Eerder schreven we al over de Arduino: een goedkope programmeerbare microcontroller die de basis vormt voor zelf in elkaar geknutselde projecten. Het kan nog leuker: een Arduino met ingebouwde wifi-chip maakt het mogelijk om ook aan internet verbonden projectjes te maken! We gaan aan de slag met het ontwikkelbordje NodeMCU om een weerstation te maken.

Zoals gezegd besteedden we al eerder in Computer!Totaal aandacht aan Arduino, een opensource elektronicaplatform dat je zelf kunt programmeren en kunt gebruiken in combinatie met elektronische componenten. Hier kun je op onze website een aantal artikelen over Arduino lezen. Erg leuk om mee te knutselen, maar het heeft één nadeel: het blijft door gebrek aan netwerkmogelijkheden bij lokale projecten.

Een Arduino met wifi opent deuren naar nieuwe mogelijkheden. Je kunt informatie van internet ophalen en tonen, of je Arduino bijvoorbeeld inzetten als sensor die jou waarschuwingen geef, ook als je buitenshuis bent. In deze cursus gaan we een dergelijke Arduino met wifi inzetten voor twee met internet verbonden projecten die beide met weersinformatie te maken hebben. We hebben gekozen voor de NodeMCU.

Het project Weeralarm laat je aan de hand van een brandend ledje in één oogopslag zien of er in jouw regio momenteel een weeralarm van kracht is, waarbij uiteraard onderscheid gemaakt wordt tussen de verschillende kleuren die het KNMI hanteert. Uiteraard zijn ledjes niet de enige manier waarop je informatie kunt tonen. In het tweede project, Weermonitor, gebruiken we daarom een oled-schermpje waarop we weersinformatie van een zelfgekozen weerstation in Nederland tonen. Eerst wat algemene uitleg.

01 Wat is de NodeMCU?

De NodeMCU is technisch gezien geen Arduino, maar een ontwikkelbordje gebaseerd op de ESP8266 wifi-module. Je kunt deze wifi-module ook los kopen en koppelen met een Arduino. De chip is echter zo krachtig dat hij ook functioneert als een complete microcontroller. Deze chip is herkenbaar als een zilverkleurig blokje op de printplaat.

Naast de ESP8266 bevat de NodeMCU een usb-interface voor de communicatie met de ontwikkelomgeving, een voedingscircuit en twee rijen aansluitpinnen voor gebruik op een breadboard. Het NodeMCU-ontwikkelbordje is oorspronkelijk ontwikkeld voor de NodeMCU-ontwikkelomgeving waarin de programmeertaal Lua gebruikt wordt. NodeMCU en het bijbehorende bordje zijn bedoeld om op een goedkope manier IoT-projecten te maken. Het werd echter nog leuker toen ontwikkelaars ondersteuning voor de ESP8266-chip in de Arduino-ontwikkelomgeving inbouwden. Hierdoor kun je bordjes op basis van ESP8266 zoals de NodeMCU als een Arduino-bordje gebruiken.

Het grote voordeel van de NodeMCU ten opzichte van andere Arduino-bordjes voorzien van wifi is dat dit bordje erg goedkoop is. Voor drie euro heb je een compleet bordje met ingebouwde wifi-radio, dat je kunt programmeren met de Arduino-ontwikkelomgeving. Je vind de NodeMCU-bordjes op bijvoorbeeld eBay of AliExpress. Let wel op dat je de juiste versie koopt, koop er een die wordt aangeduid met 1.0 of v2. De v3 (ook aangeduid als LoLin) is breder en past hierdoor niet goed op een breadboard.

