Ledstrips zijn leuk en veilig om mee te werken en bovendien flexibel inzetbaar. Je kunt ze bijvoorbeeld gebruiken als sfeerverlichting in woonkamer of tuin. Programmeerbare ledstrips maken het nóg leuker om te experimenteren met licht. Daarmee kun je met kleuren, effecten en patronen werken. Met WLED hoef je niet eens echt te programmeren.

Met ledverlichting en ledstrips kun je vrijwel alle soorten licht maken en je creativiteit de vrije loop laten. In dit artikel kijken we naar ledstrips. Deze kun je flexibel inzetten. Zo kun je ze aan de binnenkant van een koof langs het plafond monteren voor een indirecte verlichting. Omdat het licht mooi wordt verdeeld, kan dit prima als (sfeervolle) basisverlichting dienen. In een koof kun je ook gemakkelijk extra kabels kwijt.

Als alternatief zou je ook een aluminium profiel met kap tegen het plafond kunnen monteren waarin je de ledstrips plaatst. Zo’n profiel is eigenlijk altijd raadzaam: het houdt stof weg en aluminium geleidt warmte, wat de levensduur van de leds ten goede komt. Bij een profiel in het zicht kun je een diffuse kap gebruiken die de elektronica verbergt en het licht mooier verdeeld. Ledstrips worden ook vaak buiten gebruikt.

Voor het monteren van ledstrips kun je doorgaans (bijgeleverde) clipjes gebruiken of dubbelzijdige klevende tape. Dit laatste gaat meestal prima, want het geheel weegt niet veel. De ledstrip zelf heeft ook een kleefzijde, dus die plak je zo in het profiel.

Vele varianten

Ledstrips zijn er in allerlei soorten en maten. Zo varieert de lengte van de strip (veelal 1, 2 of 5 meter), de spanning (doorgaans 5, 12 of 24 volt), de dichtheid van leds op de strip en de waterdichtheid. Bij dit artikel gebruikten we ledstrips met de populaire WS2812B.

Op een ledstrip zijn de componenten, die we pixels noemen, achter elkaar geplaatst, meestal met 30 of 60 per meter. Voor elke component kan de kleur (rgb) en helderheid afzonderlijk worden geregeld. De strip werkt op 5 volt. Je kunt er meerdere achter elkaar gebruiken, maar zeker bij hoge dichtheid van de leds en bij langere lengtes moet je de spanningsvoorziening goed in de gaten houden, waarover later meer.

Wat waterdichtheid betreft heb je bij dit type nog diverse opties. Hiervoor kijk je naar de beschermingsgraad. Bekend zijn vooral IP30 voor gebruik binnenshuis en IP65 of IP67 voor buitenshuis. Voor binnen kun je het beste IP30 kiezen, omdat deze strips gemakkelijker zijn te verwerken; denk aan het doorknippen en aan elkaar solderen van losse eindjes.

©PXimport

Ledstrips aansturen

Om een ledstrip aan te sturen heb je maar één pin van een microcontroller nodig (zie het kader hieronder ‘Hoe werken ledstrips?’). Voor het aansturen kun je een Raspberry Pi of Arduino gebruiken, maar ook een ESP8266- of ESP32-microcontroller. Wij kiezen voor de wat krachtigere ESP32. Daarop installeren we de software WLED. Ook voor een beginner is dat goed te doen. Dankzij WLED hoef je namelijk niet zelf te programmeren.

Na het flashen van de software maakt je microcontroller een wifi-hotspot aan waar je kunt inloggen om de eerste configuratie af te handelen en om verbinding met je eigen wifi-netwerk te maken. Daarna kun je de ledstrips eenvoudig via een browser of app bedienen. Ook is integratie met Home Assistant mogelijk, de bekende software voor thuisautomatisering, waar we al vaker over hebben geschreven. Je hebt dus ook direct slimme verlichting.

©PXimport

Hoe werken ledstrips?

Ledstrips met de WS2812B zijn erg populair en relatief makkelijk te gebruiken. Maar hoe werken ze precies en wat gebeurt er als je deze aanstuurt? Elke component op de strip (of pixel) kan de kleuren rood, groen en blauw weergeven en heeft een ingang en uitgang voor data. Die data wordt binnen de component verwerkt.

