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.

Bij ID.nl zijn we dol op kwaliteitsproducten waar je niet de hoofdprijs voor betaalt. Een paar keer per week speuren we binnen een bepaald thema naar zulke deals. Ben je op zoek naar een grote koelkast met energielabel A? Vandaag hebben we vijf interessante modellen voor je gespot.

Disclaimer: op het moment van schrijven zijn de besproken koelkasten bij de goedkoopste webwinkels niet duurder dan 1100 euro. De prijzen kunnen schommelen.

Hisense RB440N4ACA

Wie de vele positieve reviews op Kieskeurig.nl leest, weet genoeg. De Hisense RB440N4ACA is een aanrader! Het gaat weliswaar om een vrijstaande koel-vriescombinatie, maar je kunt het apparaat tóch netjes in een bestaande keuken kwijt. De behuizing is namelijk even diep als een standaard aanrecht. Fijn is bovendien dat je de draairichting van beide deuren kunt wijzigen. Volgens de gegevens op het A-energielabel 'trekt' dit model jaarlijks zo'n 109 kilowattuur stroom. Kortom, het kost je slechts een paar tientjes per jaar.

Opvallend veel reviewers waarderen de stille werking. Het opgegeven volumeniveau van 35 decibel is dan ook behoorlijk laag. Het koelgedeelte heeft een ruime inhoud van 238 liter. Dankzij de aanwezigheid van twee lades, vier dragers en vier deurvakken kun je heel wat producten koud bewaren. Er is ook nog een flessenrek inbegrepen. Bovenin het koelgedeelte zit een felle ledlamp met een bedieningspaneel. Hierop kies je de gewenste temperatuur. Verdeeld over drie lades is de vriezer goed voor een inhoud van 98 liter. Dankzij no frost-ondersteuning hoef je de RB440N4ACA nooit te ontdooien. Deze koelkast is verkrijgbaar in een zilverkleurige en zwarte uitvoering.

LG GBP62MCNAC

Ondanks een riante inhoud van 384 liter voldoet de LG GBP62MCNAC aan de eisen van energielabel A. Ga ongeveer uit van een jaarlijks stroomverbruik van slechts 110 kilowattuur. Zodra je de bovenste deur opentrekt, heb je toegang tot een groot koelvak van 277 liter. De vier legplanken bestaan uit gehard glas. Die zullen niet zo gauw breken, zodat je zorgeloos een flinke hoeveelheid drinkpakken en blikjes koud bewaart. Verder telt het koelgedeelte twee lades en vier deurvakken.

De vriezer is met een inhoud van 107 liter eveneens ruim. Wegens ondersteuning voor no frost zullen de drie lades niet aanvriezen. Is er onverhoopt een technisch probleem? Met behulp van de zogenoemde Smart Diagnosis-functie lees je de apparaatstatus op een smartphone uit. Bekijk hoe je eventuele problemen oplost en onderhoud pleegt. Je plaatst de GBP62MCNAC gerust in een open (woon)keuken, want het geluidsniveau is met 35 decibel erg laag. Deze stijlvolle koelkast is in een matzwarte en zilverkleurige behuizing te koop.

Samsung RB38C607AS9/EF

De Samsung RB38C607AS9/EF heeft op Kieskeurig.nl momenteel de laagste prijs ooit. Daarbovenop ontvangen snelle beslissers ook nog eens tijdelijk een cashback van honderd euro. Deze actie geldt tot en met 2 december 2024. Al met al haal je voor een relatief zacht prijsje een energiezuinige koelkast in huis. Het opgegeven jaarlijkse stroomverbruik komt uit op 108 kilowattuur. Een leuk extraatje is dat je het actuele energieverbruik in de SmartThings-app op een smartphone kunt monitoren. Hiervoor koppel je de koelkast aan je wifi. De RB38C607AS9/EF produceert niet zoveel geluid, want het volumeniveau bedraagt maar 35 decibel.

Deze vijf testers zijn erg te spreken over dit product. Zij prijzen stuk voor stuk de ruime inhoud van in totaal 387 liter. Het koel- en vriesgedeelte zijn goed voor respectievelijk 273 en 114 liter. Voor huishoudens tot vier à vijf personen is dat ruimschoots voldoende. Zoals je van een moderne koelkast mag verwachten, is er no frost-ondersteuning aanwezig. Dat scheelt weer ontdooien! Komt de draairichting van beide deuren niet uit? Geen probleem, want je kunt ze omkeren. In plaats van de hier besproken zilverkleurige uitvoering kun je ook deze zwarte versie overwegen.