©PXimport

02 Een hoop pinnen

Net als bij een Arduino kan het aantal aansluitpinnen op de NodeMCU wat afschrikken, maar wees gerust: we gebruiken er slechts een paar. Er zit bovendien nogal wat herhaling in, zo zijn er drie 3V3-aansluitingen (+3,3 volt) en zelfs vier GND-pinnen (ground of 0 volt). De aansluitingen met dezelfde namen zijn onderling doorverbonden. Voor de schakelingen die je in zelfgebouwde projecten gebruikt, zijn vooral de digitale aansluitingen (het rijtje D0 tot en met D8) van belang. Deze aansluitingen gebruiken we om digitale signalen te versturen en uit te lezen. Daarnaast bevat de NodeMCU ook de analoge ingang (A0). Deze ingang verwerkt analoge signalen en kun je bijvoorbeeld gebruiken om sensoren uit te lezen om omgevingsfactoren te meten, zoals temperatuur en vochtigheid. De reset-pin (RST) spreekt voor zich en VIN dient om de module te kunnen voeden zonder usb-kabel. Als de module wel via de usb-kabel is verbonden, is deze aansluiting te gebruiken voor externe componenten die meer dan 3,3 volt nodig hebben.

©PXimport

03 Werking breadboard

Om de NodeMCU te gebruiken voor projecten, sluit je componenten als leds en weerstanden met jumperdraden aan. Het breadboard is letterlijk de basis van de schakelingen. Alsof het ministeck is, steek je alle componenten in de gaatjes, zodat die componenten onderling worden verbonden. Het breadboard is opgebouwd uit drie delen: aan weerszijden twee blauw-rood gemarkeerde rijen gaatjes en een deel ertussenin met een soort gootje in het midden. De gaatjes van het breadboard zijn op een slimme manier met elkaar verbonden. De buitenste twee delen bestaan elk uit twee rijen onderling verbonden gaatjes. Je hebt dus aan weerszijden van het breadboard een rode en een blauwe rij over de volle lengte van het breadboard.

In het middelste deel zijn telkens vijf gaatjes met elkaar verbonden. Als je goed kijkt, zie je cijfers en letters die de gaatjes coördinaten geven. De letters zijn van elkaar gescheiden en de cijfers vormen twee rijtjes van vijf verbonden gaatjes. Zo zijn a15 t/m e15 met elkaar verbonden en f15 t/m j15 ook. Tussen e15 en f15 loopt dus geen verbinding. De illustratie maakt het duidelijk. De grijze lijntjes geven aan op welke manier de gaatjes onderling zijn verbonden. Dus: telkens vijf gaatjes in het middelste deel en alle gaatjes over de hele lengte aan de buitenkanten. Overigens zijn de twee buitenste rijen niet met elkaar verbonden, al hebben ze dezelfde kleurcode. In onze schakelingen gebruiken we altijd de blauw gemarkeerde rij voor GND en de rood gemarkeerde rij voor 3,3 volt. Om praktische redenen werken we in deze cursus niet met coördinaten. Nu je weet hoe de gaatjes met elkaar zijn verbonden, kun je immers zelf bepalen wat je waar in het breadboard prikt. Een vuistregel: zorg ervoor dat er nooit meer dan één pootje van een component in hetzelfde rijtje zit. Prik dus nooit een led in a15 en b15, maar in a15 en a16. In e15 en f15 kan weer wel, want daartussen zit geen verbinding.

©PXimport

04 Werken met de Arduino-ontwikkelomgeving

De ontwikkelomgeving voor Arduino is een zogeheten integrated development environment oftewel IDE. We schrijven de programma’s (binnen de IDE ‘schets’ genoemd) erin, testen ze met de ingebouwde debugger en uploaden ze ermee naar de ESP-module.

De programma’s bestaan ten minste uit de functies setup en loop (lus). Alles wat in setup staat, wordt eenmalig uitgevoerd. Hier bepalen we onder andere welke aansluitpinnen we gaan gebruiken en of dat ingangen of uitgangen worden. Binnen loop staan instructies voor bijvoorbeeld het uitlezen van sensoren en het aan- en uitzetten van een led. Alles in dit gedeelte van het programma wordt oneindig vaak herhaald. Instructies die je slechts af en toe wilt uitvoeren, zet je in een of meerdere functies die je zelf definieert. In de praktijk wordt setup() nog voorafgegaan door variabelen die door het hele programma gebruikt worden. We kunnen bijvoorbeeld een pinnummer toewijzen aan een led of een drukknop, zodat we in de code niet alle pinnummers en de daarop aangesloten componenten hoeven onthouden.

