Wil je je computer uitbreiden met zelfgemaakte hardware zoals extra waarschuwingsledjes of sensoren, dan kan dat eenvoudig met een microcontroller. Die sluit je via usb aan, waarna je de software op je computer met de microcontroller laat communiceren om de leds in en uit te schakelen of de sensordata uit te lezen. In dit artikel tonen we je hoe dat gaat en bouwen we een webinterface voor de seriële communicatie.

Op microcontrollerbordjes zoals een Arduino, Raspberry Pi Pico of ESP32 kun je allerlei leds, knoppen en sensoren aansluiten. Veel van die bordjes hebben een ingebouwde wifi-chip, waardoor je ze op afstand kunt aansturen. Maar soms is wifi niet mogelijk, te lastig of gewoon helemaal niet nodig.

Gelukkig zijn de meeste microcontrollerbordjes uitgerust met een usb-aansluiting en die kunnen we ook gebruiken om vanaf je computer opdrachten naar de microcontroller te sturen of informatie zoals sensordata terug te krijgen.

01 USB CDC

Voor de communicatie tussen microcontroller en computer gebruiken we een seriële interface via USB CDC. Onder Windows is het apparaat dan zichtbaar als een COM-poort, onder Linux als een apparaat zoals /dev/ttyACM0 en onder macOS /dev/cu.usbmodem<ennogiets>. Software op je computer kan dan met de microcontroller communiceren via deze COM-poort of het juiste apparaatbestand.

In de microcontroller moeten we dus een seriële verbinding via USB CDC opzetten. In dit artikel doen we dat met CircuitPython, dat honderden microcontrollerbordjes ondersteunt. Kies wel een bordje met ondersteuning voor USB CDC.

Wij hebben dit met succes getest met de Raspberry Pi Pico (W), Arduino Nano RP2040 Connect, Seeed Studio XIAO SAMD21 en Seeed Studio XIAO nRF52840. In de rest van dit artikel gaan we uit van een Raspberry Pi Pico. Voor de andere bordjes moet je de CircuitPython-code mogelijk lichtjes aanpassen of de firmware op een andere manier installeren.

02 CircuitPython installeren

Download de CircuitPython-firmware voor de Raspberry Pi Pico. Op het moment van schrijven was dat versie 8.2.2. Er is een Nederlandse versie beschikbaar, maar de taal maakt niet zoveel uit. Je ziet dat op de downloadpagina in de lijst met ingebouwde modules usb_cdc staat. Dat bevestigt dat we op dit bordje USB CDC kunnen gebruiken.

Het gedownloade firmwarebestand heeft de extensie .uf2. Houd op de Raspberry Pi Pico de witte knop BOOTSEL ingedrukt, sluit het bordje via een micro-usb-kabel op je computer aan en laat de knop dan los. De interne opslag van het bordje verschijnt nu als een usb-schijf met de naam RPI-RP2 op je computer. Sleep dan het .uf2-bestand naar die schijf. Na het kopiëren verschijnt de schijf onder een andere naam: CIRCUITPY.

03 Mu

De eenvoudigste manier om je bordje in CircuitPython te programmeren is met de code-editor Mu, die zowel voor Windows als voor macOS en Linux bestaat. Start Mu op, klik links bovenaan op Mode en kies CircuitPython uit de lijst. Klik dan op OK. Normaal wordt nu je aangesloten bordje herkend met onderaan de boodschap Detected new CircuitPython device.

In het grote tekstveld kun je nu je code typen die je op je bordje wilt uitvoeren. Om te testen of de hardware werkt, typ je daarin de volgende code die de ingebouwde led doet knipperen:

Klik bovenaan op Save, selecteer code.py en bevestig dat je dit bestand wilt overschrijven. Daarna zie je de ingebouwde led van de Raspberry Pi Pico knipperen. Hiermee weet je dat het bordje werkt.

