ID.nl logo
Bouw een slim en energiezuinig e-ink-scherm voor je smarthome
© Stanisic Vladimir
Huis

Bouw een slim en energiezuinig e-ink-scherm voor je smarthome

Je smarthome hangt vol met slimme apparatuur en sensoren die je van alles over je huis vertellen, waardoor het haast zonde is dat je deze data alleen vanaf je smartphone of computer kunt aflezen. Een tablet aan de muur hangen kan een oplossing zijn, maar het kan nog een beetje moderner. In dit artikel lees je hoe je zelf een e-ink-scherm bouwt dat je overal in huis kunt neerzetten of ophangen.

In dit artikel laten we zien hoe je zelf een e-ink-scherm bouwt en gebruikt voor je smarthome:

  • Ga voor de Home Assistant Green of installeer Home Assistant op een Raspberry Pi
  • Kies voor een e-ink-scherm van WaveShare
  • Verbind het scherm met een ESP32-microcontroller en programmeer deze met ESPHome
  • Configureer een YAML-bestand om data als temperatuur en luchtvochtigheid weer te geven
  • Plaats het scherm in een fotolijstje of 3D-geprinte behuizing

Wat er nog meer in huis slim kan? Zo maak je van je doorsnee huis een slim, comfortabel en veilig huis

Er zijn meerdere redenen om e-ink te gebruiken om informatie over je smarthome te tonen. Ten eerste zijn deze schermen niet voorzien van achtergrondverlichting, waardoor ze geen baken van licht in je kamer worden. Zo’n scherm is net zo subtiel als een foto aan de muur en kan bij het juiste formaat zelfs in een fotolijstje worden gestopt. Ten tweede is e-ink zeer energiezuinig: het scherm verbruikt alleen stroom als deze het de inhoud ververst. Laat jouw scherm de temperatuur in een kamer zien en blijft die urenlang stabiel? Dan wijzigt het scherm niet en verbruikt het bijna geen energie.

Compatibiliteit

Uiteraard is niet ieder smarthomesysteem compatibel met zelfgebouwde e-ink-schermpjes. In dit artikel gaan we uit van een smarthome met Home Assistant, een populair opensource-platform van Nederlandse makelij. Omdat Home Assistant opensource is, werkt het met tal van extra toepassingen en apparaten – waaronder de zeer flexibele ESP32-microcontroller. Dit zijn kleine apparaatjes die je met allerlei apparatuur kunt verbinden en vervolgens programmeert om door Home Assistant als slim thuisapparaat te worden gezien.

Home Assistant

Home Assistant is op allerlei soorten apparaten te installeren. Het bedrijf achter het systeem verkoopt de Home Assistant Green voor pakweg 130 euro. Dat is de simpelste oplossing, maar wie een ongebruikte Raspberry Pi in de kast heeft liggen, kan daar ook de Home Assistant-software op installeren. Een Raspberry Pi 3 is bruikbaar, maar een Pi 4 of 5 wordt geadviseerd. Groot voordeel van een Pi is dat Home Assistant in de officiële configuratiesoftware van de fabrikant zit verwerkt.

Je downloadt de Raspberry Pi Imager van www.raspberrypi.com/software. Bij het voorbereiden van je microSD-kaart kies je Other specific-purpose OS gevolgd door Home assistants and home automation. In de getoonde lijst selecteer je de software voor Home Assistant.

De Home Assistant Green is een alles-in-één-oplossing voor wie zijn smarthome op Home Assistant wil aansluiten.

Configuratie

Staat de software op je microSD-kaart, dan kun je deze in je Pi steken, de stroom aansluiten bij voorkeur een ethernetkabel aansluiten. In de browser van je computer open je dan http://homeassistant.local:8123 om het smarthomesysteem naar wens te configureren.

