Sommigen zetten hun kerstboom al in november neer, en als het dan eenmaal kerst is, begint hij te verdrogen. Een standaard die ook als waterbak dient, kan dat voorkomen. Desondanks blijkt al snel dat kerstbomen binnenshuis opvallend dorstig zijn. En wie checkt het water nog als de boel onder een knus sneeuwkleedje ligt? Vandaar dit doe-het-zelf-idee voor knutselaars die een frisse groene kerstboom willen!

Hardware en software

Dit project kenmerkt zich door zijn eenvoud in hardware en behuizing. Je hebt een netadapter, een compacte behuizing met trekontlasting, een NodeMCU-module, twee leds, drie weerstanden en een printplaatje nodig om alles aan elkaar te solderen. Ideaal voor beginnende soldeerliefhebbers.

De groene led signaleert voldoende water, terwijl de rode oplicht bij een te laag niveau, zoals ingesteld in de code. De schakeling werkt op een simpele 5 volt-netadapter met minimaal 1 ampère. Een usb-adapter is ook mogelijk; vergeet dan niet een geschikte usb-kabel. Alles past in een compacte kunststof behuizing, die je natuurlijk ook zelf kunt maken of hergebruiken. Trekontlastingen beschermen de voedings- en sondekabels tegen losraken bij onbedoelde kracht.

In de rest van deze handleiding worden 'NodeMCU' en 'ESP-module' afwisselend gebruikt. NodeMCU is een populair ontwikkelbordje met een ESP-chip erop, en tegenwoordig zijn er diverse NodeMCU/ESP-modules beschikbaar.

Ontwikkelomgeving installeren

De ESP-module is het gemakkelijkst te programmeren met de Arduino-ontwikkelomgeving (Arduino IDE). Deze kun je downloaden via www.tiny.cc/arduinosoft. Kies bij voorkeur de traditionele installer en niet de Windows-app. Dat maakt het beheren van bibliotheken en ontwikkelbordjes een stuk eenvoudiger.

Omdat Arduino IDE niet primair voor deze module is bedoeld, zul je nog wat extra onderdelen moeten installeren. Klik daarvoor op Bestand / Voorkeuren en voer op het tabblad Instellingen bij Additionele Board Beheer URLs deze url in:

Kies nu Hulpmiddelen / Board: / Board Beheer… en typ esp8266. Klik op Installeren en selecteer vervolgens de module via Hulpmiddelen / Board / NodeMCU 1.0 (ESP-12E Module). Sluit de ESP-module aan via een usb-kabel en selecteer in Arduino IDE de juiste poort (Hulpmiddelen / Poort, kies de com-poort met het hoogste nummer). Als alles goed is gegaan, is je opstelling nu klaar om met programmeren te beginnen.

Herkent je systeem het ontwikkelbordje niet, dan download je via www.tiny.cc/espdriver een stuurprogramma voor de seriële interface (let op: deze link gaat gelijk het bestand CP210x_Universal_Windows_Driver.zip downloaden).

Aanpassen code

Het kant-en-klare programma hebben wij al voor je klaargezet; je kunt het hier downloaden. Sla het bestand Kerstboom_app.zip en pak het uit naar een willekeurige map. Open het bestand Kerstboom_app.ino (door op het bestand te dubbelklikken, opent het automatisch in Arduino IDE, zie ook kader ‘Ontwikkelomgeving installeren’).

Vul bij ssid en password respectievelijk de naam en het wachtwoord van je draadloze netwerk in.

Het versturen van appjes wordt verzorgd door de dienst CallMeBot. CallMeBot biedt overigens ook de mogelijkheid om berichten te versturen via Signal en Telegram, dit artikel gaat uit van WhatsApp. De benodigde API-sleutel vraag je aan door het nummer +34 644 975 414 aan je contacten toe te voegen en in WhatsApp het bericht I allow callmebot to send me messages te sturen naar je nieuwe contact. Binnen enkele minuten ontvang je de benodigde API-sleutel, die je samen met je telefoonnummer (let op de internationale notatie) invult als constanten in de code bij respectievelijk apikey en telefoon.

Toelichting code

De code begint met het insluiten van de bibliotheek ESP8266WiFi.h. Deze handelt de verbinding met het draadloze netwerk af: dankzij dit programma is de module met enkele regels code met het netwerk te verbinden. Daaronder declareer je enkele constanten en variabelen, waarvan de belangrijkste in bovenstaande alinea’s al zijn besproken. In setup() worden de pinnen gedefinieerd, de leds uitgezet en de seriële monitor geactiveerd.