04 Afspraken maken

Voordat we nu de Pico gaan programmeren, moeten we een protocol vastleggen voor de communicatie tussen computer en microcontroller. Zo’n protocol is eigenlijk een lijst van afspraken. Welke communicatie verwacht de Pico en wat doet de microcontroller dan? Voor ons voorbeeld houden we het protocol eenvoudig. Elke opdracht die we aan de microcontroller geven, bestaat uit één teken dat bepaalt wat er met de ingebouwde led moet gebeuren:

0 - Schakel led uit

1 - Schakel led aan

2 - Schakel led om

3 - Knipper de led kort

Met de opdracht 2 schakelt de microcontroller de led dus aan als hij uit is en uit als hij aan is. Met opdracht 3 doet de microcontroller hetzelfde, maar schakelt hij de led na een korte pauze terug naar de originele toestand.

We verwachten ook dat de microcontroller na het uitvoeren van elke opdracht de toestand van de led daarna communiceert naar de computer:

0 - Led is uit

1 - Led is aan

Tot slot is het nog belangrijk om te weten dat we hier spreken over tekens (letters of in dit geval cijfers), maar dat seriële communicatie met bytes werkt. Zowel aan de kant van de computer als aan de kant van de microcontroller moeten de juiste tekens dus nog worden omgezet naar de overeenkomende bytes.

05 Wachten op opdrachten

Nu we weten aan welke afspraken de microcontroller zich moet houden, kunnen we de CircuitPython-code hiervoor programmeren. Maak in Mu eerst een nieuw bestand aan en plaats daarin de volgende code om dataoverdracht via USB CDC mogelijk te maken:

Sla dit bestand op onder de naam boot.py. Dit bestand wordt door CircuitPython vlak na het opstarten van de microcontroller uitgevoerd.

Vervang dan de huidige code in code.py door de volgende:

We controleren dus in een oneindige lus (while True) of er invoer op de seriële interface is van de computer. Zo ja, dan lezen we met serial.read(1) één byte in. We vergelijken dit dan met de waardes uit ons protocol. Omdat het om bytes gaat, moeten we de tekens naar bytes omzetten. Daarom vergelijken we bijvoorbeeld met b"0". We stellen dan telkens de juiste waarde van de led in. Met led.value = not led.value schakelen we de led om. En uiteindelijk schrijven we met serial.write de waarde van de led naar de seriële interface, waar de computer die kan uitlezen. Sla dit bestand op onder de naam code.py. De Pico wacht nu op opdrachten.

06 Opdrachten geven

Als je goed hebt opgelet, heb je gezien dat bij het aansluiten van je Pico er een COM-poort in Windows is verschenen en bij het programma uit paragraaf 5 zelfs twee. Dat kun je ook zien in het Apparaatbeheer van Windows. De COM-poort met het hoogste volgnummer is de seriële interface die we nodig hebben om opdrachten aan de Pico te geven.

Hoe geven we nu die opdrachten? Een eenvoudige manier is door in de browser Chrome of Edge de website www.serialterminal.com te bezoeken. Die maakt gebruik van de standaard Web Serial. Klik linksboven op Connect. Je browser toont dan een lijst met seriële interfaces. Selecteer de juiste uit de lijst (er staat de naam Pico bij) en klik dan op Verbinding maken.

Vink de opties send with /r, send with /n en echo uit. Voer dan in het tekstveld de opdrachten uit paragraaf 4 in. Typ bijvoorbeeld 1 in en klik rechts op Send. De led op je Pico gaat nu aan, omdat de code uit paragraaf 5 het teken 1 ziet en daarop reageert. Typ dan bijvoorbeeld 2 in. De led schakelt nu om en gaat dus uit. Je ziet in het grote tekstveld onderaan ook de uitvoer van de microcontroller: 1 als de led aan is en 0 als die uit is.