Je kunt binnen Home Assistant nagenoeg al je gebruikte slimme gadgets toevoegen, zoals de lampen van Hue, sloten van Nuki en verwarmingsknoppen van Tado. Voor apparaten die niet officieel worden ondersteund zijn er bijna altijd wel door fans gemaakte integraties die met het systeem communiceren. Over alle apparaten die gekoppeld zijn aan Home Assistant koppelt kun je later informatie laten weergeven op je e-ink-scherm.

Drie stukjes van de puzzel

Voor de bouw van je e-ink-display heb je drie zaken nodig. Ten eerste is er het scherm zelf. Hier gaan we uit van een 4,2inch-display van WaveShare. Deze is in meerdere webwinkels te koop voor rond de 35 euro. Andere schermen zouden ook moeten werken, maar van dit WaveShare-scherm is bekend dat meer mensen ze succesvol met Home Assistant hebben verbonden. Omdat je later afhankelijk bent van een stukje code, is het gunstig om een beproefde optie te kiezen.

Dit beeldscherm van WaveShare gebruikt e-paper, waardoor informatie net als bij een e-reader wordt getoond. Zeer zuinig en goed af te lezen in fel zonlicht.

Vergeet je HAT niet

Let er bij je aanschaf goed op dat je scherm voorzien is van een zogeheten E-Paper Driver HAT. Bij WaveShare zit dit er standaard op. HAT staat voor Hardware Attached on Top, een printplaatje dat extra functionaliteit aan je onderdeel geeft. In dit geval kun je de Driver HAT met een standaard ribbonkabel met het scherm verbinden, waarna je allerlei kleine pinnetjes hebt om snoertjes op aan te sluiten om weer met een andere device te verbinden. Snoertjes die je nodig hebt voor het laatste stuk van onze puzzel.

Met de speciale E-Paper Driver HAT kun je het beeldscherm aansluiten op andere apparaatjes, zoals de ESP32.

Microcontroller aansluiten

Als laatste hebben we een ESP32-microcontroller nodig. Door de kabels van de E-Paper Driver HAT te verbinden met de ESP32, kan het scherm met wifi verbinden en data ontvangen van Home Assistant. Bijna iedere ESP32 werkt, maar zorg er wel voor dat je model kleine cirkelgaatjes aan de zijkanten heeft. Deze heb je later nodig om te solderen. Dit vergt enige ervaring met een soldeerbout. Hoewel de HAT snoertjes heeft die je kunt vastpluggen, moet je de uiteindes vastsolderen aan verbindingspoortjes van de ESP32-module.

©Tomasz - stock.adobe.com

Deze ESP32 is een zogeheten microcontroller. Programmeer hem met de juiste firmware en hij kan ieder apparaat met Home Assistant verbinden.

Welke kabel naar welke GPIO-pin?

Je kunt de kabels van je HAT uiteraard niet zomaar solderen. Hier een overzicht van welk snoer je waarmee verbindt:

  • BUSY-kabel aan de GPIO27-pin
  • RST-kabel aan de GPIO33-pin
  • DC-kabel aan de GPIO25-pin
  • CS-kabel aan de GPIO26-pin
  • CLK-kabel aan de GPIO18-pin
  • MOSI-kabel aan de GPIO23-pin
  • GND-kabel aan de GND-pin
  • 3.3V-kabel aan de 3.3V-pin

Deze pins gelden voor de configuratie met het door ons gebruikte 4,2inch-display. Wees voorzichtig en kijk vooraf goed wat voor aansluitingen worden gebruikt bij een configuratie voor jouw beeldscherm, soms kan dat namelijk verschillen.

ESPHome

Zijn je schermpje, de HAT en de ESP32 allemaal met elkaar verbonden? Dan is het tijd om de ESP32 te programmeren. Dat doen we met behulp van ESPHome, wat op zijn beurt weer in Home Assistant kan worden geïnstalleerd. Open in een browser het webadres van jouw Home Assistant en ga in de linkerbalk onderaan naar Instellingen / Add-ons. Druk rechtsonder op de knop voor de add-on-winkel, zoek ESPHome en installeer dat.

