ID.nl logo
Hoe werkt GPS en wat zijn praktische toepassingen ervan?
© PXimport
Mobiliteit

Hoe werkt GPS en wat zijn praktische toepassingen ervan?

Er zijn allerlei van apps en diensten die kunnen vastleggen waar iemand bijvoorbeeld een foto heeft genomen. Of waar een persoon of object zich bevindt of welke route gevolgd werd. De meeste maken daarbij (ook) gebruik van GPS. We leggen kort uit de werking en de weergave uit, maar focussen ons voornamelijk op enkele praktische toepassingen, vooral op een (Windows-)pc.

In dit artikel leggen we uit hoe GPS precies werkt en hoe je het kunt toepassen met handige programma's en producten.

GPS staat voor Global Positioning System en is een locatiebepalingssysteem op basis van satelliet, dat vanaf 1967 voor het Amerikaanse leger werd ontwikkeld. De officiële naam is eigenlijk NAVSTAR: NAVigation Satellite Time And Ranging. GPS bestaat uit drie onderdelen: het ruimte-, gebruikers- en controlesegment.

Het ruimtesegment is het zendgedeelte dat is opgebouwd uit 32 satellieten, inclusief enkele reservesatellieten, die zich in zes vaste banen bevinden op 20.200 km hoogte en die in een vaste tijd rond de aarde draaien.

Het gebruikerssegment is het ontvangstgedeelte, in de vorm van een GPS-ontvanger. Die moet minstens vier satellieten simultaan moet kunnen ontvangen om de eigen positie en hoogte nauwkeurig te kunnen bepalen ten opzichte van het coördinatenreferentiesysteem WGS 84 (zie paragraaf ‘WGS 84’). Het meetprincipe is gebaseerd op de afstand tussen ontvanger en de zender, waarvan de positie op elk moment bekend is dankzij het gebruik van atoomklokken. Deze afstand wordt afgeleid uit de gemeten looptijden van de radiogolven.

Verder is er nog een controlesegment dat bestaat uit een mondiaal netwerk van volgstations, inclusief een ‘master control station’ in Colorado. Deze stations hebben onder meer als taak de satellieten te volgen om de positie te bepalen en de satellietstatus te monitoren.

Om niet helemaal afhankelijk te zijn van de Verenigde Staten en voor een nog nauwkeurige locatiebepaling werden er inmiddels ook concurrerende systemen ontwikkeld (zie kader ‘GPS-concurrenten’).

GPS-concurrenten

GPS is weliswaar wereldwijd inzetbaar, maar intussen heeft een aantal landen een eigen alternatief ontwikkeld om minder afhankelijk te zijn van deze Amerikaanse technologie. De eerste was Rusland met GLONASS, dat al in 1982 een aantal experimenten opzette. Na enkele jaren geraakte het systeem in verval, maar het werd naderhand weer opgepoetst en is sinds 2014 weer helemaal operationeel. Net als bij GPS worden ook hier twee codetypes op de draaggolven gemoduleerd: SPS (Standard Positioning Service) en PPS (Precise Positioning Service). Deze laatste is alleen bedoeld voor militair gebruik.

China volgde vanaf 2000 met het Beidou-systeem. Bij de eerste versie bleef het dekkingsgebied beperkt tot de regio waar de satellieten zichtbaar waren, maar Beidou-2 (ook wel Compass genoemd) is inmiddels uitgegroeid tot een GNSS (Global Navigation Satellite System).

Uiteindelijk volgde ook de Europese Unie met Galileo, dat een geheel civiel project is. De eerste satelliet werd in 2011 gelanceerd en in 2018 waren er al 26 kunstmanen in de ruimte. Inmiddels is Galileo zo’n vijf jaar operationeel. Galileo werkt overigens nauwkeuriger dan (de civiele toepassingen van) GPS: tot 1 meter voor alle gebruikers (versus 4 meter bij GPS) en tot 20 cm voor commerciële toepassingen.

Het officiële logo Galileo, het Europese plaatsbepalingssysteem via satelliet.

WGS 84

GPS-coördinaten zijn doorgaans gebaseerd op het systeem WGS 84, wat staat voor World Geodetic System. Geodesie is de wetenschap die zich bezighoudt met de bepaling van de vorm en afmetingen van de aarde. WGS 84 is een standaard die reeds vanaf 1960 werd ontwikkeld door het Amerikaanse ministerie van Defensie. De huidige standaard dateert van 1984, maar kreeg wel nog een herziening in 2014.

Zo’n geodetisch systeem beschrijft de relatie tussen de aarde en een specifiek coördinatensysteem. Dit is minder evident dan het lijkt, omdat de vorm van de aarde, een zogenoemde geoïde, niet exact wiskundig uit te drukken is. Daarom gaat WGS 84, net als de meeste andere systemen, uit van een referentie-ellipsoïde, die wel mathematisch uit te drukken valt. De relatie tussen deze ellipsoïde en de geoïde wordt via parameters uitgedrukt, waaronder de grootte (straal) en vorm (afplatting) evenals de positionering, schaalfactor en ligging van de ellipsoïde ten opzichte van de aarde.