07 Webinterface

Nu we weten dat de seriële communicatie werkt, kunnen we een handigere interface maken om de led aan te sturen. Dat kan bijvoorbeeld met dezelfde Web Serial-technologie van de website www.serialterminal.com. We maken daarvoor eerst een eenvoudige html-pagina aan:

We maken dus een aantal knoppen: Connect om te verbinden; OFF, ON en TOGGLE om de led uit, aan en om te schakelen; en tot slot FLASH om de led te laten knipperen. Tot slot tonen we ook een icoontje van een gloeilamp (in de vorm van een emoji) voor de status van de lamp.

08 JavaScript-code

In de webpagina hebben we het bestand usb-led.js als script ingeladen. Hierin komt dan de code om via de Web Serial-API opdrachten naar de aangesloten microcontroller te sturen:

De functie readState leest een byte uit de seriële interface en toont de gloeilamp als dit het teken 1 voorstelt en verbergt de gloeilamp als dit het teken 0 voorstelt. De functie writeCommand schrijft een opdracht naar de seriële interface en leest dan de toestand van de led.

De code erna wordt uitgevoerd nadat de DOM (Document Object Model) volledig is geladen. Dan koppelt die ‘event listeners’ aan alle knoppen. Klik je op Connect, dan wordt de poort gekozen via de Web Serial-API. Een klik op de andere knoppen roept de functie writeCommand aan met de overeenkomende opdracht.

Als je nu de html-pagina in Chrome opent en je Pico is aangesloten, klik dan op Connect. Verbind met de juiste poort en probeer de verschillende knoppen uit om de led van de Pico aan te sturen.

09 Temperatuursensor

Op dezelfde manier kunnen we een temperatuursensor op de Raspberry Pi Pico aansluiten en die via usb zijn sensorwaardes aan de computer laten doorgeven. Voor de temperatuursensor kiezen we de populaire BME280 van Bosch in de uitvoering van Adafruit. Er bestaan ook goedkopere versies van Chinese fabrikanten. Controleer dan dat het om een I²C-versie gaat die op 3,3 V werkt.

Verwijder de usb-kabel van de Pico en prik het bordje op een breadboard. Sluit SDA (bij Adafruit SDI) aan op pin 1 (GP0) van de Pico; SCL (bij Adafruit SCK) op pin 2 (GP1); VCC (bij Adafruit Vin) op 3,3 V; en GND op GND. Twijfel je over de juiste pinnen bij de Raspberry Pi Pico? Bekijk ze dan op https://pico.pinout.xyz. Sluit daarna de Pico weer aan via usb.

Download nu de bundel met Adafruit-bibliotheken voor CircuitPython 8.x. Pak het zip-bestand uit, ga daarin naar de directory lib en kopieer de mappen adafruit_bme280 en adafruit_bus_device naar de directory lib van je CIRCUITPY-station. Hiermee installeer je de CircuitPython-driver voor de BME280.

10 Metingen doorsturen

Verander dan in Mu Editor de code in code.py in de onderstaande code, die continu de temperatuur en luchtvochtigheid van de sensor uitleest en die via de seriële interface doorstuurt:

Eerst zetten we de I²C-bus op, waarbij we GPIO-pin 1 (GP1) als SCL definiëren en GPIO-pin 0 (GP0) als SDA. Daarna initialiseren we de driver voor de Adafruit BME280 en vragen we de dataverbinding voor de seriële interface op. Tot slot starten we in een oneindige lus het uitlezen van de temperatuur, ronden we die af op één cijfer na de komma en schrijven die naar de seriële interface, met telkens een seconde pauze tussen twee opeenvolgende metingen. Als je dit opslaat in code.py en dan op www.serialterminal.com in Chrome met je Pico verbindt, zie je de temperatuurmetingen over je scherm rollen. Dankzij de aanduiding "\n" (een newline) komt elke meting op een nieuwe regel.

