ID.nl logo
Zo maak je je eigen pollenalarm
© Reshift Digital
Zekerheid & gemak

Zo maak je je eigen pollenalarm

Online zijn prima hooikoortsvoorspellers te vinden die zijn gebaseerd op factoren zoals temperatuur, wind en neerslag. Deze pollenradars houden echter geen rekening met de plantensoort, terwijl een allergie juist vaak bij specifieke soorten optreedt. Wij bouwen een pollenalarm dat alleen waarschuwt voor stuifmeel van door jou gekozen planten in een bepaalde hoeveelheid.

Boodschappenlijstje

Bijvoorbeeld bij Martoparts.nl 1 NodeMCU-module (€ 10,-) Bijvoorbeeld bij Conrad.nl 1 Trekontlasting M10 (€ 1,-) 1 Printplaatje 80 × 50 mm (€ 3,30) 1 Kunststof behuizing 85 × 56 × 39 mm (€ 4,25) 1 Schroefterminal 2-polig (€ 0,20) 1 Netadapter 5 V, 1 A (€ 6,-) 1 Rode led (€ 0,10) 1 Groene led (€ 0,10) 2 Weerstanden 100 ohm (€ 0,10) Overige benodigdheden: soldeerbout en soldeertin, zijkniptang, schroevendraaier, boormachine, vijl, secondelijm, enkelpolig snoer (30 cm), multimeter (optioneel). Totale kosten: ca. € 24,75

Tijdens de afgelopen ‘winter’ hadden veel hooikoortspatiënten al klachten. Wie allergisch is voor pollen van de els of de hazelaar kreeg het dit jaar ongekend vroeg te verduren en het lijkt erop dat we zullen moeten wennen aan het hele jaar bloeiende planten, bomen en grassen. Gelukkig zijn de meeste mensen met een pollenallergie slechts aan de beurt gedurende de tijd dat een specifieke soort bloeit. Een pollenalarm heeft dan ook alleen zin als deze daar rekening mee houdt.

Het begint natuurlijk met betrouwbare data, die zijn verkregen uit de detectie van pollen. Onze bron is het Leids Universitair Medisch Centrum, waarvan de afdeling Longziekten wekelijks luchtmonsters analyseert. Dat is ambachtelijk handwerk: de luchtmonsters bestaan uit zeven stroken plakband (één voor elke weekdag) die onder de microscoop worden onderzocht! De resultaten van de wekelijkse telling worden gepubliceerd op de website van het LUMC.

Uiteraard is die telling plaatsgebonden en de hoeveelheid gedetecteerde stuifmeelkorrels in Leiden kan sterk afwijken van die in Limburg, om maar iets te noemen. Toch geeft het een goede indicatie en door wat te experimenteren met de hoeveelheden zijn de gegevens ook bruikbaar voor andere plaatsen. We gebruiken de getallen uit de tabel om te bepalen of er een plant boven een bepaalde norm uitkomt. Als dat zo is, brandt er een rode led en wordt er per mail een waarschuwing gestuurd. Komt de waarde weer onder de norm, dan dooft de rode led en volgt een e-mail met de mededeling dat de waarschuwing is ingetrokken.

©PXimport

Hardware

Qua hardware en behuizing blinkt dit project uit in eenvoud. Er is een netadapter nodig, een compacte behuizing en een trekontlasting, een NodeMCU-module, twee leds, twee weerstanden en een printplaatje om de boel op te solderen. Dit is dan ook een zeer geschikte schakeling voor wie net met solderen begint.

De groene led geeft aan dat het systeem operationeel is en in staat is om de data op te halen van de bron; de rode led brandt bij overschrijding van de ingestelde pollennorm voor de geselecteerde planten. De schakeling wordt gevoed door een eenvoudige netadapter van 5 volt, minimaal 1 ampère. Dat kan er ook één met usb-aansluiting zijn, in dat geval heb je nog wel een passende usb-kabel nodig. Het geheel is ondergebracht in een compacte kunststof behuizing, waarvoor je vanzelfsprekend ook zelf iets kunt maken of hergebruiken. De trekontlasting ten slotte voorkomt dat de voedingskabel wordt losgetrokken als er onbedoeld kracht op komt te staan.

©PXimport

Ontwikkelomgeving installeren

De ESP-module is het gemakkelijkst te programmeren met de Arduino-ontwikkelomgeving (IDE). Deze kun je hier downloaden. Omdat deze IDE niet primair voor deze module is bedoeld, zul je nog wat extra benodigde onderdelen moeten installeren. Klik daarvoor op Bestand / Voorkeuren en voer op het tabblad Instellingen bij Additionele Board Beheer URLs de url http://arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266com_index.json in. Kies nu Hulpmiddelen / Board: / Board Beheer… en typ esp. Let nu goed op: installeer versie 2.4.2 voor de mailversie van het programma, vanwege incompatibiliteit van de bibliotheek sendemail.h met nieuwere versies. Voor de versie zonder mail kies je de nieuwste versie. Selecteer de module via Hulpmiddelen / Board / NodeMCU 1.0 (ESP-12E Module). Sluit de ESP-module aan via een usb-kabel en selecteer in Arduino IDE de juiste poort (Hulpmiddelen / Poort, kies de com-poort met het hoogste nummer). Als alles goed is gegaan, is je opstelling nu klaar om met programmeren te beginnen.

