 0. Op die manier sluit je een knop aan op de pin. Druk je de knop in, dan maakt die intern een verbinding tussen 5 V en de pin van de microcontroller, waardoor die een 1 registreert. 

Laat je de knop los, dan wordt er doorgaans via een pull-downweerstand voor gezorgd dat de pin verbonden is met 0 V en dus een 0 registreert. Op dezelfde manier sluit je een PIR-sensor voor aanwezigheidsdetectie aan: de pin registreert dan 1 als de sensor iemand waarneemt en anders 0.

Protocols en bussen

Telkens 1 bit in of uit de microcontroller sturen, is voldoende voor eenvoudige toepassingen, maar vaak heb je complexere vormen van communicatie nodig. Daarvoor zijn er allerlei protocollen ontwikkeld. Bijvoorbeeld UART (universal asynchronous receiver-transmitter), een protocol voor seriële communicatie waarbij je bytes in twee richtingen kunt sturen. 

Het protocol beschrijft hoe je de opeenvolgende bits moet sturen. Zo bestaan er UART-modules die je in een usb-poort van je pc kunt steken. Communiceren met de microcontroller doe je dan door de RX-pin van de microcontroller met de TX-pin van de UART-module te verbinden en andersom: RX staat voor receive en TX voor transmit.

Voor communicatie met meerdere componenten, zoals sensoren, externe geheugens en schermen, maak je meestal gebruik van een bus zoals I²C (Inter-Integrated Circuit, uitgevonden door Philips) en SPI (Serial Peripheral Interface). I²C wordt ook wel Two-Wire genoemd, omdat er twee pinnen worden gebruikt: SDA om de seriële data door te sturen en SCL om een kloksignaal te sturen. 

SPI (ook weleens Four-Wire genoemd) heeft vier pinnen: SCLK voor de klok, MOSI voor communicatie van de master (meestal de microcontroller) naar de slave en MISO voor de andere richting, en SS om te selecteren met welke slave de master spreekt. Voor elke slave heb je een extra pin SS nodig. Bij de meeste microcontrollers zijn er specifieke pinnen aanwezig voor UART, I²C en SPI.

©PXimport

Digitaal of analoog

Tot nu toe hebben we het alleen maar over 0 en 1 gehad, digitale gegevens dus. Maar heel wat sensoren geven analoge gegevens door, bijvoorbeeld een temperatuursensor of druksensor waarvan de weerstand varieert met de gemeten waarde. Met een spanningsdeler haal je uit die variabele weerstand een variabele spanning, die dus een analoge voorstelling van de meetwaarde is. 

Gelukkig bestaat er een component die een analoge waarde (bijvoorbeeld een spanning) kan omzetten naar een digitale waarde (bijvoorbeeld een 10bit-getal): de ADC (analoog-digitaalomzetter).

ADC’s bestaan als losse componenten (bijvoorbeeld via I²C of SPI aan te sluiten), maar veel microcontrollers hebben ook zelf een of meer ADC’S ingebouwd. Ook in de andere richting bestaat er een component: de DAC (digitaal-analoogomzetter) zet een digitale waarde (bijvoorbeeld een 10bit-getal) om in een analoge waarde (bijvoorbeeld een spanning van 0 tot de voedingsspanning).

Sommige microcontrollers hebben ook een DAC ingebouwd. Al met al zijn microcontrollers dus de perfecte componenten om de digitale en analoge wereld te verenigen. Een Raspberry Pi bijvoorbeeld heeft geen ADC ingebouwd, terwijl een Arduino-bordje er meerdere heeft.

Microcontroller-behuizingen Dezelfde microcontroller kun je vaak in meerdere types behuizingen kopen. Op breadboards zul je vaak DIP-behuizingen tegenkomen: dual in-line package. De chip zit dan in een rechthoekig blokje met aan twee tegenovergelegen zijden pinnetjes die naar onderen uitsteken. Standaard liggen de pinnetjes 2,54 mm (een tiende inch) van elkaar, waardoor ze op een breadboard passen.  In massaproductie vind je eerder varianten van QFP (quad flat package), waarbij een vierkante behuizing aan elke zijde een rij pinnetjes heeft, met een afstand van 0,4 tot 1 mm, die op de printplaat worden gesoldeerd. Een soortgelijke behuizing is QFN (quad-flat no-leads), waarbij er geen pinnetjes uitsteken maar er onderaan de chip aan de vier zijden rijen kopersporen zijn die rechtstreeks op de banen van de printplaat aansluiten. Deze zijn moeilijk met de hand te solderen.