Verwerken van de gegevens

De functie loop() draait continu en vormt het hart van het programma. Om te beginnen wordt de wifi-module uitgeschakeld, omdat die erg stoort op de analoge ingang. Dan wordt pin D1 op HIGH gezet, en de waarde op de analoge pin bepaald en bewaard in de variabele meting. Zodra dat klaar is, gaat D1 weer op LOW. Door dit te doen, loopt er slechts zeer kortstondig stroom door het water. Dat is belangrijk om de watersensor te ontzien: bij een constante stroom zou de anode (de kant waarop de +5 volt staat) snel corroderen.

De code werkt met twee waarden, vastgelegd in de constanten ondergrens en veilige_waarde. De waarden van deze twee liggen iets uit elkaar, zodat kleine schommelingen in de meting geen invloed hebben bij het bepalen of het nat of droog is.

Is het resultaat van de meting kleiner dan of gelijk aan ondergrens, dan gaat of blijft de rode led aan en de groene uit. Als de booleaanse variabele alarmverzonden de waarde onwaar heeft, wordt ook de functie alarm() uitgevoerd.

Droogtealarm

De functie alarm() begint met het opzetten van de wifi-verbinding. Als dat is gelukt, wordt via de API-call een appje verstuurd met de melding, waarna de variabele alarmverzonden op waar wordt gezet. Dit voorkomt dat er bij elke volgende meetronde een app uitgaat. Pas wanneer de meetwaarde boven de veilige waarde uitkomt, wordt alarmverzonden weer op onwaar gezet en staat alles weer klaar voor een nieuw alarmronde. De rode led gaat of blijft dan uit en de groene aan. De variabele pulsdelay (de wachttijd tussen twee metingen) wordt nu vijf minuten in plaats van een seconde.

De kerstboom heeft uren nodig om het water te verbruiken en niet te vaak meten beperkt de eerdergenoemde corrosie. Bij geconstateerde droogte wordt de wachttijd weer een seconde. Doordat er in die situatie geen water tussen de elektroden aanwezig is, speelt corrosie dan nauwelijks een rol. Als je de kerstboom water geeft, weet je ook zonder het waterniveau te zien wanneer je kunt stoppen.

Software uploaden en testen

Als het bestand kerstboom_app.ino naar wens is aangepast in de Arduino-ontwikkelomgeving en de NodeMCU-module is aangesloten op zowel je pc als op de watersensor, kan het uploaden beginnen. Open de seriële monitor met Ctrl+Shift+M en upload het programma met Ctrl+U.

Nadat het uploaden is voltooid, volgt de meetwaarde en de melding Droogtealarm!. De module maakt nu verbinding met het draadloze netwerk en voert de API-call uit. Het antwoord van de server verschijnt en als het goed is, ontvang je binnen enkele seconden een appje met de tekst Kerstboom heeft dorst!. De rode led brandt en de melding Droogtealarm! herhaalt zich vervolgens elke seconde.

Door de sensor (of de gestripte uiteinden van het twee-aderige snoer) tegen een natte doek te houden of gedeeltelijk onder te dompelen in een kopje water, zie je de meetwaarde oplopen, de rode led doven en de groene aan gaan. De melding Voldoende water staat nu in de seriële monitor en het programma wacht nu vijf minuten tot de volgende meting. Eventueel kun je de hoogte van ondergrens en veilige_waarde nog aanpassen in de code. Tot nu toe alles in orde? Mooi.

Voorbereiding

Boor om te beginnen drie gaten in de behuizing: twee van 5 millimeter voor de leds en twee van 10 millimeter voor de trekontlasting. Als je kleinere gaten boort, kun je die later met een vijl op maat maken. Bevestig vervolgens de trekontlastingen en check of de leds erin passen. Gebruik secondelijm om de leds stevig in de behuizing te lijmen. Soldeer nu ook de snoertjes aan de leds en de watersensor, zodat je deze later eenvoudig aan de printplaat kunt koppelen.

Bouwen van de schakeling

Zoals al opgemerkt, is de hardware van dit project beperkt. De NodeMCU-module, de drie weerstanden en de schroefterminal komen op het printplaatje. Boor om te beginnen gaten van 5 millimeter op de hoeken van de printplaat, zodat deze over de schroefgaten van de behuizing vallen.