Ook WGS maakt gebruik van een referentie-ellipsoïde voor de weergave van posities op de aarde (afbeelding: Commonwealth of Australia, Intergovernmental Committee on Surveying & Mapping, CC BY 4.0,).

GPS-coördinaten

De isolijnen van de berekende coördinaten op basis van WGS 84 vormen een denkbeeldig net, met zowel noord-zuidlijnen (meridianen) die van pool tot pool lopen, als oost-westlijnen (breedtecirkels oftewel parallellen) die evenwijdig zijn met de evenaar.

Wel is het zo dat GPS-coördinaten in verschillende notaties kunnen worden uitgedrukt, waaronder in decimalen (DD.dddddd°); in graden, minuten en decimale minuten (DD° MM.mmm’); en in graden, minuten, seconden en honderdsten van seconden (DD° MM’ SS.ss’’). Om slechts één voorbeeld te geven: als je Google Maps opent en met rechts klikt op een locatie in je browser of die wat langer ingedrukt houdt in de app, dan verschijnt een notatie in decimale graden, bijvoorbeeld 52.372230, 4.652046.

Er zijn trouwens ook diverse converters beschikbaar, zowel via apps als online (bijvoorbeeld https://geo.javawa.nl, klik op Zoeken op adres of coördinaten). En bij heel wat GPS-toestellen kun je ook zelf de notatie instellen.

Er zijn verschillende (online) conversietools voor GPS-coördinaten, zoals javawa.nl.

Geotagging

Smartphones leggen automatisch de GPS-coördinaten vast in fotobestanden (tenzij je dat om bijvoorbeeld privacyredenen hebt uitgeschakeld): het zogeheten geotaggen. Dit werkt heel handig in bijvoorbeeld de app Google Foto’s: wanneer je hier Zoeken selecteert en bij Locaties op Je kaart tikt, krijg je automatisch alle foto’s te zien van de geselecteerde kaartregio. Het vastleggen van deze coördinaten gebeurt in de vorm van EXIF-data, waarin ook allerlei cameragegevens kunnen worden opgeslagen, zoals belichtingstijd, brandpuntsafstand en ISO-snelheid.

Op een Windows-pc kun je vanuit Verkenner eenvoudig nagaan of er GPS-coördinaten aan een foto zijn toegevoegd. Klik met rechts op het fotobestand, kies Eigenschappen en open het tabblad Details. Als het goed, is zie je hier bij GPS zowel Hoogte als de Breedtegraad en Lengtegraad (in de notatie DD° MM’ SS.ss”).

Nog handiger voor het analyseren van (GPS-)metadata is de gratis tool XnView MP (beschikbaar voor Windows, macOS en Linux). De miniatuurweergaven krijgen hier automatisch de indicatie GPS wanneer er geografische coördinaten zijn opgenomen. Die vind je dan terug in het Info-venster, op de tabbladen EXIF en ExifTool. Open het tabblad GPS als je op een Google Maps-kaart wilt zien waar de foto precies genomen is. XnView toont trouwens ook andere bekende metadata-types, namelijk IPTC en XMP. Sommige camera’s kunnen in XMP bijvoorbeeld ook een azimut-waarde opslaan (een van de coördinaten uit het horizon-coördinatenstelsel), wat handig kan zijn bij panoramafoto’s.

XnView MP toont je de GPS-coördinaten en zet die meteen uit op een kaart.

Aanpassing

In XnView kun je metadata als GPS-coördinaten niet alleen opvragen, maar ook toevoegen of wijzigen. Dat doe je vanuit het menu Hulpmiddelen / Metadata / GPS-gegevens bewerken. Hier kun je dan handmatig de nieuwe coördinaten in twee verschillende notaties invullen of aanpassen. Ook de hoogte is aanpasbaar. Je kunt deze waarden via knoppen ook in één keer naar het Windows-klembord kopiëren en plakken. Heb je meerdere foto’s geselecteerd, dan kun je via de pijlknoppen snel navigeren tussen deze foto’s. Je legt je aanpassingen vast met Schrijven of met Alles schrijven indien je dezelfde GPS-data op de hele fotoselectie wilt toepassen.

In het menu Hulpmiddelen vind je verder nog de optie GPS locatie openen in Google Earth, zodat Google Earth een kaartmarkering zet op de plaats waar de foto is genomen. De optie GPS locatie openen in GeoHack opent weliswaar de site https://geohack.toolforge.org, met links naar diverse online kaartservices, maar helaas worden de GPS-coördinaten niet correct doorgegeven.

Je kunt dezelfde GPS-coördinaten in één keer naar meerdere geselecteerde foto’s wegschrijven.

GeoSetter

Een gratis tool die nagenoeg helemaal draait rond GPS-coördinaten, maar tevens overweg kan met andere EXIF-data en IPTC/XMP, is GeoSetter. Bij de eerste opstart verschijnt automatisch het venster Instellingen waar je op het tabblad Bestand opties onder meer kunt instellen of aanpassingen moeten worden bewaard in (de metadata van) het fotobestand zelf, dan wel in een XMP-sidecar-bestand zodat het originele bestand ongewijzigd blijft. GeoSetter kan trouwens ook met heel wat raw-formaten overweg.