Microcontrollerfamilies

Net zoals er voor pc’s allerlei processorfamilies bestaan, heb je ook diverse families van microcontrollers. De belangrijkste onderverdeling is op basis van de processorarchitectuur. Populair bij hobbyisten zijn de 8bit-AVR-microcontrollers van Atmel (in 2016 overgenomen door Microchip). Ze zijn onderverdeeld in twee subfamilies: de ATtiny-serie met minder pinnen, geheugen en functies (de basismodellen hebben zelfs geen ram-geheugen, UART, I²C en SPI) en de krachtigere ATmega-serie die in de meeste Arduino-bordjes zit.

Een familie die zowel bij hobbyisten als industriële ontwikkelaars populair is, zijn de PIC-microcontrollers, die al sinds 1976 meegaan. Hun populariteit is te danken aan hun lage kostprijs, brede beschikbaarheid en heel wat bestaande code.

Een andere populaire low-end microcontroller in de industrie is de 8051. Oorspronkelijk werd deze in 1980 door Intel ontwikkeld onder de naam MCS-51. In 2007 is Intel met de productie gestopt, maar tientallen andere chipfabrikanten produceren nog altijd hun eigen klonen van de 8051, vaak met een snellere klok en extra functies. Ze worden gebruikt in auto’s, meetsystemen, transceivers voor bluetooth, Zigbee en andere draadloze protocollen, in usb-sticks enzovoort.

©PXimport

Als je naar de krachtigere microcontrollers gaat, kom je bij 32- en 64bit-families uit. De laatste jaren hebben vooral de Xtensa-processors van Tensilica (in 2013 overgekocht door Cadence) een flinke opmars gemaakt. Het zijn immers de processors in de ESP8266- en ESP32-microcontrollers van het Chinese Espressif. Deze zijn populair bij hobbyisten door hun geïntegreerde wifi en (voor de ESP32) bluetooth, en omdat ze eenvoudig te programmeren zijn in de Arduino IDE of via frameworks als ESPHome. De bordjes gebouwd rond de microcontrollers van Espressif zijn dan ook populair voor doe-het-zelf-domotica.

Tot de krachtigste en flexibelste microcontrollers behoren die gebouwd rond de ARM-architectuur. De high-end versies daarvan vind je in je smartphone en ook in computerbordjes zoals een Raspberry Pi, al spreken we dan meer van een SoC. 

ARM kent veel subfamilies, maar voor de klassieke microcontrollertoepassingen zijn vooral de ARM Cortex-M-processors (32 bit) gebruikt. Die vind je bijvoorbeeld in de AT SAM-serie van Atmel die in de krachtigere Arduino-bordjes zitten, in de populaire STM32-familie van STMicroelectronics, en in de nRF-serie van Nordic Semiconductor voor draadloze toepassingen, zoals bluetooth en thread.

Ontwikkelbordjes

Voor industriële toepassingen wordt een printplaat op maat ontworpen, waarop een microcontroller staat. Maar wie zelf aan de slag wil met een microcontroller, heeft een ontwikkelbordje nodig. Dat geeft eenvoudig toegang tot de pinnen van de microcontroller via standaard pinheaders en voegt zaken zoals een spanningsregelaar en usb-naar-UART-omzetter toe, zodat je het bordje eenvoudig op je pc kunt aansluiten.

Voor elke microcontrollerfamilie bestaan er wel ontwikkelbordjes in allerlei vormen en groottes. Voor de AVR-familie zijn de Arduino-bordjes populair. Sommige daarvan, zoals de Arduino Nano, prik je op een breadboard, maar de meeste komen in een groter formaat met vrouwelijke pinheaders waarin je jumperwires steekt. 

Voor de Espressif-microcontrollers is het kleinere formaat dat je op een breadboard prikt alomtegenwoordig. Voor de nRF-serie heeft Nordic Semicondictor grote ontwikkelborden, maar ook versies in de vorm van een stick die je in de usb-poort van je pc schuift. Ook de BBC micro:bit en micro:bit v2 zijn leuke ontwikkelbordjes voor de nRF-microcontrollers.