Druk na installatie op de knop Start. Klik daarna op Open Web UI te klikken. Je ziet het ESPHome Dashboard. Hier kun je de ESP32 configureren zonder geavanceerde programmeerkennis. Verbind je installatie met een usb-kabel aan Home Assistant en tik op New Device. Volg hierna de geboden stappen.

ESPHome is gebruiksvriendelijk vanwege het dashboard met alle opties.

YAML-configuratie

Wordt er om een YAML-configuratie gevraagd, plak dan de code getoond op de pagina die je vindt via www.kwikr.nl/epaperyaml. Voer de gegevens van je wifi-netwerk in. Dit configuratiebestand zorgt ervoor dat de ESP32 weet met welke pins hij voor je scherm moet communiceren en wat voor data er op het display getoond moeten worden. Standaard heeft dit bestand een configuratie met een plantensensor, koolmonoxidemeter, de huidige temperatuur en luchtvochtigheid in de ruimte. Door deze apparaten te vervangen door andere apparatuur die aan jouw Home Assistant is verbonden, kun je de inhoud van het display naar eigen smaak veranderen.

Updates of wijzigingen doorvoeren

Bij het instellen van de ESP32-module wordt speciale firmware naar de hardware geschreven. Dat kan bij de eerste installatie alleen als hij met een usb-kabel met je Home Assistant-apparaat is verbonden. Als je later updates of wijzigingen wil doorvoeren, kun je de gadget met het ESPHome-dashboard verbinden.

In een fotolijstje

Nu zou je e-inkscherm het moeten doen. Dan rest ons nog maar één ding: de gadget ergens in je huis neerzetten of ophangen. Met een beetje geluk kun je een fotolijstje vinden dat ruimte biedt aan het scherm, de HAT en de ESP32. Het 4,2inch-display is aan de buitenkant 103 bij 78,5 millimeter groot, waardoor hij ruim past in een lijstje voor een foto van klein formaat, 100 bij 150 millimeter.

Heb je een 3D-printer? Op www.printables.com vind je allerlei 3D-behuizingen voor de e-ink-schermen van WaveShare, van simpele standaarden tot aan elegante lijstjes voor aan de muur. Groot voordeel aan deze oplossingen is dat ze vaak gemaakt zijn om de ESP32 en HAT ook te integreren, waardoor alles mooi in één pakketje kan worden weggestopt.

Er zijn online tal van 3D-printbare hoesjes speciaal voor dit project te vinden, waaronder deze op printables.com van gebruiker G00TH.

Stroom gewenst, maar optioneel

Het scherm gebruikt nagenoeg geen stroom, maar de ESP32 wel. De microcontroller heeft meerdere processorkernen en een wifi-module die continu verbinding moeten maken.

Wil je het scherm ergens ophangen zonder stroomvoorziening, dan zijn er verschillende oplossingen. Het beeldscherm toont informatie tot er nieuwe informatie moet worden weergegeven, zelfs als de stroomtoevoer niet beschikbaar is. Je zou dus het scherm bijvoorbeeld op een plek kunnen hangen waar slechts eens per dag nieuwe informatie getoond hoeft te worden. Denk aan de agendapunten van die dag of het weerbericht. Je kunt dan aan het begin van je dag even een powerbank aan de ESP32 hangen. Het apparaatje start dan op, haalt zijn nieuwe informatie op en toont dit op het scherm. Daarna kan de stroom er weer af.

▼ Volgende artikel
Waar voor je geld: 5 betaalbare all-in-one-printers met scanfunctie
© MG | ID.nl
Huis

Waar voor je geld: 5 betaalbare all-in-one-printers met scanfunctie

Heb je een kantoorbaan en werk je ook veel thuis? Dan loop je vast wel eens tegen het probleem aan dat je een document wil afdrukken of iets belangrijks moet inscannen of kopiëren, maar dat je dan weer moet wachten tot je op kantoor bent. Waarom niet gewoon thuis alles doen? Met een betaalbare all-in-one-printer met scanfunctie doe je alles vanuit je eigen werkkamer. Handig voor iedereen in huis.