11 Webinterface

Hoe tonen we die sensorwaardes nu in een webinterface? Een eenvoudige html-pagina zou er zo uitzien:

Deze bevat alleen een knop om de seriële verbinding op te zetten en een span-element dat de temperatuur toont. Het bijbehorende JavaScript-bestand usb-bme280.js is ook eenvoudig:

We wachten hier dus tot de DOM is geladen en voegen dan een ‘event listener’ toe aan de verbindingsknop. Zodra je daarop klikt en de seriële verbinding is opgezet, blijft de code continu een tekststroom inlezen. Elke keer dat er een regel tekst binnenkomt, wordt die toegekend aan het span-element met de ID temperature. En zo wordt de temperatuur continu bijgewerkt op de webpagina.

Uiteraard kun je dit nog verder uitwerken. Je kunt bijvoorbeeld ook de luchtvochtigheid van de sensor uitlezen en in een ander blokje tekst tonen op de webpagina. En met een stylesheet is de lay-out natuurlijk veel mooier te maken. Dit laten we allemaal als oefeningen over aan jou.

De jaarwisseling 2025/2026 is het laatste keer dat we zelf vuurwerk mogen afsteken. Reken maar dat er dus heel wat siervuurwerk de lucht in gaat op oudejaarsavond! Natuurlijk wil je daar foto's van maken, maar het blijft lastig om dit spektakel goed vast te leggen met een telefoon. Vaak eindig je met bewogen strepen of een overbelichte waas op je scherm. Met de juiste voorbereiding en instellingen maak je dit jaar foto's die wél de moeite waard zijn om te bewaren.

Begin met een schone lens door er even een microvezeldoekje overheen te halen. Vette vingers veroorzaken namelijk vlekken waardoor het felle licht van het vuurwerk minder goed wordt vastgelegd. Controleer daarnaast of je nog voldoende opslagruimte vrij hebt op je toestel. Omdat je waarschijnlijk veel beelden achter elkaar schiet, loopt je geheugen sneller vol dan je denkt. Vergeet ook niet om je batterij volledig op te laden, want als het koud is, gaat de accu van je smartphone sneller leeg.  

Stabiliteit voor scherpe beelden

Lichtflitsen in het donker fotograferen vraagt om een langere sluitertijd. Hierdoor is elke kleine beweging van je handen direct zichtbaar als een onscherpe vlek. Gebruik bij voorkeur een klein statief of een smartphonehouder om je toestel stil te houden. Heb je die niet bij de hand? Leun dan tegen een muur of lantaarnpaal en houd je smartphone met beide handen stevig vast. Gebruik in geen geval de digitale zoom. Dit verlaagt de kwaliteit van je foto aanzienlijk en maakt de korreligheid alleen maar erger.

©ID.nl

Lichtsporen vastleggen met iPhone

Heb je een iPhone, dan is de functie Live Photos je beste vriend tijdens de jaarwisseling. Zorg dat het ronde icoontje voor Live Photos bovenin je camera-app geel gekleurd is. Nadat je de foto hebt gemaakt, open je deze in de Foto's-app. Tik linksboven op het woordje 'Live' en kies uit het menu voor 'Lange belichting'. Je telefoon voegt dan alle beelden uit de opname samen tot één foto. Hierdoor veranderen de losse lichtpuntjes in vloeiende, lichtgevende banen tegen een donkere lucht. Gebruik hierbij bij voorkeur een statief of zet je iPhone ergens stabiel neer. Wanneer je namelijk los uit de hand fotografeert, worden de bewegingen die je zelf maakt ook meegenomen, en dat kan zorgen voor een wazig eindresultaat.

De Pro-modus op Android gebruiken

Veel Android-telefoons hebben een Pro-modus waarmee je handmatig de sluitertijd aanpast. Open deze stand in je camera-app en zoek naar de letter 'S' (Sluitertijd). Voor vuurwerk werkt een sluitertijd tussen de twee en vier seconden vaak het best. Houd de ISO-waarde laag, bijvoorbeeld op 100, om ruis in de donkere delen te voorkomen. Omdat de sluiter nu langer openstaat, is een statief echt een vereiste. Je krijgt dan de bekende foto's waarbij je de hele weg van de vuurpijl als een lichtspoor ziet.