Om foto’s te geotaggen, selecteer je een of meer foto’s en verschuif je het Google Maps-kaartje tot op de fotolocatie. Klik op deze plek en vervolgens op de pin Verbind markering aan de geselecteerde foto’s. Je legt de aanpassingen definitief vast met het diskette-icoontje.

Een andere manier is door met rechts op je foto(selectie) te klikken en Bewerk gegevens te kiezen. Op het tabblad Locatie kun je de GPS-coördinaten en hoogte invullen of wijzigen. GPS-data weghalen, doe je met Remove all location data. Batchbewerkingen zijn mogelijk met Stel huidige waarden in voor alle geselecteerde foto’s. Of je kiest Opslaan als sjabloon, je duidt (alleen) de locatiegegevens aan en je legt de waarden vast in een sjabloon, dat je altijd weer kunt oproepen met Laden uit sjabloon om zo snel ook andere foto’s te geotaggen.

Gaat het om meerdere foto’s van dezelfde route, dan kun je die via Bestand / Exporteer to GPX Track File als trackbestand bewaren en bijvoorbeeld uploaden naar een handheld GPS-toestel.

Je plaatst de markering op de kaart en je koppelt die aan de gewenste foto’s.

Tracks

Stel, je neemt foto’s met een camera die niet van een GPS-module is voorzien, maar je beschikt wel over een handheld GPS-apparaat dat tracks kan bijhouden (zoals Garmin-modellen). Activeer dan de trackfunctie en stem bij voorkeur de klok van de GPS en de camera op elkaar af. Na afloop upload je de foto’s en het trackbestand naar je pc.

In GeoSetter ga je vervolgens naar Beeld / Tracks. Open rechtsonder het map-icoontje en navigeer naar het trackbestand. GeoSetter kan met diverse trackformaten overweg, waaronder uiteraard ook GPX. Als het goed is, wordt de track op de kaart uitgezet en krijg je via het icoon Toon lijst van track punten een overzicht van alle punten inclusief GPS-coördinaten op je track te zien.

Open vervolgens de map met foto’s, selecteer de foto’s en kies Bewerk / Synchroniseer met GPS gegevens bestanden. In het dialoogvenster kies je dan Synchroniseer met zichtbare tracks. Je vindt hier tevens enkele opties om het tijdstip van de foto’s aan je tracklog aan te passen, mocht dat nodig zijn.

Je kunt je foto’s, inclusief de track, ook naar Google Earth overbrengen. Ga hiervoor naar Bewerk / Exporteer naar Google Earth. Duid de gewenste opties aan, zoals Inclusief tracks. Druk op OK om het KMZ-bestand op te slaan.

Geen ingebouwde GPS? Koppel je foto’s dan aan een trackbestand via een handheld GPS.

Windows Locatieservices

GPS mag dan de belangrijkste techniek zijn voor locatiebepaling, het is niet de enige. Zo kan Windows een combinatie gebruiken van GPS, zendmasten, IP-adres, de zogenoemde standaardlocatie en draadloze toegangspunten. Wil je dit laatste niet, dan moet je je wifi-netwerk op basis van het MAC-adres van je draadloze toegangspunt afmelden via https://kwikr.nl/lsoptout.

Met ingeschakelde Windows-locatieservices zend je computer locatiegegevens naar Microsoft, weliswaar geanonimiseerd, zodat ze niet aan een specifiek apparaat gekoppeld kunnen worden. Wel deelt Microsoft deze data met partners als HERE en Skyhook. Ook kunnen allerlei apps en services technologieën als bluetooth, wifi en mobiele modem inzetten voor locatiebepaling (zelfs als dergelijke functies zijn uitgeschakeld).

Je kunt de locatiebepaling globaal, maar ook per app, in- of uitschakelen via Instellingen / Privacy & beveiliging / Locatie. Desktopprogramma’s die je zelf downloadt en installeert, verschijnen echter niet in dit overzicht en vragen evenmin om je toestemming voor de locatiebepaling.

Je vindt hier tevens een optie om de standaardlocatie van je systeem (op een kaart) te bepalen voor de momenten waarop je locatie niet nauwkeurig kan worden vastgesteld. Houd er eveneens rekening mee dat Windows je locatiegeschiedenis 24 uur bijhoudt. Je kunt die altijd wel verwijderen via de knop Wissen, maar ben je aangemeld met een Microsoft-account, dan wordt deze geschiedenis tevens in de cloud bewaard. Die kun je dan verwijderen via https://account.microsoft.com/privacy, bij Locatieactiviteit.

Google Earth

De extensie .kmz staat voor Keyhole Markup language Zipped (KMZ) en is een gecomprimeerde versie van KML, een variant van het GPX-formaat (zie ook de volgende paragraaf). Zo’n bestand kun je bijvoorbeeld met 7-Zip uitpakken, waarna je zowel het XML-bestand als de fotobestanden te zien krijgt.

Heb je het programma Google Earth Pro geïnstalleerd (beschikbaar voor Windows en macOS), dan worden na een dubbelklik de locaties met foto’s op een kaart getoond. Je kunt zo’n KMZ- of KML-bestand ook uploaden naar de webapplicatie op https://earth.google.com. Klik hier links op Projecten / Openen / KML-bestand importeren vanaf computer en verwijs naar het bestand. De diverse onderdelen van je bestand zijn nu ook bereikbaar vanuit het linkervenster.