Door de componenten slim te plaatsen, zijn ze onderling te verbinden met soldeer. Houd er rekening mee dat (afhankelijk van de baantjes op de printplaat) de module dwars in de behuizing kan komen te zitten en er is dan maar weinig marge! Plaats daarom eerst de module op de printplaat en kijk of het in de behuizing past voor je verdergaat. Fixeer dan de module door aan de onderkant de pinnen op elke hoek een stukje naar buiten te buigen, bijvoorbeeld met het platte uiteinde van een schroevendraaier. Plaats daarna de weerstanden van 100 ohm in de buurt van de pinnen D5 en D6 en de weerstand van 10 kilo-ohm bij pin A0.

Zet tot slot de schroefterminal aan de andere kant van de module. Ook de weerstanden en de schroefterminal blijven het best op hun plek zitten als je de pootjes een stukje ombuigt. Knip nu met een kniptang alle pootjes (ook die van de module) af op een lengte van ongeveer twee millimeter en soldeer de te verbinden onderdelen en pinnen aan elkaar. Soldeer ook de vier hoekpinnen van de module, waarvan er overigens slechts één wordt verbonden met de schroefterminal. Zie voor tips over solderen onze uitgebreide handleiding.

Aansluiten

De afwerking is nu eenvoudiger dan ooit, want dankzij de kant-en-klare behuizing zit alles al op z’n plek. Wat rest is het aansluiten van de netadapter, de watersensor en de leds. Knip om te beginnen de ronde stekker van de kabel af. Gebruik je een usb-netadapter, dan knip je van de usb-kabel de micro-usb-connector af. Strip de afzonderlijke draadjes over een lengte van ongeveer een halve centimeter en vertin de uiteinden.

Als je een multimeter hebt, kun je de polariteit (plus en min) van de aansluitingen controleren. Heb je die niet, dan kun je kijken of er een opdruk op (een van) de draden staat. Een andere mogelijkheid is het aansluiten van een led met aan één van de pootjes een weerstand van 220 ohm. Sluit een van de adapterdraadjes aan op de weerstand en het andere draadje op het vrije pootje van de led. Het draadje dat is verbonden met het lange pootje van de led, is de plus. Markeer deze draad. Steek de vertinde uiteinden van buitenaf door de trekontlasting en zet ze vast in de schroefterminal op de printplaat, waarbij de plusdraad op VIN komt en de mindraad op GND.

Soldeer van het twee-aderige snoer elke draad aan één van de pinnen van de watersensor. Verbind de watersensor met de twee overgebleven aansluitingen van de schroefterminal, die je op de printplaat hebt verbonden met de pinnen A0 en D1 van de NodeMCU-module.

Sluit als laatste de leds aan met stukjes draad, waarvan je de uiteinden vertint. Verbind de kathodes (korte pootjes) van beide leds met GND, de anode (lange pootje) van de groene led sluit je aan op de weerstand bij pin D5 en de anode van de rode led op de weerstand bij D6.

Ingebruikname

Bevestig de watersensor in de voet met de kerstboom, zodat de twee pennen straks half in het water zullen hangen. Het bevestigen kan even een klusje zijn: duct-tape werkt voor bijna elke klus, maar een constructie met boutjes is wellicht iets robuuster. Let daarbij wel op dat je niet per ongeluk elektrisch verbinding maakt tussen de elektroden van de sensor!

De schakeling en het programma zijn al getest, dus kan de adapter in het stopcontact. Er is nu geen seriële monitor, dus je ziet aanvankelijk niets gebeuren. Binnen enkele seconden moet de rode led gaan branden. En binnen enkele seconden moet je een appje krijgen. Als dat niet gebeurt, is er waarschijnlijk een probleem met de wifi en zul je de schakeling wat dichterbij een accesspoint moeten zetten.

Geef de kerstboom water en zodra dat boven de sensor uitkomt, moet de rode led uitgaan en de groene gaan branden. Alvast een groene Kerst gewenst!

🌼 Ook handig ná de feestdagen

Als de kerstboom weer de deur uit is, kun je de schakeling natuurlijk ook prima gebruiken voor bloemen en planten. Daarvoor zul je eventueel de constanten ondergrens en veilige waarde moeten veranderen, een kwestie van experimenteren. Behalve deze voor de hand liggend toepassing, is de schakeling met het gedeeltelijk omdraaien van de code ook inzetbaar als lekkage-alarm. De functie alarm() voer je dan juist uit als de waarde te hoog is in plaats van te laag. Afgezien van wat tekstuele aanpassingen hoef je daarvoor niet heel veel te wijzigen. Een logische plek is dan bijvoorbeeld onder de wasmachine.

Het gebrek aan een rijk contrast is een van de grootste ergernissen bij lcd- en ledtelevisies. Fabrikanten hebben daarom een slimme techniek bedacht die het contrast aanzienlijk verbetert: local dimming. In dit artikel leggen we uit hoe deze techniek van jouw grijze nachtlucht weer een inktzwarte sterrenhemel maakt.