©PXimport

Microcontroller programmeren

Kijken we tot slot nog even naar hoe het programmeren van een microcontroller werkt. Als je gewend bent om voor een pc of een computerbordje zoals een Raspberry Pi te programmeren, krijg je zeker een cultuurschok wanneer je voor het eerst een microcontroller programmeert. Doorgaans draait er immers geen besturingssysteem op een microcontroller. Er draait slechts één programma op: wat jij schrijft. 

Dat programma schrijf je in het ingebouwde flash-geheugen. Als je de stroom uitschakelt en weer inschakelt, begint de microcontroller het programma onmiddellijk uit te voeren. Dat maakt een microcontroller betrouwbaarder in werking dan een processorbordje zoals een Raspberry Pi.

De best ondersteunde programmeertalen op microcontrollers zijn C of C++, maar die zijn niet het toegankelijkst. Het Arduino-ecosysteem lost dat op door een standaardbibliotheek en allerlei uitbreidingen aan te bieden. Die vormen een laag bovenop het onderliggende C++. 

Andere oplossingen zijn MicroPython en CircuitPython die een afgeslankte versie van Python op microcontrollers aanbieden, en Espruino dat het mogelijk maakt om JavaScript op een microcontroller te gebruiken. Voor industriële toepassingen gebruik je eerder een realtime besturingssysteem zoals Zephyr, dat je in C programmeert.

Ontwikkelomgevingen

Om het proces van code programmeren en de firmware naar je microcontroller flashen te vereenvoudigen, bestaan er allerlei ontwikkelomgevingen. Die tonen bijvoorbeeld fouten in je code, compileren met één druk op een knop je code tot machinecode in de instructieset van de processor, en flashen de firmware naar je ontwikkelbordje. 

Programmeer je een Arduino-bordje, dan doe je dat doorgaans in de Arduino IDE (wat staat voor integrated development environment). Maar dankzij de ondersteuning van andere bordjes kun je met de Arduino IDE ook ESP8266- of ESP32-bordjes programmeren.

Ook populair is PlatformIO, een opensource-plug-in die van Microsofts ontwikkelomgeving Visual Studio Code een ontwikkelomgeving voor microcontrollers maakt. Het voordeel van PlatformIO is dat je met één ontwikkelomgeving voor diverse platforms en frameworks voor microcontrollers kunt ontwikkelen, inclusief Arduino, Espressifs framework en Zephyr. 

Visual Studio Code is bovendien ook bruikbaar om voor een Raspberry Pi of je pc te programmeren. Op deze manier verenig je dus al je programmeerprojecten in één omgeving.

▼ Volgende artikel
Review Tapo Smart HomeBase H500 - Slimme lokale opslag voor camera’s
Zekerheid & gemak

Review Tapo Smart HomeBase H500 - Slimme lokale opslag voor camera’s

De Tapo Smart HomeBase H500 is een smarthomecontroller voor Tapo-smarthomeproducten. Hij doet voornamelijk dienst als centraal punt voor een beveiligingssysteem bestaande uit camera's en sensors. Wij hebben de H500 getest in combinatie met Tapo-camera's.

Oké
Conclusie

De Tapo Smart HomeBase H500 is een praktisch basisstation voor gebruikers van Tapo-camera’s, zoals beveiligingscamera’s en de videodeurbel. Met dit kastje sla je opnames centraal op, zonder dat je een cloudabonnement nodig hebt. De ingebouwde opslag biedt ruimte voor enkele weken aan beeldmateriaal en kan eenvoudig worden uitgebreid als je meer capaciteit wilt. Toch zijn er nog wat kinderziektes. Zo kan de koppeling met camera’s verwarrend verlopen, afhankelijk van de volgorde waarin je apparaten installeert. Ook wekt het gebruik van een SD-kaartpictogram voor lokaal opgeslagen beelden snel verkeerde verwachtingen.

Plus- en minpunten
  • Lokale opslag
  • Tabletstandaard met lader
  • Opslag uit te breiden
  • Configuratie verwarrend
  • HDMI-functie beperkt
  • Nog niet alle Tapo-camera's compatibel

Tapo is het merk waaronder TP-Link smarthomeproducten zoals camera's en robotstofzuigers verkoopt. De Tapo Smart HomeBase H500 is gemaakt van wit kunststof en komt degelijk over. Alle aansluitingen vind je op de achterkant in de vorm van netwerk, HDMI, usb-a, usb-c en een voedingsaansluiting. De netwerkaansluiting kun je gebruiken om de HomeBase met je thuisnetwerk te verbinden, maar dat kan ook via wifi. De HDMI-poort is bedoeld om beelden van je camera's op je televisie te bekijken, terwijl je de usb-c-poort kunt gebruiken om een tablet op te laden. 