De desktopversie heeft wel enkele leuke extra’s. Zo kun je je track met foto’s in de vorm van een geanimeerde tour bekijken. Selecteer je track in de rubriek Plaatsen, bij Tijdelijke plaatsen en klik op het mapicoon met pijltje (rechtsonder Plaatsen) om de tour te starten.

Die tour kun je desgewenst ook naar een videobestand omzetten. Zorg dat het besturingspaneel van je tour is afgesloten en kies Extra / Movie Maker. In het dialoogvenster kun je de uitvoer nu met allerlei parameters bijstellen, waaronder bestandstype, resolutie en framerate. Via de optie Custom kun je zelfs 3840 × 2160 pixels met 60 fps instellen. Bevestig met Film maken.

Upload je eigen KMZ-bestanden (met foto’s en track) naar Google Earth.

GPX-formaat

Wanneer je ook buiten Google Earth creatief met tracks en routes aan de slag wilt, kun je moeilijk om het GPX-formaat heen. GPX staat voor GPS Exchange Format en is een open XML-schema, ontworpen voor het opslaan van GPS-data. Het wordt door tal van apps, services en handheld GPS-apparaten gebruikt. Wanneer je zo’n GPX-bestand bekijkt, bijvoorbeeld met je browser, dan zie je typische mark-up-tags zoals <wpt>, <trk> en <rte>. Die staan respectievelijk voor waypoint (met WGS84-coördinaten), track en route. Conceptueel zijn routes suggesties voor een te volgen traject, terwijl tracks de opgeslagen locaties zijn die daadwerkelijk werden gevolgd.

Op heel wat wandel- en fietssites kun je vaak gratis GPX-bestanden downloaden, bijvoorbeeld na een gratis registratie op www.route.nl, met naar eigen zeggen zo’n 135.000 wandel- en fietsroutes. Je kunt natuurlijk ook GPX-tracks uit je handheld GPS-apparaat ophalen en die met anderen uitwisselen. Bij de meeste Garmin-toestellen hoef je die alleen met een usb-kabel met je pc te verbinden, waarna je automatisch toegang hebt tot de GPX-bestanden, doorgaans in de map \Garmin\GPX. Je actuele route bevindt zich normaliter in de submap \Current. Of je stelt je eigen routes samen, bijvoorbeeld vanuit Google Maps.

Het GPX-formaat is een op XML-gebaseerde standaard opmaaktaal voor geografische data

Google Maps

Ga in Google Maps naar https://mymaps.google.com en klik op +Nieuwe kaart maken. Klik linksboven bij Naamloze laag op Importeren en verwijs naar je GPX-bestand. Als het goed is, zet Google Maps nu de punten en route uit op de kaart.

Je kunt de route vervolgens delen of je kiest bijvoorbeeld via het menu de optie Exporteren naar KML/KMZ. Met de knopjes in de werkbalk bovenaan is het ook mogelijk je eigen routes te maken en ook die te delen of te exporteren.

Ook in Google Earth Pro kun je GPX-bestanden importeren, via Bestand / Openen, waarna je in het uitklapmenu bij Bestandnaam de optie Gps (*.gpx *.loc […]) kiest.

Verder bestaan er ook diverse online converters, zoals het zeer flexibele MyGeodata Cloud waar je kunt kiezen uit honderden geografische dataformaten, zowel vector als raster. De app ondersteunt bovendien diverse coördinatenreferentiesystemen, waaronder uiteraard WGS 84.

▼ Volgende artikel
3D-printen zonder eigen printer: zo doe je dat
© Kittipong Jirasukhanont
Huis

3D-printen zonder eigen printer: zo doe je dat

Heb je een ingenieus ontwerp in gedachten, maar geen 3D-printer in huis? Geen probleem, want er zijn steeds meer manieren om objecten te laten printen zonder zelf apparatuur te bezitten. Online printdiensten nemen je werk uit handen, terwijl je alleen een digitaal bestand hoeft aan te leveren. Of je nu een sleutelhanger ontwerpt of een uniek cadeautje voor een verjaardag, 3D-printen biedt talloze mogelijkheden. Bovendien kun je putten uit uitgebreide digitale bibliotheken met kant-en-klare modellen.

In dit artikel laten we zien hoe je zonder eigen 3D-printer toch fysieke objecten maakt:

  • Zoek of ontwerp zelf een 3D-model
  • Upload je bestand naar een online printservice
  • Kies materiaal, kleur en afwerking
  • Houd rekening met de levertijd en combineer bestellingen om transportkosten te beperken
  • Meet onderdelen nauwkeurig op als je vervangstukken wilt laten printen
  • Let bij speciale projecten op resolutie en laaghoogte-instellingen

Lees ook: High-tech hobby’s: de leukste tools om zelf iets moois te maken

Het printen van ruimtelijke objecten is makkelijker dan ooit, zelfs zonder eigen 3D-printer. Er is namelijk een groeiend aanbod van onlineplatforms en webshops dat het fysieke printproces voor hun rekening neemt, terwijl jij enkel een digitaal ontwerp aanlevert. Daardoor is 3D-printen niet langer alleen weggelegd voor techfanaten of bedrijven. Het volstaat om een geschikt 3D-model te hebben in een gangbaar bestandstype, zoals STL, OBJ of STEP, en je kunt direct aan de slag. De rest van het printproces kun je uitbesteden aan professionele printservices, zodat je altijd verzekerd bent van hoge kwaliteit. Zo kunnen hobbyisten, studenten en ondernemers gemakkelijk experimenteren met 3D-technologie. Het maakt niet uit of je een miniatuur voor bordspellen, een vervangend onderdeel voor een huishoudelijk apparaat of een gepersonaliseerd sierobject wilt maken. Je regelt alles met een paar simpele online handelingen.