Het contrast van je televisie is misschien wel de belangrijkste eigenschap voor mooi beeld. We willen dat wit verblindend wit is en zwart echt inktzwart. Bij oledtelevisies is dat makkelijk, want daar geeft elke pixel zelf licht. Maar de meeste televisies in de Nederlandse huiskamers zijn nog steeds lcd- of ledschermen (inclusief QLED). Die werken met een lamp achter het scherm, de zogeheten backlight. Local dimming is de techniek die probeert de nadelen van die achtergrondverlichting op te lossen.

Om te begrijpen waarom local dimming nodig is, moet je eerst weten hoe een standaard led-tv werkt. Simpel gezegd is het een groot paneel met pixels die zelf geen licht geven, maar alleen van kleur veranderen. Achter die pixels brandt een grote lichtbak. Als het beeld zwart moet zijn, sluiten de pixels zich om het licht tegen te houden. Helaas lukt dat nooit voor de volle honderd procent; er lekt altijd wat licht langs de randjes. Hierdoor zien donkere scènes er vaak wat flets en grijzig uit. De achtergrondverlichting staat immers vol aan, ook als het beeld donker moet zijn.

Nooit meer te veel betalen? Check Kieskeurig.nl/prijsdalers!

De lampen dimmen waar het donker is

Local dimming pakt dit probleem bij de bron aan. In plaats van één grote lichtbak die altijd aan staat, verdeelt deze techniek de achtergrondverlichting in honderden (en bij duurdere tv's soms duizenden) kleine zones. De televisie analyseert de beelden die je kijkt continu. Ziet de processor dat er linksboven in beeld een donkere schaduw is, terwijl rechtsonder een felle explosie te zien is? Dan worden de lampjes in de zone linksboven gedimd of zelfs helemaal uitgeschakeld, terwijl de lampjes rechtsonder juist fel gaan branden.

Het resultaat is direct zichtbaar. Zwart wordt weer echt zwart, simpelweg omdat er geen licht meer achter dat deel van het scherm brandt. Tegelijkertijd blijven de lichte delen van het scherm helder. Dat zorgt voor een veel groter contrast en geeft het beeld meer diepte. Vooral bij het kijken van HDR-films en -series is dat van belang. Zonder local dimming kan een led-tv eigenlijk geen goed HDR-beeld weergeven, omdat het verschil tussen licht en donker dan te klein blijft.

©ER | ID.nl

Niet alle local dimming is hetzelfde

Het klinkt als een wonderoplossing, maar de uitvoering verschilt enorm per televisie. Het grote toverwoord hierbij is het aantal zones. Hoe meer zones de tv onafhankelijk van elkaar kan aansturen, hoe preciezer het licht kan worden geregeld. Goedkopere televisies gebruiken vaak edge lit local dimming. Hierbij zitten de lampjes alleen in de rand van de tv. Dat werkt redelijk, maar is niet heel nauwkeurig. Je ziet dan soms dat een hele verticale strook van het beeld lichter wordt, terwijl er eigenlijk maar één klein object moest worden verlicht.

De betere variant heet full array local dimming. Hierbij zitten de lampjes over de hele achterkant van het scherm verspreid. De allernieuwste en beste vorm hiervan is miniLED. Daarbij zijn de lampjes zo klein geworden dat er duizenden in een scherm passen, wat de precisie van oled begint te benaderen. Als er te weinig zones zijn, kun je last krijgen van zogenaamde 'blooming'. Dat zie je bijvoorbeeld bij witte ondertiteling op een zwarte achtergrond: er ontstaat dan een soort wazige lichtwolk rondom de letters, omdat de zone groter is dan de tekst zelf.

Ga voor de full monty!

Local dimming is dus geen loze marketingkreet, maar een dankbare techniek voor iedereen die graag films of series kijkt op een led- of QLED-televisie. Het maakt het verschil tussen een flets, grijs plaatje en een beeld dat van het scherm spat met diepe zwartwaarden. Ben je in de markt voor een nieuwe tv? Vraag dan niet alleen óf er local dimming op zit, maar vooral of het gaat om full array dimming. Je ogen zullen je dankbaar zijn tijdens de volgende filmavond!

Bij ID.nl zijn we gek op producten waar je niet de hoofdprijs voor betaalt of die zijn voorzien van bijzondere eigenschappen. Met een robotstofzuiger wordt de vloer schoongehouden, terwijl je er niet bij hoeft te zijn. En stofzuigen is dan wel het minste dat ze kunnen, want ook dweilen is voor veel modellen geen proleem. We vonden vijf geavanceerde exemplaren.