©PXimport

05 Controleren en uploaden

Nadat de benodigde code is ingevoerd of geladen, is de eerste stap het verifiëren ervan. Dat gaat met het knopje met de V links bovenin. De IDE test niet de werking van de code, maar controleert of de structuur klopt. Heb je bijvoorbeeld alles netjes gegroepeerd en worden onderdelen correct geopend en afgesloten? En is er niet twee keer een andere waarde toegekend aan een constante? Overigens wordt de code voor het uploaden automatisch nog gecontroleerd. Dat voorkomt dat je code naar de module uploadt waardoor die zou kunnen vastlopen. Fouten worden gemeld in het zwarte venster onderaan.

De laatste stap is het al genoemde uploaden van je code. Dat gebeurt met de knop met de pijl naar rechts en bestaat uit drie fases, die automatisch na elkaar worden uitgevoerd. De eerste fase is zoals gezegd het controleren van het programma. De tweede fase is het compileren, dat is het omzetten naar instructies die de processor begrijpt. Die instructies zijn voor mensen onhanteerbaar, vandaar deze vertaalslag. Dit betekent overigens dat je de code niet op een later moment van de ESP-module kunt downloaden om er verder aan te werken. Bewaar je programma’s dus altijd goed! De derde en laatste fase is het daadwerkelijk versturen van de gecompileerde versie van het programma naar de module.

©PXimport

Installeren van de ontwikkelomgeving

Arduino en nu online verder

Benodigde componenten

01 Schakeling bouwen

De schakeling voor het weeralarm is eenvoudig: we sluiten een groene, gele, oranje en rode led op de NodeMCU aan. Voor elke led gebruiken we een aparte aansluiting op het bordje: de pinnen D1, D2, D5 en D6, die we in de code instellen als digitale uitgang. Verbind voor elke led de kathode (het korte pootje) van de led via een weerstand van 100 ohm met GND om de stroom door de led te begrenzen. De anode (het lange pootje) van de rode led sluit je aan op D1, die van de oranje led op D2, die van de gele led op D5 en die van de groene led op D6. Heb je niet alle kleuren leds tot je beschikking, dan kun je uiteraard ook andere kleuren gebruiken. Maar dat is natuurlijk wel minder leuk en minder duidelijk.

02 Uploaden code

Je kunt de code voor dit project hier downloaden. Open de code in de ontwikkelomgeving. Stel als eerste de naam van je draadloze netwerk (in plaats van SSID) en het wachtwoord van je draadloze netwerk in (in plaats van WACHTWOORD). Vervolgens kun je de juiste regio instellen, zodat je het weeralarm van jouw regio ziet. Het oorspronkelijke weeralarm gold voor heel Nederland, maar sinds 2010 geeft het KNMI een weeralarm per provincie. Het KNMI heeft Nederland daarom ingedeeld in vijftien regio’s. Een regio per provincie plus de Waddeneilanden, de Waddenzee en het IJsselmeergebied. In de code die je voor dit project kunt downloaden, vind je de url “/weeralarm.php?regio=utrecht” terug. Je kunt utrecht vervangen door limburg, zeeland, noord-brabant, zuid-holland, noord-holland, gelderland, flevoland, overijssel, drenthe, groningen, friesland, ijsselmeergebied, waddenzee of waddeneilanden om de juiste regio te tonen. Upload de code vervolgens naar de NodeMCU en druk op het resetknopje. Na een korte tijd gaat het lampje branden van de weercode die momenteel in jouw regio actief is.