Canon PIXMA TS3750i

Met de Canon PIXMA TS3750i haal je een inkjet all-in-one-printer in huis die printen, kopiëren en scannen combineert in één apparaat. Het is een kleureninkjet met een maximale printresolutie van 4800 x 1200 dpi en A4 als grootste papierformaat. Je legt papier in één papierlade met een capaciteit van 90 vellen, waarbij de invoer handmatig gebeurt. De printer ondersteunt standaard A4-papier en print zwart tot ongeveer 7 ipm en kleur tot 4 ipm. De scanner is een flatbed-type zonder automatische documentinvoer; je legt dus losse pagina’s op de glasplaat en scant enkelzijdig.

De verbinding met je netwerk verloopt via wifi, waardoor je via een laptop maar ook een tablet of telefoon kunt printen. De printer werkt uiteraard goed met Windows- en macOS-systemen en hij is compatibel met mobiele besturingssystemen als iOS en Android.

De TS3750i gebruikt twee cartridges (zwart en kleur) maar vier inkten, waarbij de kleuren in één gecombineerde kleurcartridge zitten.

HP DeskJet 2921

De HP DeskJet 2921 is een thermische inkjet-all-in-one die speciaal bedoeld is voor thuisgebruik. Je hebt één apparaat dat kan printen, kopiëren en scannen; de scanner is een flatbedscanner zonder automatische documentinvoer. De printtechniek gebruikt twee cartridges: een zwarte en een driekleurencartridge. De kleurfunctie is beschikbaar voor zowel printen als kopiëren. De papierlade biedt ruimte aan 60 vellen normaal papier en ondersteunt DL-enveloppen.

Als draadloze all-in-one-printer kan deze DeskJet via wifi op je netwerk worden aangesloten, maar het is ook mogelijk om de printer via een usb-kabel rechtstreeks met een computer aan te verbinden. De printsnelheid bij dit model is rond de 7 pagina's in zwart en 5,5 pagina's per minuut in kleur. Automatisch dubbelzijdig afdrukken wordt niet ondersteund.

Epson Expression Home XP-2200

Bij de Epson Expression Home XP-2200 draait het om een compacte kleureninkjet waarmee je zowel kunt printen als scannen en kopiëren. De printer werkt met vier afzonderlijke inkten en heeft een maximale printresolutie van 4800 x 1200 dpi. De maximale papiermaat is A4 en de papierlade kan 50 vellen bevatten. Printen gebeurt via een handmatige papierinvoer, zonder extra lade.

De XP-2200 heeft een flatbed-scanner zonder automatische documentinvoer; dubbelzijdig scannen wordt niet automatisch ondersteund. Op printsnelheid scoort dit model tot 27 pagina’s per minuut in zwart en tot 15 pagina’s per minuut in kleur in de snelste modus. Verbinden gaat via usb of draadloos via wifi. Via een fysieke WPS-knop maak je eenvoudig verbinding.

Epson Expression Home XP-3200

De Epson Expression Home XP-3200 is een all-in-one-printer met iets meer mogelijkheden aan de bedieningskant. De inkjet is voorzien van een 1,44-inch lcd-scherm en kan dubbelzijdig printen. De maximale afdrukresolutie is 5760 x 1440 dpi. Het apparaat ondersteunt diverse papierformaten tot en met A4 en ook verschillende envelop- en fotopapierformaten accepteert de printer.

De geïntegreerde flatbed-scanner haalt een optische scanresolutie van 1200 x 2400 dpi, met 48-bit kleurdiepte bij de invoer en 24-bit bij de uitvoer. De XP-3200 gebruikt vier losse cartridges en heeft een papierlade voor standaard papier; randloos printen behoort ook tot de mogelijkheden. De printsnelheid ligt rond de 10 pagina’s per minuut in zwart en 5 in kleur. Voor verbinding met je netwerk is wifi aanwezig, plus usb voor directe koppeling. Apple AirPrint wordt ondersteund.