Philips HomeRun 7000 Series XU7100/01

De Philips HomeRun 7000 Series XU7100/01 is ontworpen om grote ruimtes aan te kunnen. Het apparaat heeft een stofzak van 3 liter en een werktijd tot 180 minuten in de laagste stand. In tegenstelling tot veel kleinere robots is deze HomeRun uitgerust met een stille motor; de opgave van 66 dB maakt hem relatief stil.

Er zit een dweilfunctie in zodat je de robot na het stofzuigen ook direct kunt laten dweilen. Via de app kies je voor een van de modi of plan je een schoonmaakprogramma in. De robot kan zichzelf navigeren, obstakels omzeilen en keert na gebruik terug naar het laadstation. Omdat de opvangbak groot is hoef je niet vaak te legen en dankzij de Li‑ion‑accu is hij geschikt voor grotere woningen. Het apparaat is van recente datum en daarom nog volop verkrijgbaar.

Dreame L10s Pro Ultra Heat

Deze robot combineert een groot stofreservoir van 3,2 liter met een lange werktijd van ongeveer 220 minuten. Dankzij de geïntegreerde dweilfunctie verwijdert hij niet alleen stof maar kan hij ook nat reinigen. De L10s Pro Ultra Heat gebruikt een zak in het basisstation, waardoor je het reservoir minder vaak hoeft te legen.

De Dreame is voorzien van een Li‑ion‑batterij aanwezig en de robot keert automatisch terug naar het station voor opladen en legen. De sensortechnologie helpt bij het vermijden van obstakels en het nauwkeurig schoonmaken van zowel harde vloeren als tapijt. Dankzij de meegeleverde app stuur je de schoonmaak aan, stel je no‑go‑zones in of plan je een dweilrondje.

Philips HomeRun 3000 Series Aqua XU3100/01

Deze Philips‑robot is bedoeld voor wie minder vaak handmatig wil schoonmaken. Hij beschikt over een gecombineerde stofzuig‑ en dweilfunctie en kan zichzelf legen via het automatische station. Met een gebruiksduur tot 200 minuten in de laagste stand en een geluidsniveau van 66 dB kan hij urenlang zijn werk doen zonder al te veel herrie. De stofcontainer van 35 cl is kleiner dan bij de HomeRun 7000, maar door het automatische leegmechanisme is dat geen probleem.

Je bedient het apparaat via de app en kunt daar zowel een schema programmeren als zones instellen. De Aqua XU3100/01 is een model uit de recente 3000‑serie en doordat hij een mop‑pad heeft kan hij zowel droog als nat reinigen, wat handig is voor harde vloeren zoals tegels en laminaat.

iRobot Roomba Combo j9+

De Roomba Combo j9+ is een model dat je vloeren zowel kan stofzuigen als dweilen. De Combo j9 beschikt over een opvangbak van 31 cl en hij kan zelf zijn inhoud legen in het automatische basisstation dat bij de set hoort. De Li‑ion‑accu zorgt voor een lange gebruiksduur en de robot maakt een routeplanning zodat elke ruimte efficiënt wordt schoongemaakt.

Via de app kun je zones instellen waar de robot niet mag komen en het dweilelement in‑ of uitschakelen. In de basis maakt de Combo j9+ zelfstandig een kaart van je woning en keert terug naar het station wanneer de accu moet opladen of de stofcontainer vol is. De robot is bedoeld voor huishoudens die gemak belangrijk vinden en biedt naast stofzuigen ook een dweilfunctie voor hardere vloeren.

MOVA Tech P50 Ultra

De MOVA Tech P50 Ultra is een forse robotstofzuiger met een basisstation. Het apparaat heeft een stofreservoir van 30 cl en wordt geleverd met een basisstation waarin je het stof eenvoudig kunt verwijderen. De robot produceert een geluidsniveau van 74 dB, iets hoger dan de Philips‑modellen, en weegt inclusief station ruim 13 kg.

Hij kan uiteraard ook automatisch terugkeren naar het station om op te laden of te legen. In de specificaties staat dat de MOVA is voorzien van een Li‑ion‑batterij en dat hij zowel kan stofzuigen als dweilen. De meegeleverde app maakt het mogelijk om routes in te stellen en zones te blokkeren. Met een vermogen van 700 W is hij krachtig genoeg voor tapijten en harde vloeren. Het is geschikt voor mensen die een uitgebreid station met automatische functies willen.