Timing en compositie bepalen

Het moment waarop je afdrukt is bepalend voor het eindresultaat. Werk je met een normale sluitertijd, dan is de burst-modus handig: houd de ontspanknop ingedrukt wanneer een pijl de lucht in gaat. Zo leg je de hele explosie vast en kies je achteraf de mooiste foto uit de reeks. Denk ook na over de compositie van je beeld. Een foto van alleen de lucht is vaak wat kaal. Probeer elementen uit de omgeving mee te nemen, zoals silhouetten van gebouwen of bomen. Dit geeft context en maakt het plaatje een stuk interessanter.

🎆 Snelle checklist 🎆

De geur van versgebakken oliebollen hoort bij december. Toch ziet niet iedereen het zitten om met een pan heet vet aan de slag te gaan. Oliebakken in de airfryer lijkt dan een aantrekkelijk alternatief: minder luchtjes en ook nog eens minder vet. Maar levert bakken in een airfryer dezelfde oliebol op, of moet je toch de frituurpan uit het vet halen?

Oliebollen bakken in de airfryer, kan dat? Het korte antwoord is duidelijk: nee, een traditionele oliebol bak je niet in een airfryer. Klassiek oliebollenbeslag is vloeibaar en heeft direct contact met hete olie nodig om zijn vorm en structuur te krijgen. Een airfryer is in de basis een compacte heteluchtoven. Zonder een bad van hete olie kan het beslag niet snel genoeg stollen. Wie het toch probeert, ziet het deeg door het mandje zakken of uitlopen tot een platte, taaie schijf. Dat ligt niet aan het recept, maar aan de techniek.

Waarom hete olie onmisbaar is

Zodra je het beslag van de oliebol in de hete olie van de frituurpan schept, ontstaat er vrijwel direct een korstje om de buitenkant. Binnen in de bol ontstaat stoom, waardoor de bol uitzet en luchtig wordt. Die combinatie van afsluiten en opblazen zorgt voor de typische oliebolstructuur. In een airfryer ontbreekt die directe warmteoverdracht. Hete lucht is simpelweg minder krachtig dan hete olie. Zonder direct contact met heet vet kan het beslag niet snel genoeg stollen. Daardoor blijft een echte oliebol uit de airfryer onmogelijk.

©Gegenereerd door AI

Wat wel kan: kwarkbollen uit de airfryer

Wie toch iets zelf wil maken in de airfryer, moet het klassieke oliebollenbeslag loslaten. Met een steviger beslag, bijvoorbeeld op basis van kwark, kun je ballen vormen die hun vorm behouden. Deze bollen garen prima in de hete lucht en krijgen een mooie bruine buitenkant. De uitkomst lijkt qua vorm op een oliebol, maar de structuur is compacter en de smaak meer broodachtig. Denk aan iets tussen een zoet broodje en een scone. Lekker, lichter en prima als alternatief, maar: het is geen oliebol zoals je die van de kraam kent.

Wat ook goed kan: oliebollen opwarmen in de airfryer

Waar de airfryer wel echt tot zijn recht komt, is bij het opwarmen van gekochte oliebollen. In de magnetron worden ze snel slap en taai. In de airfryer gebeurt het tegenovergestelde. Door de bollen een paar minuten op ongeveer 180 graden te verwarmen, wordt de korst weer knapperig en warmt de binnenkant gelijkmatig op. Je oliebollen smaken weer alsof je ze net gebakken (of gehaald) hebt!

Samenvatting

Wil je de échte oliebol, dan heb je twee opties: zelf bakken in een frituurpan of halen bij de kraam. Bakken in de airfryer kan niet, omdat vloeibaar beslag niet geschikt is voor hete lucht. Je kunt bijvoorbeeld wel kwarkbollen maken, maar dat is toch anders. De grootste winst zit in het opwarmen van kant-en-klare oliebollen: in de airfryer gaat dat snel, ze worden heerlijk knapperig en je hebt geen last van frituurlucht in huis.

🎆 Vuurwerk op je Galaxy Smartphone? 👇