©PXimport

ESP8266 in een domoticasysteem

©PXimport

Project Weermonitor

Benodigde componenten

01 Schakeling bouwen

De schakeling voor de weermonitor is nog eenvoudiger dan die van het weeralarm. Het enige dat we doen is een eenvoudig beeldschermpje aansluiten. Dat kan met vier draadjes. VCC en GND van het schermpje verbinden we respectievelijk met 3.3V en GND op de ESP-module, SCL met D1 en SDA met D2. En daarmee is onze schakeling klaar. Er zijn verschillende schermpjes te koop die je kunt gebruiken in combinatie met ontwikkelbordjes. We gebruiken een I2C-OLED-schermpje met witte weergave met een afmeting van 0,96 inch met een resolutie van 128 x 64 pixels, voorzien van vier aansluitpinnen. Wil je een dergelijk schermpje los kopen, tik dan in bijvoorbeeld eBay of AliExpress de zoekterm “i2c oled 4 pin white Arduino”. Zo’n schermpje is voor zo’n 2,50 euro te vinden.

02 Oled-driver installeren

Om het oled-schermpje aan te sturen, hebben we een extra library nodig: esp8266-OLED. Download het zip-bestand, pak het uit en plaats de uitgepakte map in de map libraries van je map met Arduino-schetsen (Documents\Arduino onder je persoonlijke map in Windows). Maak eventueel de map libraries aan als die nog niet bestaat. Herstart daarna de Arduino IDE. We kunnen nu in onze code de nieuwe library gebruiken met de regel #include "OLED.h". Overigens voegen we ook een regel #include <Wire.h> toe, omdat de library OLED de library Wire nodig heeft voor de communicatie met het schermpje.

03 Code instellen

Je kunt de code voor dit project hier downloaden. Om de schets te laten werken vul je in de code de naam van je draadloze netwerk in plaats van SSID en je wachtwoord in plaats van WACHTWOORD. In de regel daarna kun je het nummer van het gewenste weerstation instellen. Ieder weerstation heeft een viercijferig nummer. Standaard staat hier 6260, de code voor het weerstation bij De Bilt. Je vindt alle weerstations hier. Upload de code vervolgens naar de NodeMCU. Herstart het bordje door op het resetknopje te drukken en de weergegevens verschijnen op het schermpje.

©PXimport

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. Met de feestdagen in aantocht gaan we weer gezellig met z'n allen eten. En omdat gourmetten daarbij erg populair is, zijn we op zoek gegaan naar vijf betaalbare modellen geschikt voor tot 10 personen.

Met een gourmetstel maak je avonden extra gezellig en informeel. Iedereen eet in zijn eigen tempo omdat je zelf bepaalt hoeveel je in je pannetje of op je grill legt. En zo is er ook meer tijd om lekker te kletsen. Wij vonden vijf mooie gourmetstellen geschikt tot wel 10 personen.

Tristar RA‑2746 Gourmetstel – 8 personen

De Tristar RA‑2746 is een gourmetstel waarmee je samen met het hele gezin of vriendengroep kunt bakken en grillen. Het apparaat heeft een vermogen van ongeveer 1400 watt en is voorzien van één grote bak‑ en grillplaat, zodat je tegelijk vlees, vis en groenten kunt bereiden. Dankzij de PFAS‑vrije antiaanbaklaag koeken ingrediënten niet vast en maak je het oppervlak na het eten eenvoudig schoon.. Bij de set worden acht kleine pannetjes meegeleverd, zodat iedereen zijn eigen gerecht kan samenstellen. De antislipvoetjes houden het toestel stevig op tafel en het snoer is lang genoeg voor gebruik aan een eettafel. Verder is het gourmetstel geschikt voor maximaal acht personen.