Een ontwerp vinden of zelf maken

De eerste stap bij 3D-printen zonder eigen printer is het vinden of ontwerpen van een geschikt model. Online zijn er miljoenen gratis en betaalde ontwerpen beschikbaar, die je vrij kunt downloaden en gebruiken. Platformen als Thingiverse en MyMiniFactory staan bol van de creaties van hobbyisten en professionals. Via de zoekfunctie typ je bijvoorbeeld ‘phone holder’ (telefoonhouder), waarna je talloze varianten vindt die direct te printen zijn. Heb je liever iets unieks? Dan kun je zelf aan de slag met ontwerpprogramma’s met een intuïtieve interface, waarmee je een 3D-bestand genereert (zie het kader ‘Zelf 3D-modellen maken’). Zo heb je de basis voor je zelfgemaakte 3D-project klaar. Het kost uiteraard wat meer moeite dan kiezen voor een ontwerp van iemand anders, maar zelf ontwerpen is wel een stuk leuker en niet in de laatste plaats leerzamer.

Op sites zoals Thingiverse staan talloze leuke en praktische ontwerpen die je kunt downloaden.

Zelf 3D-modellen maken

Wil je liever zelf unieke modellen ontwerpen? Dan zijn er diverse gratis en betaalde ontwerppakketten. Een interessante optie is Tinkercad, dat volledig in de browser werkt. In Tinkercad kies je voor Create new design, waarna je primitieve vormen sleept en schaalt. Ook Blender is een optie, met krachtige sculpting- en animatiefuncties. Let wel op de leercurve: Blender is uitgebreider dan Tinkercad, wat voor beginners interessant maar ook uitdagend kan zijn. Voor elk programma geldt dat talloze tutorials online beschikbaar zijn. Neem de tijd om wat basisprincipes te leren, zodat je eenvoudig jouw eigen creaties vormgeeft. Zo hoef je nooit te vertrouwen op bestaande downloadbare ontwerpen.

De Sculpt-modus in Blender (beeld: Blender.org).

Online printservices: zo werkt het

Als je eenmaal een bestand hebt, kun je het uploaden naar een online printservice. Er is keuze uit vele aanbieders, bijvoorbeeld 3DLabs en 3D Print Portaal. Je gaat naar de website en uploadt simpelweg het bestand vanaf je computer. De dienst controleert of je model printbaar is en toont vervolgens de geschatte kosten. Die kosten hangen af van materiaal, afmetingen en complexiteit. Wil je bijvoorbeeld een prototype in kunststof? Dan kies je in het materiaalmenu voor PLA of ABS en vink je de gewenste kleur aan. Ook metalen zoals staal of messing zijn soms mogelijk, maar die opties liggen prijstechnisch hoger. Heb je de instellingen gevonden? Dan rond je de bestelling af zoals je bij een reguliere webshop winkelt. De levertijd varieert van een paar dagen tot weken. Zo heb je in een handomdraai een professioneel geprint object in huis, zonder zelf technische apparatuur te hoeven bezitten. Het hele proces is daardoor uiterst laagdrempelig en snel geregeld.

Bij het aanleveren van je 3D-model is het belangrijk om te weten welke bestandstypen de printservice accepteert. STL is veruit de meest gangbare standaard. Het bevat de geometrie van je ontwerp in de vorm van kleine driehoekige vlakken. Daarnaast is OBJ populair omdat het extra informatie kan bevatten, zoals kleur- of textuurdetails. Er bestaan ook formaten als STEP, 3MF en AMF, maar niet elke aanbieder ondersteunt deze. Kijk op de website van de aanbieder ook of er aanvullende eisen zijn, bijvoorbeeld ten aanzien van de wanddikte van je ontwerp.

Het gebruik van een 3D-printservice is vaak heel eenvoudig.

 Keuze uit materialen en afwerking

Niet alleen de technologie achter 3D-printen is divers, ook de materiaalkeuzes zijn talrijk. Voor de meeste beginnende gebruikers volstaan de eerder genoemde kunststoffen zoals PLA en ABS (zie kader ‘De meest gebruikte materialen’). PLA is biologisch afbreekbaar en relatief eenvoudig te printen, terwijl ABS sterker en iets hittebestendiger is. Zoek je een chique uitstraling? Dan kun je kiezen voor harsgebaseerde prints, gemaakt met lasers (SLA) of lcd-technologie. Het resulterende oppervlak is zeer glad, ideaal voor gedetailleerde miniaturen of sieraden. Daarnaast zijn er steeds meer mogelijkheden om met metalen te werken, hoewel dit vaak duurder uitvalt. Als je een model in metaal bestelt, wordt het in meerdere stappen gefreesd, gegoten of gesinterd, afhankelijk van de aanbieder. Na het printen kan een object extra nabewerkt worden, bijvoorbeeld door schuren, polijsten of zelfs verven. Sommige onlinediensten bieden deze nabewerking als extra optie aan. In de menu’s kies je dan voor afwerkingen als Polished of Painted en geef je eventueel een gewenste kleur op. Zo bepaal je zelf hoe je uiteindelijke ontwerp eruit komt te zien, zonder eigen apparatuur in huis.