HP Smart Tank 5108 - Multifunctionele printer

De HP Smart Tank 5108 is een inkjet all-in-one met navulbare inkttanks in plaats van losse cartridges. De printer kan scannen en kopiëren. De papierlade heeft volgens de gegevens plaats voor 100 vellen en ondersteunt verschillende formaten, met een formaatbereik tot ongeveer 215,9 x 355,6 mm.

Bij de printspecificaties wordt een snelheid van ongeveer 12 pagina’s per minuut in zwart en 5 in kleur genoemd en automatisch dubbelzijdig afdrukken is eveneens mogelijk. De scanner is een flatbedscanner en ondersteunt enkelzijdige scans; automatische documentinvoer en automatisch dubbelzijdig scannen zijn niet aanwezig. De verbinding met netwerk gaat via wifi en je kunt de printer direct via usb aansluiten.

▼ Volgende artikel
PlayStation State of Play: hier kijk je vanavond om 23:00 uur
Huis

PlayStation State of Play: hier kijk je vanavond om 23:00 uur

Sony PlayStation zendt aanstaande donderdagavond om 23:00 uur Nederlandse tijd een nieuwe State of Play-livestream uit. Martin, Simon en Jacco kijken live met je mee!

Er gingen al geruchten over de komst van de State of Play, en die blijken nu dus te kloppen. Nate the Hate, de insider die wel vaker de komst van aan games gerelateerde presentaties op voorhand lekt, claimde dat onlangs namelijk al.

Op PlayStation Blog schrijft Sony dat de presentatie meer dan zestig minuten beslaat en "nieuws, gameplay-updates en aankondigingen van gamestudio's verspreid over de wereld" bevat voor aankomende PlayStation 5-games. Daarbij zullen er zowel games van PlayStation Studios zelf als andere bedrijven de revue passeren.

Zoals gezegd wordt de State of Play op donderdag 12 februari om 23:00 uur Nederlandse tijd uitgezonden, en zal deze te zien zijn via YouTube en Twitch. De presentatie zal ook hieronder te zien zijn zodra hij begint. Uiteraard streamen we de presentatie ook op Twitch, YouTube en TikTok!

Over de precieze inhoud van de State of Play-presentatie is nog niets bekend. Wel is het opvallend dat de presentatie meer dan een uur duurt, wat het een van de langste State of Play-presentaties tot dusver maakt.

Watch on YouTube

Wat is er te zien in de nieuwe State of Play?

Sony brengt dit jaar in ieder geval Saros, Marathon en Marvel's Wolverine uit, maar van die laatste is inmiddels bevestigd dat de game in de lente van dit jaar een update krijgt.

Verder werd vorige week een nieuwe Horizon-game met een focus op multiplayergameplay aangekondigd, genaamd Horizon Hunters Gathering. We weten ook dat The Last of Us-ontwikkelaar Naughty Dog aan hun nieuwe game Intergalactic: The Heretic Prophet werkt, en volgens geruchten wordt er bij PlayStation Studios ook een nieuwe God of War-game ontwikkeld met metroidvania-elementen.

Andere titels die vermoedelijk voorbijkomen zijn: Resident Evil Requiem, Helldivers 2, Marvel Tokon: Fighting Souls, Ace Combat 8, Marathon en Phantom Blade Zero.

Kunnen we dan helemaal geen verrassingen verwachten? Volgens geruchten werkt Sony Santa Monica al een tijdje aan een tweedimensionale God of War-game met Kratos' broer Deimos in de hoofdrol, en vermoed wordt dat deze eindelijk wordt aangekondigd. Sowieso zijn er veel God of War-geruchten: ook zou er gewerkt worden aan een heruitgave van de eerste drie delen en spin-off met personages Atreus in de hoofrol.