Met de Raspberry Pi ontwikkel je zelf eenvoudig toepassingen voor het Internet of Things. Wat heb je daarvoor nodig en hoe gaat dat? Een basiscursis IoT met Raspberry Pi.

Lees ook:Beter bier brouwen met de Raspberry Pi

Wat heb je nodig voor een IoT-toepassing met de Pi? Allereerst een Raspberry Pi zelf. Het model maakt niet zoveel uit, omdat IoT-toepassingen doorgaans geen zware systeemeisen hebben. Maar de Raspberry Pi 3 is in veel gevallen het interessantst, omdat die wifi en bluetooth heeft ingebouwd, zodat je daar al geen extra adapters voor nodig hebt. Een toetsenbord en scherm heb je hoogstens tijdens de installatie nodig; daarna voert de Pi zijn taak uit zonder rechtstreekse gebruikersinteractie.

Afhankelijk van je toepassing heb je daarnaast sensoren nodig. Die zijn er in alle soorten: temperatuursensoren, vochtsensoren, lichtsensoren, aanwezigheidsdetectoren, enzovoort. Meestal sluit je een sensor samen met een weerstand aan.

Breadboard

Een voorlopige opstelling doe je doorgaans met een breadboardje, die je in bovenstaande afbeelding zien. Dit is een bordje met gaatjes waarin je eenvoudig de benodigde elektronische componenten zoals de sensoren en weerstanden prikt. Verbindingen maak je met jumperdraden, die eveneens in de gaatjes passen en ook in de gpio-pinnen van je Raspberry Pi. Zo verbind je de Raspberry Pi met de componenten op je breadboardje en laat je het computertje de sensoren uitlezen.

Voor een definitieve opstelling werk je vaak met een eigen printplaatje (pcb), waarop je de componenten soldeert. Bij een breadboardje met jumperdraden komen de componenten immers wel eens los door schokken. Maar dat zou ons hier te ver voeren. In de praktijk kun je gerust ook een opstelling met breadboardje definitief gebruiken als de omstandigheden niet al te ruw zijn, maar wees je dan ervan bewust dat het minder betrouwbaar is.

De Pi gaat uiteraard in een kastje, en voor buitentoepassingen plaats je het best je volledige opstelling inclusief breadboardje in een waterdichte behuizing. Gebruik je geen wifi voor het netwerk, dan moet je ook een netwerkkabel aansluiten. En de voeding krijgt de Pi van een voedingsadapter.

Besturingssysteem op Raspberry Pi zetten

Naast de hardware heb je natuurlijk ook nog software nodig. Het fundament aan de softwarekant vormt het besturingssysteem, dat onder andere de communicatie tussen je IoT-toepassingen en de hardware van je Raspberry Pi mogelijk maakt.

Het standaard besturingssysteem voor de Raspberry Pi is Raspbian. Dit is een speciaal voor de Pi aangepaste versie van de Linux-distributie Debian. Raspbian geeft je de meeste flexibiliteit. Je kunt hier allerlei software op installeren (je hebt de keuze uit tienduizenden pakketten), je kunt het als server of desktop inzetten en uiteraard kun je ook IoT-toepassingen op Raspbian ontwikkelen, bijvoorbeeld met myDevices Cayenne of Node-RED.

Dan zijn er nog besturingssystemen voor de Raspberry Pi die speciaal voor het Internet of Things zijn gebouwd. De bekendste voorbeelden hebben ondersteuning door bedrijven: Ubuntu Core door Canonical en Windows 10 IoT Core door Microsoft. Zij zijn vooral ontworpen voor bedrijven die hun eigen IoT-producten willen ontwikkelen, maar ook voor hobbyisten zijn deze besturingssystemen interessant.

Welk besturingssysteem je ook kiest, de eerste stap van de installatie verloopt altijd hetzelfde: je downloadt een image-bestand van het besturingssysteem. Let er op dat je een image voor (de juiste versie van) de Raspberry Pi kiest.

Installeren

Steek daarna een micro-sd-kaart in de kaartlezer van je computer. Als je de micro-sd-kaart ooit al gebruikt hebt, kun je die het beste eerst formatteren. Doe dat met het programma SD Formatter, dat je op de website van de SD Association downloadt. Installeer SD Formatter en start het programma, selecteer de schijfletter van je micro-sd-kaart en klik op Format.

Start daarna het programma Win32DiskImager. Kies de schijfletter van je micro-sd-kaart, selecteer het img-bestand van het gekozen besturingssysteem en klik op Write om het besturingssysteem naar je kaartje te schrijven.

Let op: zowel SD Formatter als Win32DiskImager wissen de bestaande inhoud van het micro-sd-kaartje! Gebruik dus alleen een kaartje waar geen data meer op staan die je nodig hebt, en controleer dubbel of je de juiste schijfletter kiest voordat je op Write klikt.

©PXimport

Steek daarna de micro-sd-kaart met het besturingssysteem in je Pi, sluit eventueel een toetsenbord en muis aan via usb en een beeldscherm via hdmi. Indien gewenst sluit je ook een ethernetkabel aan. Ten slotte verbind je de voedingskabel met de Pi, waarna de Pi je besturingssysteem start. Wat volgt hangt af van het besturingssysteem dat op je micro-sd-kaartje staat.

Bij de eerste start is er soms nog wat configuratie nodig, waarvoor je toetsenbord en beeldscherm van pas komen, bijvoorbeeld als je het ip-adres van je Pi niet kent. Maar daarna zijn toetsenbord en beeldscherm niet meer nodig, omdat je IoT-toepassing zijn communicatie toch via internet doet en vaak een webinterface heeft.

In plaats van rechtstreeks het gewenste besturingssysteem te downloaden, kun je er ook voor kiezen om het image van NOOBS (New Out Of the Box Software) te downloaden. Dit installatieprogramma geeft je de mogelijkheid om allerlei besturingssystemen vanuit een grafisch menu te installeren, onder andere Raspbian en Windows 10 IoT Core. Dat kan interessant zijn als je vaak een nieuw besturingssysteem op je Pi wilt installeren, maar wij verkiezen toch de systematische aanpak.

Binnenkort leggen we uit wat je vervolgens allemaal met je Raspberry Pi kunt doen op IoT-gebied.

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.