Tefal Inox & Design RE4588 - 10 personen

Bij de Tefal Inox & Design RE4588 richt alles zich op een combinatie van raclette en gourmet. Je beschikt over een groot vermogen van 1350 watt en een verstelbare thermostaat, zodat je de temperatuur precies kunt regelen voor vlees, groenten of raclettekaas. De tien bijgeleverde pannetjes en de grillplaat hebben een antiaanbaklaag waardoor je weinig olie hoeft te gebruiken en het schoonmaken minder tijd kost. Tefal heeft het snoer met ongeveer twee meter vrij lang gemaakt, waardoor je meer vrijheid hebt om het toestel op tafel te plaatsen. Een ingebouwd indicatielampje toont wanneer het apparaat de ingestelde temperatuur heeft bereik. Het apparaat wordt geleverd met hittebestendige handgrepen voor veilig gebruik en is geschikt voor maximaal tien personen.

Princess Raclette Gourmetstel XL - 10 personen

Met de Princess Raclette XL haal je een gourmet‑ en raclette‑stel voor tien personen in huis. De set gebruikt een vermogen van ongeveer 1500 watt en heeft een extra grote bakplaat voor vlees en groenten. De plaat is uitneembaar en heeft een PFAS‑vrije antiaanbaklaag, waardoor je niet veel olie nodig hebt en het toestel gemakkelijk schoonmaakt. Bij het apparaat worden tien pannetjes geleverd; zo kan iedereen tegelijkertijd minipannetjes gebruiken. De temperatuur regel je via een draaiknop, terwijl een controlelampje aangeeft dat het toestel opwarmt. Koelblijvende handgrepen en antislipvoetjes dragen bij aan veilig gebruik.

Princess Dinner4All Circle - 4 personen

De Princess Dinner4All Circle is een ronde gourmetset bedoeld voor kleinere groepen. Het apparaat is voorzien van een ronde bakplaat met een diameter van ongeveer 30 centimeter en gebruikt een vermogen van 1000 watt. Via een draaiknop stel je de temperatuur in tot circa 250 °C, waardoor je van langzaam garen tot snel grillen verschillende bereidingswijzen kunt kiezen. De set wordt geleverd met meerdere individueel te gebruiken kooktegels, zodat iedereen op zijn eigen tegel kan bakken zonder smaken te mengen. Dankzij de antiaanbaklaag zijn de platen eenvoudig schoon te maken, terwijl antislipvoetjes het toestel stabiel houden. Het snoer is ongeveer twee meter lang, waardoor je het gemakkelijk midden op tafel zet.

Princess Dinner4All Pure - 4 personen

Deze Dinner4All Pure‑gourmetset van Princess is opgebouwd uit meerdere kleine bakplaten, zodat elke gebruiker zijn eigen kookgedeelte heeft. Het systeem bestaat uit vier bamboe plates met antiaanbaklaag en afzonderlijke bakplaatjes, die samen op één centrale powerbox van 1000 watt worden aangesloten. Doordat iedere plaat een eigen stekker heeft, kun je de opstelling uitbreiden of verkleinen; handig als je met twee, drie of vier personen wilt eten. Het apparaat heeft een controlelampje en een eenvoudige bediening; je steekt de stekker in het stopcontact en kiest een temperatuur met de draaiknop. Dankzij de non‑stick afwerking maak je de platen na afloop gemakkelijk schoon.

De Ring Outdoor Cam Pro is een redelijk prijzige, slimme beveiligingscamera voor buiten die flink wat in zijn mars heeft. Het apparaat kost 199,99 euro en daar komt – waarschijnlijk – nog maandelijks een abonnement bovenop.

De nieuwe Ring Outdoor Camera Pro heeft een compact, stabiel en minimalistisch ontwerp waardoor je hem direct als een Ring-apparaat herkent. Dankzij de compacte afmetingen kun je hem subtiel aan de muur ophangen. Je bent verzekerd van bescherming tegen weer en wind (een IP-rating is niet bekend) en er is een extra afdekking voor de kabelaansluitingen. Ring levert de camera daarnaast met een kogel-gelagerde muurbeugel en montagemateriaal. De stroomvoorziening verloopt via de usb-c-kabel achterop; dit is helaas geen model met eigen batterij.