©stockphoto-graf - stock.adobe.com

PLA-filament is in eindeloos veel kleuren op rollen verkrijgbaar.

De meest gebruikte materialen

PLA is een biologisch afbreekbaar bioplastic gemaakt van maïszetmeel. Het is goedkoop en relatief stevig, waardoor het ideaal is voor beginnende 3D-projecten. ABS is wat sterker en beter bestand tegen hitte. Voor afdrukken met extreme details, zoals miniaturen of sieraden, wordt vaak een op hars gebaseerd proces gebruikt waarvan het eindresultaat bijzonder glad is. Metalen prints, waaronder roestvrij staal en messing, komen tot stand via geavanceerde technieken als lasersinteren of gietprocessen. Deze zijn duurder, maar leveren zeer duurzame stukken op. Nylon (polyamide) is een ander materiaal dat veel wordt toegepast, zeker voor functionele onderdelen. Het is licht, flexibel en slijtvast. Voor elk materiaal gelden specifieke ontwerpregels. Probeer bijvoorbeeld niet te dunne wanden te maken als je met harsprint werkt, omdat die kunnen breken. Ook is de nabehandeling verschillend: PLA kun je schuren en verven, terwijl metalen vaak worden gepolijst of gecoat. Er is keuze genoeg, zodat er altijd wel een geschikt materiaal is voor jouw project.

Kosten en planning in de hand houden

Wanneer je een 3D-object laat printen via een onlinedienst, is het verstandig om vooraf je budget en tijdsplanning te bepalen. De prijs wordt meestal berekend op basis van volume en materiaalkeuze. Een simpel plastic figuurtje kost bijvoorbeeld maar een paar euro, terwijl een groot metalen voorwerp in de honderden euro’s kan lopen. Doe een paar proefuploads met verschillende materialen en controleer de gepresenteerde prijs om een idee te krijgen van de mogelijkheden. Let ook op eventuele opstartkosten per bestelling. Sommige platformen rekenen een vast tarief voor elke nieuwe opdracht, ongeacht het formaat. Om transportkosten te beperken, kun je bestellingen combineren of meerdere exemplaren in één keer laten printen. Daarnaast is het slim om te checken hoelang de productie en verzending duren. Voor belangrijke deadlines is het verstandig om wat extra speling in te bouwen, zeker als je nog nabewerking wilt uitvoeren of het object elders moet laten afwerken. Zo voorkom je teleurstellingen, zowel financieel als qua timing, en houd je de kosten en planning beter onder controle.

©ANDREY RADCHENKO

3D-printen in metaal is aanzienlijk kostbaarder dan printen in kunststof.

Van idee tot realiteit met handige voorbeelden

Stel, je wilt een vervangende knop voor je keukenmachine ontwerpen. Om te beginnen meet je de diameter van de as, de hoogte van de originele knop en andere relevante maten met een schuifmaat. Daarna start je je ontwerpsoftware en maak je een cilinder met dezelfde afmetingen. Vervolgens ‘boor’ je een gat in het midden, iets groter dan de as. Je voorziet de buitenzijde van ribbels voor extra grip door simpelweg in je 3D-programma meerdere verticale vlakken toe te voegen. Vervolgens exporteer je het model. Upload je ontwerp naar een printservice en pas de materiaalinstellingen aan. Hierdoor krijg je direct zicht op de prijs. Ben je tevreden? Dan plaats je de bestelling en wacht je tot het pakketje arriveert. Een ander voorbeeld is het printen van gepersonaliseerde sieraden. Upload een eigen 3D-ontwerp, kies een metaal of metaalfinish en laat de aanbieder de rest regelen. Zo wordt 3D-printen iets tastbaars. Creatieve mogelijkheden zijn eindeloos, voor hobby, werk en studie.

©Studio Peace - stock.adobe.com

Meten is weten, dat geldt zeker voor het nauwkeurig namaken van vervangende onderdelen.

Verwacht geen wonderen

Als laatste is het belangrijk om je verwachtingen realistisch te houden. 3D-prints zien er over het algemeen net wat minder strak en glad uit dan in een fabriek of door een professional vervaardigde producten. Bekijk ook altijd de reviews van een printservice en controleer of ze ervaring hebben met het materiaal dat je wilt gebruiken. Blaas je ontwerp niet onnodig op, want hoe groter het is, hoe hoger de kosten en de kans op printfouten. Zorg dat je ontwerp fysiek stabiel staat, zonder overbodige uitsteeksels die kunnen breken. Een handige tip is om bij twijfel eerst een kleinere testversie te laten printen en die vervolgens aan te passen in de configuratietool, waarin je bijvoorbeeld de afmetingen eenvoudig aanpast. Zo zie je of het model overeenkomt met wat je in gedachten had, zonder direct de hoofdprijs te betalen. Voor speciale projecten met verfijnde details, zoals sieraden of miniaturen, is het raadzaam te informeren naar de resolutie en laaghoogte. Vaak kun je deze waarden instellen in de bestelmodule. Door daar goed op te letten, verbeter je de kwaliteit enorm. Zo haal je het beste uit je online 3D-printervaring.