Feitelijk stuurt de microcontroller een lange ‘puls-trein’ met voor elke pixel de gewenste kleur en helderheid. Iedere component ‘snoept’ zijn informatie eraf en geeft het restant door. Daarom zul je in WLED het aantal pixels moeten instellen, zodat feitelijk die puls-trein lang genoeg is. De volgorde van de pixels maakt ook niet uit, zolang de uitgang van de ene pixel maar naar de ingang van de volgende gaat. Je mag de strip dus ook tussen iedere pixel losknippen, op de kniplijn, om deze in te korten of aan een tweede strip te koppelen.

©PXimport

Spanningsvoorziening

Zowel de microcontroller als de ledstrips hebben een voeding nodig. Dat mag dezelfde voeding zijn, beide werken namelijk met 5 volt. Gebruik je een aparte voeding, zorg dan dat de ground (gnd) gemeenschappelijk is. Je zou optioneel de voeding voor de leds kunnen aan- en uitschakelen met een relais, via een pin op de microcontroller. WLED biedt daar standaard ondersteuning voor. De WS2812B verbruikt namelijk altijd wat stroom, ook als deze geen licht geeft. Het stand-bygebruik kun je hiermee beperken.

Wat voor voeding je nodig hebt, hangt af van het aantal pixels en de gewenste helderheid. Bij de WS2812B kun je uitgaan van tot 60 milliampère (mA) per pixel. Dat is bij de kleur wit, waarbij alle leds (rood, groen en blauw) zullen branden, en met volledige helderheid. Bij 60 pixels per meter gaat het om 3,6 ampère (A) per meter. Voor 5 meter heb je zodoende een voeding nodig die 18 ampère kan leveren, dus 90 watt in totaal. We raden aan wat extra marge te nemen. Bekend en degelijk zijn bijvoorbeeld de voedingen van Mean Well.

©PXimport

Spanningsval

Een probleem bij het werken met ledstrips, vooral bij 5 volt, is dat er een flinke spanningsval kan optreden, zeker bij grotere lengtes. Hierdoor branden de leds aan het einde van de strip minder fel of met afwijkende kleuren. Een tweede probleem is dat er zeker bij hogere helderheid een relatief grote stroom kan lopen, wat onveilige situaties kan opleveren.

Genoemde problemen kun je oplossen door extra voedingskabels parallel aan te sluiten, bijvoorbeeld elke 2,5 of 5 meter. Een ledstrip van 5 meter heeft aan het einde meestal een extra paar voedingskabeltjes. Je kunt ook altijd zelf snoertjes op de 0 en + van de strip solderen. Zorg dat de kabels dik genoeg zijn, zodat ze de benodigde stroom aan kunnen en de spanningsval beperkt blijft.

Als het voor jouw project heel lastig is om extra kabels naar de ledstrips te brengen, bijvoorbeeld omdat je met hele lange lengtes gaat werken, zou je misschien beter voor 12 volt kunnen kiezen. Heb je alles aangesloten, dan sluit je als laatste de datalijn van de ledstrip aan op de datapin van de microcontroller. Bij de ESP32 is dat D2 (gpio 2). Bij een langere kabel kun je een zogenoemde level shifter nodig hebben (3,3 naar 5 volt), omdat de ESP32 een lagere spanning (3,3 volt) geeft dan de WS2812B verwacht (5 volt).

©PXimport

Installatie van WLED

WLED is een van de populairste pakketten voor het aansturen van ledstrips met bijvoorbeeld de WS2812B. De software biedt ook ondersteuning voor enkele andere types, zoals de WS2811 en WS2815, beide op 12 volt. De eerste stap is het flashen van de software op bijvoorbeeld een ESP32. Daar zijn meerdere methodes voor.

Een eenvoudige methode is het gebruik van de ESP Home Flasher-tool. Dat is een programma voor Windows dat de ESP32 herkent, als de drivers zijn geïnstalleerd, en vervolgens het image-bestand van WLED kan flashen. We raden je aan de instructies op de website van WLED te raadplegen als het niet direct lukt. Via een smartphone of tablet kun je vervolgens inloggen op de hotspot met de naam WLED-AP en het wachtwoord wled1234.