De installatie is, zoals gebruikelijk bij Ring, snel en ongecompliceerd. Je maakt verbinding via wifi na het scannen van de QR-code en over het algemeen is de verbinding stabiel. We hebben gedurende de testperiode geen storingen opgemerkt. Mocht je de camera willen ophangen, dan moet je wel zelf even een gaatje boren; daar zit voornamelijk het werk in. In de doos zit overigens alles wat je nodig hebt om dat te doen. Denk dan aan die eerdergenoemde muurbeugel, maar ook aan alle schroeven en dergelijke. Je hoeft alleen de boor er zelf bij te pakken.

©Wesley Akkerman

Weinig zeggenschap over het beeld

De Ring Outdoor Cam Pro heeft een 4K-resolutie en een brede kijkhoek van 140 graden. Overdag zorgen natuurlijke kleuren en HDR-ondersteuning ervoor dat details en gezichten duidelijk herkenbaar blijven, zelfs bij tegenlicht. 's Nachts schakelt de camera automatisch over op helder zwart-witbeeld dankzij infrarood. Het systeem is bovendien in staat nachtvisie in kleur te leveren, maar daarvoor is er wel voldoende licht nodig. Hij schakelt automatisch van stand op basis van de hoeveelheid licht; je kunt helaas niet zelf bepalen of je in kleur of zwart-wit filmt.

Ring maakt verder gebruik van betrouwbare bewegingsdetectie, waarbij je via de app zones kunt instellen om vals alarm te voorkomen. De Ring Outdoor Cam Pro heeft 3D-bewegingsdetectie en Bird's Eye View (een typische Ring-uitvinding) voor nauwkeurige afstandsmetingen en het volgen van bewegingen. Met een Ring Protect-abonnement krijg je toegang tot geavanceerde herkenning van personen, dieren en voertuigen. Voor zaken als tweewegcommunicatie en de live-feed hoef je gelukkig niet in de buidel te tasten.

Verplichte cloudopslag

Over het abonnement gesproken: daarmee krijg je ook nog toegang tot een uitgebreide videohistorie. Dat kost je wel minimaal 3,99 euro per maand. De opgenomen beelden blijven dan voor 180 dagen bewaard. Een belangrijk punt blijft echter de cloud-exclusiviteit; Ring maakt het nog steeds niet mogelijk om beelden lokaal op te slaan. Je bent dus verplicht een abonnement af te nemen als je je huisbeveiliging een beetje serieus neemt. De app faciliteert wel een overzichtelijk rechtenbeheer voor gezinsleden en waarschuwt bij allerlei ongeregeldheden.

De Ring-camera integreert tot slot met Alexa (de slimme assistent van Amazon) en IFTTT (een gratis en eenvoudige service voor smarthome-automatiseringen), maar mist helaas ondersteuning voor Google Home en Apple HomeKit (zoals dat al jaren het geval is). Via de Ring-app, beschikbaar voor Android en iOS, heb je de controle over de instellingen, inclusief het in- of uitschakelen van de sirene en bewegingsdetectie. De app toont een overzicht van gebeurtenissen en maakt het mogelijk voorgeprogrammeerde berichten af te spelen voor je bezoekers.

Lees ook onze review van de Ring Floodlight Cam Pro (2e gen)

Ring Outdoor Cam Pro kopen?

De Ring Outdoor Cam Pro biedt fijne hardware, waaronder 4K-video met 10x digitale zoom (die nog redelijk acceptabel is ook). De installatie is eenvoudig, maar de beveiligingscamera mist wel de nodige smarthome-integraties (waardoor hij dus niet voor iedereen heel handig is). Bovendien is hij aan de prijzige kant en heb je voor het optimale gebruik een abonnement nodig, waardoor je maandelijks of jaarlijks terugkerende kosten hebt. Daardoor betaal je hier meer voor dan bij Eufy, en daarom is de Outdoor Cam Pro alleen interessant als je al andere Ring-producten hebt.