Lees ook: Tips voor een lager verbruik van je koelkast en vriezer

Inventum KV2010B

Een goedkopere koelkast met energielabel A zul je in dit formaat waarschijnlijk niet gauw vinden. Inventum hanteert op zijn website een adviesprijs van 999 euro, maar enkele webshops halen daar een kwart vanaf. De KV2010B is een volwaardige vrijstaande koelkast met een respectabele inhoud van 378 liter. Hiervan is 256 liter gereserveerd voor het koelgedeelte. Ten opzichte van diverse vergelijkbare apparaten is er een behoorlijk deel aan de vriezer toegekend, namelijk 122 liter.

Gunstig is het zéér lage geluidsniveau van 29 decibel. Hierdoor zet je deze koel-vriescombinatie probleemloos naast een keukentafel neer. Ondanks de relatief lage aanschafprijs ondersteunt dit model no frost. Deze techniek voorkomt ijsvorming, zodat de drie lades niet kunnen aanvriezen. Nuttig om te weten is dat je de deuren kunt omkeren. Volgens de specificaties van het toegekende A-energielabel verbruikt de KV2010B ongeveer 113 kilowattuur per jaar. De fabrikant geeft vijf jaar garantie op dit product.

Bosch KGN392LAF

Bosch staat garant voor een hoge kwaliteit. Dat heeft een zekere prijs, waardoor je nauwelijks energiezuinige koelkasten van het gerenommeerde Duitse merk voor minder dan duizend euro kunt vinden. De KGN392LAF is een uitzondering. Dit witgoedproduct is dan ook op Kieskeurig.nl momenteel goedkoper dan ooit. Indrukwekkend is het nogal lage verwachte stroomverbruik van 104 kilowattuur per jaar. Daarnaast is deze koelkast stiller dan de meeste andere modellen in deze prijsklasse. Ga uit van een geluidsniveau van 29 decibel.

Het koelgedeelte van 260 liter bestaat uit vier dragers, twee lades, een flessenrek en vier deurvakken. De vriezer heeft een inhoud van 103 liter. Wegens no frost-ondersteuning kun je de drie lades altijd soepel schuiven. Op het fraaie aanraakpaneel kies je voor elke sectie de gewenste temperatuur. Dankzij zijn slimme ontwerp plaats je de behuizing eventueel pal tegen de wand. In tegenstelling tot de meeste andere koelkasten hoeft er geen ruimte tussen de achterkant en de muur te zitten. Zit één van de deuren niet helemaal dicht? De KGN392LAF waarschuwt je met een luide pieptoon. Lees deze reviews op Kieskeurig.nl voor ervaringen van andere gebruikers.

De Nederlandse webwinkel in techproducten Alternate gaat de internetproducten van Starilnk verkopen. Starlink is het internetbedrijf van Elon Musk, de man achter social media-platform X en Tesla.

Alternate is een officiële dealer van Starlink geworden. Dankzij deze samenwerking biedt de winkelonderneming internetdiensten via satelliet van Starlink aan. Starlink biedt wereldwijd breedbandinternet via satellieten, waardoor bedrijven op afgelegen locaties en avonturiers in de natuur nu kunnen rekenen op snel internet. en van onze klanten eenvoudiger en efficiënter maken.

 “De samenwerking met Starlink is voor ons een geweldige aanvulling op ons assortiment,” zegt Nico Bommelje, directeur van Alternate Nederland. “Wij zijn altijd op zoek naar innovatieve oplossingen voor onze klanten en met Starlink kunnen wij nu een betrouwbare internetverbinding bieden voor zowel bedrijven in afgelegen gebieden als voor avonturiers die het avontuur willen aangaan zonder concessies te doen aan connectiviteit.

Bedrijven en reizigers

Voor zakelijke klanten biedt Starlink een oplossing voor bedrijven die in landelijke gebieden of moeilijk bereikbare regio’s gevestigd zijn, bijvoorbeeld op locaties waar geen snelle glasvezelverbinding is.

Starlink biedt voor hen stabiele en snelle internetverbindingen, waardoor ze hun digitale processen, communicatie en cloud-gebaseerde toepassingen kunnen blijven gebruiken, zelfs zonder traditionele internetverbindingen. Voor reizigers biedt Starlink eveneens internetverbindingen voor werk of vrije tijd, ongeacht de locatie.