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. Daarom speuren we een paar keer per week binnen een bepaald thema naar zulke deals. Ga je op vakantie maar wil je toch weten wat er bij je voordeur gebeurt? Een slimme deurbel laat je ook als je niet thuis bent zien wie er voor de deur staat. Wij vonden een vijftal betaalbare exemplaren.

Met een slimme deurbel krijg je een seintje als er iemand aanbelt en kun je vaak ook terugzien wie er voor de deur heeft gestaan. Je kunt daarbij kiezen om de video's lokaal op te slaan, maar de hier besproken deurbellen bieden ook online opslag. En dat is handig, want zo kun je ook tijdens je vakantie in de gaten houden welke (ongenode) gasten er voor de deur staan.

D230S1

Wat handig is aan de Tapo D230S1, is dat hij wordt geleverd met een compacte gong die tevens functioneert als een internet tussenpunt. Hierin kun je een microSD-kaart plaatsen voor lokale opslag van videobeelden, wat betekent dat een abonnement voor cloudopslag niet strikt noodzakelijk is om beelden te bewaren. Mocht je toch liever de flexibiliteit van cloudopslag hebben, dan biedt TP-Link hiervoor een optionele dienst aan. De installatie is over het algemeen eenvoudig en hij werkt op een batterij, wat veel vrijheid geeft qua plaatsing zonder gedoe met bedrading. De beeldkwaliteit is voldoende voor het dagelijks gebruik en de deurbel is uitgerust met slimme detectiefuncties om je op de hoogte te stellen van activiteit voor je deur. Dit maakt het een goede keuze voor wie een complete set zoekt zonder direct vast te zitten aan maandelijkse kosten voor opslag.

Ring Video Doorbell Wired

De Ring Video Doorbell Wired is een van de meest budgetvriendelijke opties van Ring. Deze deurbel sluit je bedraad aan op je bestaande deurbelbedrading, Dit betekent dat je je geen zorgen hoeft te maken over het opladen van batterijen of het leegraken ervan. De deurbel biedt 1080p HD-video en tweeweg-communicatie, zodat je met de bijbehorende app kunt praten met wie er voor de deur staat. Een belangrijk punt om te overwegen bij de Ring Video Doorbell Wired is dat voor de meeste functionaliteiten, waaronder het opslaan en terugkijken van videobeelden, een Ring Protect-abonnement nodig is. Zonder dit abonnement zijn de mogelijkheden vrij beperkt tot livebeeld en notificaties.

Arlo Essential 2 2K Video Doorbell

Deze draadloze videodeurbel van Arlo heeft focus op scherpe beeldkwaliteit en gebruiksgemak. De Arlo Essential 2 filmt in 2K resolutie, waardoor je een beter beeld krijgt dan met de meeste Full-HD-camera's. Een opvallend kenmerk is de 180 graden kijkhoek en de 1:1 beeldverhouding, waardoor je een volledig 'hoofd-tot-teen' beeld krijgt van je bezoekers en pakketjes op de grond. De installatie is bijzonder makkelijk en geheel draadloos. Voor het opslaan van opgenomen videobeelden maakt Arlo gebruik van een cloudgebaseerd systeem, waar je wel een abonnement voor nodig hebt.

Xiaomi Smart Doorbell 3

Ook deze deurbel filmt in 2K resolutie en heeft een indrukwekkende kijkhoek van 180 graden, waardoor je een breed overzicht krijgt van wat er voor je deur gebeurt. Een van de handige eigenschappen is de meegeleverde gong die ook functioneert als basisstation. Deze gong is uitgerust met een interne opslag van 64 GB, wat voldoende is voor de meeste gebruikers en maakt het overbodig om een apart cloudabonnement te nemen, iets wat overigens wel mogelijk is. De deurbel heeft een ingebouwde batterij die lang meegaat en is eenvoudig te installeren. Ook beschikt hij over AI-gestuurde persoonsdetectie, wat helpt om valse meldingen te verminderen.

Imou Doorbell 2S Kit

De Imou Doorbell 2S Kit is een draadloze videodeurbel met nachtfunctie Imou biedt een optionele cloudopslagdienst, maar je kunt de video's ook lokaal opslaan. De deurbel werkt op een ingebouwde, oplaadbare batterij, wat de installatie zeer eenvoudig maakt omdat je geen bedrading nodig hebt. De AI-gestuurde persoonsdetectie zorgt ervoor dat je geen ongewenste meldingen van beweging krijgt, dus niet bij elke langslopende kat.

Gebruikers die deze week Facebook of Instagram openen, krijgen ineens een keuze voorgeschoteld: wil je betalen om geen advertenties meer te zien, of blijf je het gratis gebruiken mét advertenties? Die keuze is vanaf nu verplicht. Sinds november 2023 bood Meta al de mogelijkheid om een betaald abonnement zonder advertenties te nemen, maar tot nu toe was dat geheel vrijblijvend. Wat betekent die verplichte keuze precies? En kun je, als je niet wilt betalen, nog steeds zelf bepalen wat je te zien krijgt?

Waarom moet je nu ineens kiezen?