Bezoek dan met een browser het adres 4.3.2.1. Je kunt nu de instellingen van je wifi-netwerk opgeven, zodat de microcontroller voortaan direct verbinding met dat netwerk maakt. Je kunt ook een naam kiezen, bijvoorbeeld wled-kantoor.local. Je kunt dan met een browser op dat adres de ledstrips verder bedienen.

©PXimport

Werken met WLED

Als je de gebruikersinterface van WLED opent, is het handig om eerst onder Config de instellingen voor je leds door te nemen. Vooral het aantal leds is van belang. Is het aantal niet goed ingesteld, dan branden de leds verderop in de strip niet. Je leest op deze configuratiepagina ook wat voor voeding wordt aanbevolen.

Onder Colors kun je een kleur of patroon kiezen en onder Effects een van de meer dan honderd effecten. Interessant is ook dat je onder Segments verschillende segmenten kunt maken die je dan een aparte kleur of helderheid kunt geven. Voor het instellen daarvan is het handig om naar PC Mode te gaan. 

Zorg daarna dat rechts een segment is aangevinkt en kies links de kleur, het patroon en het effect. Je kunt de ledstrips met WLED ook via externe programma’s aansturen. Zo kun je bijvoorbeeld lichtshows geven door de software xLights op je pc te installeren. Die werkt dan samen met WLED.

©PXimport

Andere toepassingen

Naast WLED zijn er nog andere toepassingen voor het aansturen van je ledstrips. Populair is bijvoorbeeld het nabootsen van het bekende Ambilight van Philips (zie het kader hieronder ‘Sfeervolle achtergrondverlichting’). Dit kan prima met ledstrips met de WS2812B. We raden voor een optimale helderheid ledstrips met 60 leds per meter aan. Bereken de wattage voor de voeding die nodig is, met wat marge. Het hangt vooral af van de totale lengte van de strip en daarmee van de grootte van je tv.

Kenmerkend voor Ambilight is dat de leds aan de achterkant van de televisie niet steeds allemaal dezelfde kleur aannemen, maar zich individueel aanpassen aan de kleur die op diezelfde positie op het scherm is te zien. Omdat je voor elke pixel op een ledstrip met WS2812B de kleur en helderheid kunt aanpassen, is dit geen probleem. Het verkrijgen van de beeldinformatie is een grotere uitdaging. Er zijn een paar manieren om dat voor elkaar te krijgen.

Een beproefde methode is het gebruik van een Raspberry Pi Zero W met een hdmi-splitser met één ingang en twee uitgangen. Op de ingang sluit je het signaal van bijvoorbeeld een mediaspeler aan. De eerste uitgang gaat gewoon naar de televisie en de tweede naar een video capture card die hdmi naar usb omzet, aangesloten op de Pi. 

Software, zoals Hyperion, kan die videostream vervolgens gebruiken om een Ambilight-signaal naar de ledstrip te sturen via één van de gpio-pinnen op de Raspberry Pi. Je moet wel wat instellingen invoeren, zodat de software bijvoorbeeld weet waar en hoe de ledstrips zijn geplaatst.

©PXimport

Sfeervolle achtergrondverlichting

Ambilight is een feature op televisies van Philips. Feitelijk gaat het om ledlampjes die aan de achterkant langs de randen van de televisie zijn aangebracht. Hierdoor kleurt de muur achter de televisie mee met de kleur op het scherm. Je kunt het op allerlei manieren naar je smaak afstellen. Het ziet er niet alleen sfeervol uit, maar is ook rustiger voor je ogen. Je Philips Hue-lampen kun je desgewenst ook weer aan je Ambilight koppelen.

Voor televisies zonder Ambilight biedt Philips sinds enige tijd de prijzige Hue Play gradient lightstrip (vanaf 180 euro). Met de ledstrip, voorzien van bevestigingsklemmen en leverbaar in drie formaten, voeg je Ambilight aan elke televisie toe. Met de aanschaf van de ledstrips ben je er nog niet, want je hebt ook een Hue Bridge (60 euro) en Hue sync box (250 euro) nodig. Dat maakt het aantrekkelijk om zelf na te bouwen, zoals kort uitgelegd in het artikel.

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.