©Jeroen Boer - ID.nl

Op de achterkant vind je onder andere een usb-c- en HDMI-aansluiting.

Extra functies

De H500 is ontworpen om in het zicht in je woonkamer te zetten en heeft wat extra handigheidjes die dan van pas komen, zoals knoppen om te kunnen praten als iemand aanbelt. Ook vind je op de voorkant een klepje dat dienstdoet als tabletstandaard; handig als je een tablet gebruikt om je smarthome mee te bedienen. Je kunt de usb-c-poort, die maximaal 1,5 ampère levert, gebruiken om je tablet via de HomeBase op te laden.

©Jeroen Boer - ID.nl

De HomeBase is voorzien van een tabletstandaard.

De Smart HomeBase H500 is voorzien van 16 GB ingebouwd geheugen. Dat is op zich genoeg voor een bescheiden systeem, omdat er alleen clips worden opgeslagen als er beweging gedetecteerd wordt. Bovendien loopt de opslag nooit echt vol omdat oudere opnames automatisch worden overschreven. Heb je meerdere camera's of wil je opnames langere tijd bewaren, dan kun je de opslag zelf uitbreiden. Op de zijkant vind je een klepje waarachter je een 2,5inch-uitbreidingslot vindt. Uitbreiden kan met een 2,5-inch SATA-schijf; dat kan ook een ssd zijn.

©Jeroen Boer - ID.nl

Je kunt de opslag uitbreiden met een 2,5inch-schijf of ssd.

Verwarrende koppeling

De H500 moet aan je Tapo-camera's worden gekoppeld. Dat is enigszins verwarrend, want dat kan als je al camera's hebt op twee manieren. Onze camera's (de C410 en C460) stonden niet in de lijst die je ziet als je eerst op de H500 klikt, maar wel in de andere lijst. Begin je met de H500, dan speelt dat probleem niet en worden ondersteunde camera's automatisch gekoppeld.

Na koppeling worden video’s op de H500 opgeslagen. De H500 kan daarnaast tot zes camera's AI-herkenning geven voor personen, gezichten, voertuigen en huisdieren. Na het inschakelen hiervan wordt een database met herkende personen opgebouwd. Verwarrend is dat je om opnames op de H500 te bekijken op het pictogram 'microSD' moet klikken. Je kunt beelden downloaden om ze veilig te stellen.

Na de koppeling vormen de Smart HomeBase en je camera's één systeem in de app.

Gebruikte camera's

We hebben de HomeBase getest in combinatie met twee camera’s: de C410 en de C460. We hebben die camera's in verschillende configuraties getest, waarbij we de C460 ook binnen hebben gebruikt. De C460 is eigenlijk bedoeld voor buiten, maar kun je ook binnen gebruiken en wij vonden hem door de meegeleverde magnetische standaard ook binnen handiger om te monteren dan de C410, die je aan de muur moet schroeven of kunt neerzetten.

De Tapo C460 is een buitencamera, maar is dankzij de magnetische bevestiging ook heel handig voor binnengebruik.

Extra AI-functies

Behalve opnemen kan de Smart HomeBase H500 ook AI-functies toevoegen aan Tapo-camera's. De HomeBase kan maximaal zes camera's betere herkenningsmogelijkheden geven op basis van AI, maar dat wordt ook als je minder dan zes camera's hebt niet automatisch ingeschakeld. Je kunt dat zelf doen door in de app op de tegel AI Empowerment te klikken. De camera's kunnen dankzij AI personen, gezichten, voertuigen en huisdieren herkennen. Je kunt zelf bepalen welke herkenningsmogelijkheden actief zijn. Herkende personen verschijnen vervolgens automatisch in de app waarna je eventueel kunt aangeven wie die personen zijn.

Met AI Empowerment krijg je onder andere gezichtsherkenning.

Opnames terugkijken

In de Tapo-app kun je per camera zowel livebeelden bekijken als opgeslagen fragmenten vanaf de Smart HomeBase terugzien. Verwarrend is dat je daarvoor moet kiezen tussen de pictogrammen cloud en microSD. Ook al gebruik je de HomeBase, toch valt die onder het microSD-symbool. Logischer zou zijn als TP-Link een apart pictogram toevoegt voor de HomeBase. De door ons geteste batterijcamera's nemen korte clips op zodra beweging wordt gedetecteerd. Zodra de opslag vol raakt, worden automatisch de oudste opnames overschreven. Clips kun je desgewenst ook downloaden.