Meta voert deze verplichte keuze door vanwege aangescherpte Europese privacyregels. De wetgever stelt strengere eisen aan hoe bedrijven data mogen gebruiken voor advertentiedoeleinden. Een gratis dienst met gepersonaliseerde advertenties mag alleen als de gebruiker daar bewust toestemming voor geeft. Meta zet de gebruiker daarom voor het blok: betalen voor een advertentievrije ervaring, of toestemming geven voor het gebruik van je gegevens.

De betaalde abonnementsvorm: wat houdt het in?

Wie zich abonneert op de advertentievrije versie van Facebook en Instagram betaalt 7,99 euro per maand via de app, of 5,99 euro via een browser. Dit bedrag geldt voor één account in het zogeheten Accountcentrum. Wil je meerdere accounts advertentievrij gebruiken, dan betaal je daar extra voor. Meta belooft dat je gegevens in dat geval niet verwerkt worden voor advertentiedoeleinden. Je gebruikt de platformen dan volledig zonder gepersonaliseerde advertenties.

©Meta

Niet betalen? Dit doet Meta dan met je gegevens

Kies je ervoor om Facebook en Instagram gratis te blijven gebruiken, dan geef je Meta toestemming om je gegevens te gebruiken voor advertenties. Het gaat dan om gepersonaliseerde advertenties, gebaseerd op je profiel, gedrag op het platform en je interacties met andere websites en apps. Je huidige ervaring blijft grotendeels hetzelfde, maar de verwerking van je gegevens valt voortaan onder strengere Europese regels.

Je kunt later ook kiezen voor advertenties met minder personalisatie. Deze optie gebruikt minder van je gegevens en is iets privacyvriendelijker, maar laat nog steeds advertenties zien. Meta gebruikt dan geen informatie meer over je gedrag op andere sites of eerdere interacties binnen hun platformen. In plaats daarvan worden alleen basisgegevens gebruikt, zoals je leeftijd, geslacht, locatie en activiteit op dat moment. Deze instelling kun je op elk moment inschakelen via het menu Advertentie-instellingen, onder het kopje dat gaat over personalisatie en gegevensgebruik.

©Videoland

Hoe houd je invloed op wat je te zien krijgt?

Ook als je kiest voor de gratis versie van Facebook of Instagram, kun je nog wel degelijk invloed uitoefenen op de advertenties die je te zien krijgt.

Advertentie-instellingen beheren

Ga naar de instellingen van je Facebook- of Instagram-account en zoek naar Advertentievoorkeuren of Advertentie-instellingen. Hier krijg je een overzicht van de interesses die Meta aan jouw profiel heeft gekoppeld. Je kunt deze interesses bewerken, verwijderen of toevoegen. Door dit te doen, geef je Meta een duidelijker beeld van wat je wel en niet relevant vindt. Je kunt ook instellen dat je geen advertenties meer wilt op basis van je activiteit op andere websites en apps.

Advertenties verbergen, rapporteren of de herkomst begrijpen

Bij elke advertentie verschijnt een menu met de optie Waarom zie ik deze advertentie?. Als je daarop klikt, zie je welke informatie Meta heeft gebruikt om jou die advertentie te tonen. Denk aan je interesses, je leeftijd, locatie of het feit dat je eerder een bepaalde pagina hebt bezocht. Vanuit dat scherm kun je direct instellingen aanpassen of interesses verwijderen die niet (meer) bij je passen. Als je een advertentie ziet die je niet interesseert of ongepast vindt, kun je deze ook verbergen of rapporteren. Klik op de drie puntjes bij de advertentie en kies voor Advertentie verbergen of Deze advertentie rapporteren.

Merken of onderwerpen blokkeren

Daarnaast kun je in je advertentie-instellingen specifieke merken of onderwerpen blokkeren die je liever niet voorbij ziet komen. Dit zorgt er niet voor dat advertenties verdwijnen, maar wel dat ze iets minder willekeurig aanvoelen en beter aansluiten op wat je zelf belangrijk of prettig vindt.

Alternatieven: gratis en advertentievrij?

Als de ontwikkelingen bij Facebook en Instagram je zorgen baren en je liever geen advertenties ziet én niet wilt betalen, zijn er maar weinig alternatieven. Volledig gratis, advertentievrije sociale media zijn zeldzaam. De meeste platformen draaien op advertentie-inkomsten of het gebruik van data. Er zijn wel opties die het anders aanpakken. Mastodon, onderdeel van het Fediverse, werkt bijvoorbeeld met open-sourceprincipes en wordt beheerd door community's. Hier zie je weinig tot geen advertenties, maar het bereik is kleiner en de ervaring anders. Ook kun je specifieke niche-platforms of forums opzoeken die zonder advertenties draaien dankzij donaties of vrijwilligers.

De keuze is aan jou

Betalen, de advertenties voor lief nemen of je account opzeggen: de keuze is aan jou. En dat is geen makkelijke keuze. Blijf je bij de gratis versies van Facebook en Instagram? Met de tips in dit artikel kun je in ieder geval nog een beetje grip op je eigen tijdlijn houden.

Lees ook: Je Facebook-account deactiveren of verwijderen