Eigen prints zijn vrijwel altijd net wat minder strak dan in serie gemaakte producten, wat hier goed te zien is.

Meer controle

Met de juiste voorbereidingen, zoals een goed bestandstype en kennis van verschillende materialen, en door gebruik te maken van online printservices, kun je snel en voordelig aan de slag. Wil je nóg meer controle? Dan loont het om software te verkennen en op termijn eventueel zelf een 3D-printer aan te schaffen. Uiteindelijk is 3D-printen voor iedereen toegankelijk, zolang je maar de juiste stappen volgt.

Voordelige 3D-printers voor thuis

Als je na een paar online bestellingen de smaak te pakken hebt, kun je overwegen zelf een printer aan te schaffen. Er zijn tegenwoordig al betaalbare instapmodellen onder de driehonderd euro. Bekende merken bieden FDM-printers aan, waarmee je met gesmolten filament in lagen print. Let bij je aankoop op de bouwgrootte, de maximale temperatuur en de beschikbaarheid van reserveonderdelen. Een populair instapmodel is de Creality Ender-reeks, bekend om zijn uitbreidbaarheid. Wil je hogere resolutie of fijne details? Dan is een zogenoemde resinprinter wellicht interessant. Merken als Anycubic leveren compacte harsprinters (lcd of SLA), die vloeibare hars laag voor laag uitharden. Houd er rekening mee dat je te maken krijgt met geuren en chemische resten. Een goede ventilatie en beschermingsmiddelen zijn dus belangrijk. Verder moet je je geprinte objecten reinigen en nabelichten. Dit klinkt als veel werk, maar als je serieus in 3D-printen wilt duiken, bieden deze apparaten ultieme controle en eindeloze experimenteermogelijkheden in eigen huis.

3D-printers uit de Ender-reeks van Creality vind je online al voor minder dan 300 euro.

▼ Volgende artikel
Review Philips Baristina met Bean swap – Veel gemak, weinig glamour
© Philips
Huis

Review Philips Baristina met Bean swap – Veel gemak, weinig glamour

Koffiedrinkers met verschillende smaak in bonen waren tot nu toe aangewezen op twee apparaten of gehannes met verwisselen van koffiebonen. De Philips Baristina is een koffiemachine waarmee je snel wisselt tussen twee soorten bonen. ID.nl testte hem uit.

Uitstekend
Conclusie

De Philips Baristina met bean swap is een uitstekende keuze voor koffiedrinkers die graag variëren in smaak en dit zo eenvoudig mogelijk willen doen. De kernfunctionaliteit is sterk, de koffie is van goede kwaliteit en het gebruiksgemak is hoog. Kleine gemiste details in afwerking en ontwerp doen niets af aan de praktische waarde, maar zorgen er wel voor dat het apparaat minder premium aanvoelt dan sommige concurrenten in dezelfde prijsklasse.

Plus- en minpunten
  • Bean swap-functie is handig
  • Gebruiksvriendelijk ontwerp
  • Razendsnel koffiezetten
  • Geschikt voor bonen én gemalen koffie
  • Goede koffiekwaliteit
  • Matige afwerking
  • Lastig te openen bonenklep
  • Kleine reservoirs

Eerste indruk: compact en eenvoudig

De Philips Baristina met bean swap is een relatief compacte, niet al te zware machine met een grotendeels kunststof afwerking. Hij biedt de opties om twee verschillende soorten koffiebonen in twee afgescheiden reservoirs boven op het apparaat te doen. Je maakt daarmee naar keuze espresso of lungo met een van beide bonensoorten, of een mix ervan. De bedoeling is dat iedereen makkelijk een koffietje naar zijn eigen smaak maakt. Er is een standaardinstelling voor beide typen dranken, maar het is ook mogelijk om de espresso of lungo sterker te maken met een druk op de knop. Klinkt als een overzichtelijke hoeveelheid functies.

©Saskia van Weert

Verpakking en materiaalgebruik

Zoals bij alle eerder geteste Philips-apparaten zit de Baristina stevig verpakt. Ditmaal niet in een 'gewone' kartonnen doos, maar in een opvallende verpakking waarbij je het karton openklapt om de machine als een soort cadeautje te onthullen. Direct valt op dat het een apparaat zonder veel toeters en bellen is: een eenvoudige grijze body met een uitlekbakje onder het tuitje, een apart verpakte portafilter en een waterreservoir achterop. De behuizing bestaat voor 50 procent uit gerecycled kunststof, waardoor hij helaas wel wat goedkoop oogt gezien de adviesprijs van 349 euro (inmiddels een stuk in prijs gedaald).