Je kunt opnames van je camera's op de Smart HomeBase terugkijken en downloaden in de app.

Beperkt nut HDMI

De Tapo Smart HomeBase H500 is voorzien van een HDMI-uitgang waarmee je de hub kunt aansluiten op een televisie of monitor. Je kunt in de app een dashboard configureren bestaande uit één of vier secties. Zo kun je maximaal vier camera's tegelijkertijd bekijken. Heb je minder dan vier camera's, dan kun je ook kiezen voor een klok. Dat klinkt op zich handig, maar met batterijgevoede camera's zoals wij tijdens de test hebben gebruikt, heb je daar niet zoveel aan. Je ziet in het dashboard alleen beeld als de camera op dat moment beweging detecteert. Het is dus niet mogelijk om naar wens live mee te kijken. Het is ook niet mogelijk om via de televisie oudere opnames te bekijken die op de Smart HomeBase staan. Deze functie heeft kortom alleen enigszins nut als je op netstroom gevoede camera's hebt.

Je kunt dashboarden van vier blokjes maken die op je televisie getoond kunnen worden.

Conclusie

De Tapo Smart HomeBase H500 is een praktisch basisstation voor gebruikers van Tapo-camera’s, zoals beveiligingscamera’s en de videodeurbel. Met dit kastje sla je opnames centraal op, zonder dat je een cloudabonnement nodig hebt. De ingebouwde opslag biedt ruimte voor enkele weken aan beeldmateriaal en kan eenvoudig worden uitgebreid als je meer capaciteit wilt. Toch zijn er nog wat kinderziektes. Zo kan de koppeling met camera’s verwarrend verlopen, afhankelijk van de volgorde waarin je apparaten installeert. Ook wekt het gebruik van een SD-kaartpictogram voor lokaal opgeslagen beelden snel verkeerde verwachtingen.

▼ Volgende artikel
Europese alternatieven voor Amerikaanse online diensten
© shadowmoon30 - stock.adobe.com
Huis

Europese alternatieven voor Amerikaanse online diensten

Wanneer je alle internetdiensten opsomt die je zelf gebruikt, van e-mail tot zoekmachines, is de kans groot dat het vrijwel allemaal Amerikaanse platformen zijn. Voor wie zich daar niet helemaal comfortabel bij voelt, zijn er ook (gratis) Europese alternatieven.

In dit artikel

We kijken naar Europese alternatieven voor Amerikaanse diensten: • Zoekmachines • E-mail en agenda • Kantoor • Cloudopslag • Vertaling • Videosharing • Sociale Media • AI-Chat • VPN Lees ook: 20 tips om je online privacy te waarborgen

Steeds meer internetgebruikers in Europa stellen zich vragen bij de intensieve dataverzameling en dominante marktpositie van Amerikaanse techbedrijven, zeker in de huidige geopolitieke context. Daardoor groeit de interesse voor Europese alternatieven, die minder afhankelijk zijn van de Amerikaanse bedrijfswereld en overheid, beter aansluiten bij de strengere Europese privacywetgeving, en transparanter zijn over het gebruik van persoonsgegevens.

In dit artikel laten we je kort kennismaken met enkele Europese diensten die een privacyvriendelijker en vaak volwaardig alternatief bieden voor bekende Amerikaanse webdiensten en platformen. Dit gaat breed: van zoekmachines, e-mail en kantoortoepassingen tot cloudopslag, VPN, vertalingen, videosharing, AI-chat en sociale media. Wil je echt de-Amerikaniseren? Gebruik voor deze diensten dan geen Google-, Apple- of Facebook-account.

Zoekmachine

Het zal je niet verbazen dat een browser als Chrome standaard Google gebruikt als zoekmachine, maar je kunt zonder problemen een andere instellen. Open de instellingen van Chrome, ga naar Zoekmachine en klik op Wijzigen. Selecteer het gewenste alternatief. Europese, privacybewuste zoekmachines zijn onder meer het Duitse Ecosia (investeert advertentie-inkomsten in boomaanplant), het Franse Qwant en het Zwitserse SwissCows (dat overigens niet langer gratis is).

Je kunt ook handmatig een extra zoekmachine toevoegen. Neem bijvoorbeeld SwissCows in Chrome. Open opnieuw Zoekmachine en kies Zoekmachine en Site Search beheren. Klik op Toevoegen bij Site Search. Vul SwissCows in als naam, (bijvoorbeeld) sc als snelkoppeling en www.swisscows.com/web?query=%s als url. Bevestig met Toevoegen. Je kunt deze nu instellen als standaard of activeren via sc gevolgd door een druk op Tab in de adresbalk, waarna je de zoekterm ingeeft. Weet wel dat deze drie alternatieve zoekmachines deels gebruikmaken van de zoekindex van het (Amerikaanse) Bing.

Je kunt ook Europese, privacygerichte browsers gebruiken, zoals Ecosia en Ecosia (browser), de Zweedse Mullvad Browser en het Noorse Vivaldi. Hier kun je ook telkens je voorkeurzoekmachine instellen. Houd er wel rekening mee dat deze drie browsers de (Amerikaanse) Chromium- of Firefox-engine gebruiken voor het weergeven van webpagina's.

Chrome heeft van huis uit acht zoekmachines geconfigureerd.

E-mail en agenda

Gmail en Outlook zijn twee zeer populaire webmaildiensten, vooral dankzij hun sterke integratie met respectievelijk het Google- en Microsoft-ecosysteem. Op het vlak van privacy zijn er wel enkele bedenkingen. Bij Gmail wordt de inhoud van je mails gescand voor gepersonaliseerde advertenties, en ook Microsoft toont advertenties. Beide versleutelen weliswaar je berichten, zowel tijdens de overdracht als in rust (op de mailservers), maar de diensten zelf bewaren de encryptiesleutels.

Diensten als het Duitse Tuta en het Zwitserse Proton Mail pakken dit beter aan. Ze zijn grotendeels opensource, ze gebruiken stevige end-to-end-versleuteling en bij Tuta geldt zelfs het zero knowledge-principe: de dienst heeft geen toegang tot je gegevens, wachtwoorden of metadata. Bij Proton Mail blijft beperkte metadata zoals de onderwerpsregel zichtbaar. Beide zijn beschikbaar via web en mobiele apps en bieden in de gratis versie 1 GB opslagruimte; bij Tuta zit daar ook een agenda bij.

We helpen je even op weg met de laatste. Klik op Gratis e-mailaccount aanmaken en daarna op Selecteren bij Free. Kies je e-mailadres (@tutamail.com) en stel een wachtwoord in. Je krijgt een herstelcode waarmee je weer toegang krijgt als je je wachtwoord (of tweede factor) kwijt zou raken. Na goedkeuring kun je meteen mails ontvangen en verzenden. In de webinterface vind je rechtsboven de knoppen Contacten en Agenda.

Zo ziet de webinterface van (een gloednieuw account bij) Tuta eruit.

Kantoor

Als je denkt aan een cloudgebaseerde kantoorsuite, komen Google Documenten (en Workspace) en Microsoft 365 waarschijnlijk als eerste in je op. Toch zitten er vooral bij Google enkele privacyproblemen. Het verdienmodel draait rond advertenties, er is geen sluitende garantie dat je data binnen de EU blijven en in de gratis versie bewaart Google zelf de encryptiesleutels. Microsoft scoort iets beter, maar wie zeker wil zijn dat data de EU niet verlaten, kijkt beter naar het Letse OnlyOffice.

We stellen hier kort de gratis cloudservice voor, bereikbaar vanuit je browser en via mobiele apps. Registreer je via de website van OnlyOffice en bevestig je aanmelding via de ontvangen mail. Je krijgt dan een persoonlijke url (https://<accountnaam>.onlyoffice.com) die als centrale documentenhub fungeert, met 2 GB opslagruimte. Je kunt er 'kamers' aanmaken. Dit zijn virtuele ruimtes of projectmappen waarin je documenten creëert, bewerkt en eventueel deelt met rolgebaseerde toegangsrechten.

De suite bevat een tekstverwerker, spreadsheet, presentatietool en pdf-editor. Omdat de dienst standaard werkt met Microsofts OOXML-bestandsformaten, hoef je bij het importeren of exporteren nauwelijks compatibiliteitsproblemen te verwachten.

De online kantoorsuite van OnlyOffice: Nederlandstalig en mooi overzichtelijk.