Handleiding en voorbereiding

De bediening bestaat uit drie knoppen die met iconen aangeven waarvoor ze bedoeld zijn. Uiteraard is er ook een snoer om hem aan te sluiten, een garantieboekje en een flyer met een QR-code om de handleiding te bekijken en te downloaden. Philips heeft er ditmaal gelukkig voor gekozen niet alle EU-talen in één pdf te zetten, zoals bij de airfryer met stoomfunctie, maar beperkt zich tot een handvol talen. Want hoe eenvoudig een apparaat er ook uitziet, de handleiding even doornemen is altijd een goed idee. Zeker omdat koffiemachines vaak wat handelingen vereisen voordat ze klaar zijn voor gebruik. In dit geval zijn de voorbereidingen overzichtelijk: even doorspoelen met schoon water en uiteraard het portafilter en waterreservoir goed uitspoelen en afdrogen.

©Saskia van Weert

Bonen erin, water erbij

Dan aan de slag. De bonen zijn van bovenaf in het reservoir te gieten. Daarvoor moet wel eerst het bovenklepje open, wat niet zo heel gemakkelijk gaat – ik moet er mijn nagel tussen zetten. Iets van een randje of flapje was handig geweest. Het vullen zelf is een kwestie van de bonen ofwel links ofwel rechts in het reservoir gieten, en dan het klepje weer goed aandrukken. Het waterreservoir haal je gelukkig wel makkelijk uit de behuizing en vul je gewoon onder de kraan. Er zit geen Min-Max-aanduiding op, maar dat is verder geen probleem; er is geen vlondertje om in de gaten te houden.

©Philips

Koffie zetten: zo werkt het

Om koffie te zetten, draai je eerst de knop bovenop naar de gewenste koffiebonensoort. Er zijn drie mogelijkheden: links, rechts of de knop naar onderen draaien. Dat laatste zorgt voor een mix van beide bonensoorten. Druk op de knop voor de espresso of lungo en eventueel de knop voor een extra sterke variant. Vervolgens duw je het portafilter in de opening boven de schenktuit en beweeg je hem naar rechts. Hij komt schuin in een hoek vast te zitten en de machine gaat meteen malen. Dat maakt behoorlijk veel lawaai, en dat is natuurlijk inherent aan het proces van bonen malen. Direct na het malen schiet het portafilter terug naar de beginpositie en begint het water door te lopen. Tijdens dit alles knippert de knop van de gekozen drank.

©Philips

Drab en dosering

Stopt het knipperen, dan is de koffie klaar. Het portafilter kan eruit en moet worden leeggegooid. Direct na het zetten is de koffiedrab erg nat en waterig, dus meteen in de vuilnisbak is geen handige optie. Beter werkt het om de koffie even te laten opdrogen en de drab later alsnog weg te gooien. Er zit een soort uitwerpknopje aan de onderzijde van het portafilter, en dat werkt prima om alles weg te gooien zonder de koffieresten aan te hoeven raken.

Standaard komt er 110 ml lungo of 40 ml espresso uit de machine. Zeker dat eerste is wat krap aan voor een 'Hollandse bak', maar de Baristina kan worden geprogrammeerd om meer koffie te produceren. Dat gaat aan de hand van de drukknoppen en is heel eenvoudig uit te voeren, net als het herstellen van de fabrieksinstellingen.

Consistente smaak

Ook bij meerdere koppen koffie achter elkaar blijft de temperatuur stabiel, wat belangrijk is voor een consistente smaak. Gemalen koffie wordt ondersteund via het portafilter. Dat is ideaal voor speciale single origin-koffies of cafeïnevrije varianten die je niet altijd in bonenvorm kunt krijgen. Het proces is simpel: je voegt de gemalen koffie toe, drukt de juiste knop in en de machine doet de rest.

©Philips

Wat opvalt, is dat de machine zijn werk razendsnel doet. Vanaf het indrukken van de keuzeknop is de koffie in luttele seconden klaar. Qua koffiekwaliteit levert de Baristina een volle, ronde smaak. De cremalaag is mooi egaal en de extractie verloopt zonder spetters of lekkages. Bij de Extra Sterk-stand is de smaak overigens merkbaar krachtiger, dus die voegt zowaar iets toe.

Houd je koffiebonen lang vers!

Met een luchtdicht bewaarblik bijvoorbeeld

Plus- en minpunten

De belangrijkste pluspunten zijn de snelheid en het gemak van de bean swap-functie, de programmeerbare koffiematen, het gebruiksvriendelijke ontwerp en de veelzijdigheid dankzij de ondersteuning voor zowel bonen als gemalen koffie. Minpunten zijn de minder luxe afwerking, het ontbreken van een klepje op het bonenreservoir en de kleinere inhoud van de dubbele bonencontainers.

Alles bij elkaar is de Philips Baristina met bean swap een uitstekende keuze voor koffiedrinkers die graag variëren in smaak en dat zo eenvoudig mogelijk willen doen. De kernfunctionaliteit is sterk, de koffie is van goede kwaliteit en het gebruiksgemak is hoog. Kleine gemiste details in afwerking en ontwerp doen niets af aan de praktische waarde, maar zorgen er wel voor dat het apparaat minder premium aanvoelt dan sommige concurrenten in dezelfde prijsklasse. Voor wie flexibiliteit belangrijker is dan luxe, is dit echter een zeer geslaagde machine.