Cloudopslag

Bij cloudopslag springen Google Drive (15 GB gratis) en Microsoft OneDrive (5 GB gratis) er qua gebruikersaantallen uit, met Dropbox (2 GB gratis) als derde op het podium. Je data worden telkens op Amerikaanse servers opgeslagen en je hebt geen controle over de encryptiesleutels. Je kunt dit eventueel oplossen met end-to-end-encryptie via een gratis tool als Cryptomator.

Er bestaan gelukkig ook gratis Europese alternatieven die vergelijkbare opslagruimte bieden, je data gegarandeerd binnen de EU bewaren en je zelf de encryptiesleutels laten beheren. Een daarvan is het Zwitserse EdelCloud Basic (2 GB), van de makers van SwissCows. Bekendere opties zijn Proton Drive (5 GB) en pCloud (10 GB), beide eveneens uit Zwitserland.

We kijken naar pCloud. Je meldt je gratis aan via de website. Stel een wachtwoord in en kies bij Gegevensregio voor Europese Unie. Bevestig via de link in de ontvangen e-mail en klik op de website op Ga naar mijn account. Je kunt dan meteen aan de slag. Linksonder zie je dat standaard al 3 GB is ontgrendeld. Door acties uit te voeren zoals een bestand uploaden, pCloud Drive en de mobiele app installeren en enkele vrienden uitnodigen, kun je dit uitbreiden tot 10 GB.

De gratis versie van pCloud: 6 GB ontgrendeld, nog vier te gaan.

Vertaling

Het begint wat eentonig te worden, maar ook voor geautomatiseerde vertalingen kom je al snel uit bij diensten van Google Translate of Microsoft Translator. Toch bestaat er een sterk en populair alternatief: het Duitse DeepL. De gratis versie kent wel enkele beperkingen: je kunt maximaal drie documenten per maand van maximaal 5 MB vertalen (niet bewerkbaar), en je teksten kunnen door DeepL worden gebruikt voor trainingsdoeleinden.

Minder bekend, maar volledig gratis, zijn Lingva Translate (meer dan honderd talen) uit Duitsland en het Spaanse Apertium (meer dan veertig talen, ook als app). Beide zijn opensource. Bij Apertium kun je documenten en webpagina's uploaden, maar de beschikbare doeltalen hangen af van je brontaal. Vanuit Nederlands bijvoorbeeld kun je helaas alleen naar Afrikaans vertalen. Lingva biedt een bredere keuze aan taalparen, al moet je de brontekst hier wel zelf invoeren of plakken. Je kunt de tekst ook laten voorlezen, al is de kwaliteit voor Nederlands voorlopig ondermaats. De vertalingen zijn bij beide diensten niet bewerkbaar op de site.

Lingva: honderd talen, maar alleen voor zelf ingevoerde tekst.

Videosharing

Videosites als Vimeo en vooral Googles YouTube hoeven we niet meer toe te lichten, maar kun je ook enkele Europese alternatieven noemen? Die bestaan wel degelijk, met als bekendste Dailymotion en PeerTube, beide van Franse oorsprong.

Dailymotion heeft dan misschien niet het uitgebreide aanbod van YouTube, maar bereikt wereldwijd toch zo'n 300 miljoen maandelijkse gebruikers. Je kunt er zonder account video's opzoeken via trefwoorden en daarna filteren op onder meer Playlists, Users en Hashtags. Met een account kun je ook video's uploaden en delen via je browser of mobiele apps. Het platform geeft aanbevelingen op basis van je kijkgedrag en is geïntegreerd met sociale media als Facebook en X.

Bij PeerTube draait eveneens alles rond video streaming en delen, maar dan binnen het zogeheten Fediverse (meer daarover verderop in dit artikel). Zoeken naar specifieke video's of kanalen kun je via deze link. Bij een geschikte video klik je op een knop die je naar de bijbehorende server brengt, waar je je eventueel kunt aanmelden om bijvoorbeeld op video's te reageren of zelf te publiceren op je kanaal.

Op zoek naar geschikte video's op het PeerTube-platform.

Sociale media

Met sociale mediaplatformen bevinden we ons bijna volledig op Amerikaans grondgebied. Denk aan Facebook, Instagram, X, LinkedIn, Snapchat, Pinterest, Reddit, Threads en WhatsApp. Er bestaan wel – ook Europese – alternatieven, maar overstappen is vaak lastig. Je wilt immers voldoende aanbod, voldoende medegebruikers en het liefst ook een gebruiksvriendelijke omgeving.

Zo is er het Zwitserse Threema (circa 6 euro), een dienst die zich opwerpt als veilig en privacy-bewust alternatief voor WhatsApp, maar helaas is het niet mogelijk berichten tussen beide netwerken uit te wisselen – ook al ijvert de EU met initiatieven als de Digital Markets Act voor meer interoperabiliteit tussen (onder meer) berichtenapps.

Een andere relatief bekende, maar geheel gratis dienst is Mastodon, van Duitse oorsprong. Dit is een microbloggingdienst met tekstposts, reacties, boosts en volgers, die zich profileert als alternatief voor X. Mastodon maakt deel uit van het zogenaamde Fediverse, een samentrekking van 'FEDerated unIVERSE'. Dit is een gedecentraliseerd netwerk van onafhankelijk beheerde servers (zogeheten instances), die via gemeenschappelijke protocollen als ActivityPub wel met elkaar kunnen communiceren.

Andere Fediverse-diensten van Europese origine zijn het al vermelde PeerTube (videoplatform), het IJslandse Pleroma (microblogging), het Franse Funkwhale (audiosharing) en Lemmy (forum- en discussienetwerk, vergelijkbaar met Reddit).

Zojuist aangemeld bij Mastodon: daarmee zijn we klaar voor onze eerste 'toot', met hashtag natuurlijk.

AI-chat

Sinds de lancering van ChatGPT door het Amerikaanse OpenAI eind 2022 is AI, en in het bijzonder AI-chatbots, niet meer weg te denken uit bedrijven en uit ons dagelijks leven. China volgt als stevige tweede speler – denk aan het veelbesproken DeepSeek – maar ook Europa is bezig aan een fikse inhaalbeweging. Een opvallend initiatief komt van OpenEuroLLM, een alliantie van meer dan 20 Europese bedrijven, universiteiten en supercomputingcentra die een opensource-taalmodel (LLM, Large Language Model) ontwikkelen als alternatief voor Amerikaanse en Chinese AI-assistenten. OpenGPT-X dan weer is een Duits project dat grootschalige AI-taalmodellen bouwt, waaronder het opensource-model Teuken-7B, getraind in alle 24 officiële EU-talen.

Wil je zelf met een Europese AI-chatbot experimenteren, kijk dan eens op de site van het Franse bedrijf Mistral dat eigen taalmodellen ontwikkelde. Wil je ook beelden en code genereren, dan moet je je wel registreren. De bot reageert opvallend snel, maar wie meer functies wil – zoals een onbeperkt aantal prompts per dag en een krachtiger LLM – moet upgraden naar Pro (zo'n 18 euro per maand).

De beeldgenerator van Le Chat: een fraaie afbeelding in een paar seconden.

VPN

Een Virtual Private Network, kortweg VPN, is ideaal voor wie meer online privacy wil (je ip-adres blijft verborgen), veiliger wil surfen op openbare wifi (je data zijn volledig versleuteld) of geoblokkades wil omzeilen (je kiest een VPN-server in een niet-geblokkeerd land).

Veel populaire opties, zoals Hotspot Shield, zijn Amerikaans. Wie liever Europees gaat, vindt sterke alternatieven als het Zweedse Mullvad en het Zwitserse Proton VPN. Beide houden geen logboeken bij, ze bieden een wereldwijde keuze aan VPN-servers en gebruiken opensource-clientapps. Je vindt er ook functies als een killswitch (je verbinding wordt meteen verbroken als de VPN-server wegvalt) en split-tunneling (je kiest zelf welke apps via de VPN lopen). Proton VPN ondersteunt wel beter streamingdiensten als Netflix en Prime Video. Beide kosten zo'n 5 euro per maand.

Proton VPN biedt tevens een beperkte gratis versie, handig om mee te starten. Surf naar de site van Proton VPN, vul je e-mailadres in, klik op Begin met Proton VPN en stel een sterk wachtwoord in (twee keer). Je kunt meteen de client-app downloaden, bijvoorbeeld voor Windows. Installeer die (extra apps hoef je niet mee te nemen) en meld je aan met je Proton-account. Kies een VPN-server in een beschikbaar land (vijf in de gratis versie), klik op Verbinden en test de VPN-verbinding gerust via bijvoorbeeld www.whatismyip.com. Of nog beter (in het kader van dit artikel) www.watismijnip.nl/.

Controleer de VPN-verbinding door te kijken naar wat je ip-adres is.

Nog meer privacy?

Met een screenfilter kan niemand meekijken bij wat jij op je laptop doet