©PXimport

Aanpassen code

Het kant-en-klare programma kun je hier downloaden. Daar staan zelfs twee varianten: voor wie genoeg heeft aan de waarschuwingsled en het niet nodig vindt om een mailtje te ontvangen is er een uitgeklede versie beschikbaar. Dat scheelt in de configuratie bespaart je de moeite van het aanmaken van een account bij een mailprovider. Download het bestand Pollen.zip en pak het uit naar een willekeurige map. Open het bestand pollen.ino voor de versie zonder mail, of pollenmail.ino voor de versie mét mailfunctie (door op het bestand te dubbelklikken, opent het automatisch in Arduino IDE, zie ook kader ‘Ontwikkelomgeving installeren’). De uitleg hieronder gaat uit van de mailvariant, aangezien dat logischerwijs de versie is waar het meest over is te vertellen.

Vul bij ssid en password respectievelijk de naam en het wachtwoord van je draadloze netwerk in. Open https://sec.lumc.nl/pollenwebextern in een browser en bepaal de regelnummers van de planten die je in de gaten wilt houden. De eerste regel met kolomnamen telt niet mee, dus de Hazelaar is regel 1, de Els is regel 2 enzovoort. In de voorbeeldcode staan de waarden voor de meest beruchte planten. Handiger is om die te vervangen door de soorten die je in de gaten wilt houden. Vul in de code bij flora[] de corresponderende regelnummers van de tabel in, gescheiden door komma’s en bij drempel[] voor elke plant de waarde. Het bepalen daarvan is een kwestie van experimenteren: bij 0 resulteert elke stuifmeelkorrel van een bepaalde plant in een alarm en bij 100 is er een behoorlijke drempel. Als je zeer allergisch bent voor het stuifmeel van de els en in mindere mate voor dat van de berk, zet je bij flora[] de waarden {2, 8} en bij drempel[] bijvoorbeeld de waarden {0, 20}. Zorg ervoor dat het aantal getallen in beide rijen gelijk is.

Download een van de twee kant-en-klare programma’s vanaf pcmweb.nl

-

Mailaccount instellen

Voor het versturen van mail heb je een mailserver nodig. Die zou je kunnen installeren op de module, maar daarmee loop je vrijwel zeker tegen problemen aan. Spamfilters wantrouwen mail van onbekende bronnen en berichten die rechtstreeks vanaf de module zijn verstuurd, zullen bij de meeste ontvangers niet aankomen. Dit probleem is te omzeilen door (gratis) gebruik te maken van een provider, zoals Mailjet.

Ga naar www.mailjet.com en maak een nieuw account aan door te klikken op Sign up for free. Om je nieuwe account te kunnen gebruiken, moet je je mailadres bevestigen door te klikken op de knop of op de link in de bevestigingsmail.

Log in bij Mailjet en klik bovenaan op Transactional / SMTP. Onder Credentials zie je Username en Password, beide zijn nodig in je programma. Neem de tekenreeks onder User over bij server_login op de plek van USERNAME (tussen de dubbele aanhalingstekens). De tekenreeks onder Password komt op de regel bij server_password op de plek van PASSWORD. De smtp-server (in-v3.mailjet.com) en het poortnummer (587) zijn al ingevuld. Vul op de plaats van AFZENDER@DOMEIN.NL het mailadres in dat je gebruikt voor je Mailjet-account.

Het versturen van mail kan ook via Gmail. Om de smtp-server te kunnen gebruiken, zul je de accountbeveiliging moeten verlagen. Klik op het pictogram van je account en dan op Je Google-account beheren / Beveiliging en schakel Toegang door minder veilige apps in. In het programma gebruik je je eigen afzenderadres en bijbehorend wachtwoord, smtp.gmail.com bij server_host en poort 465 bij server_port.

©PXimport

Toelichting code

De code begint met het insluiten van twee bibliotheken: ESP8266WiFi.h en sendemail.h. De eerste handelt de verbinding met het draadloze netwerk af en verzorgt het webverkeer. Dankzij dit programma is de module met enkele regels code met het netwerk te verbinden en als webclient te gebruiken. De tweede bibliotheek regelt de verbinding met de mailserver, waardoor het programma berichten kan versturen.

We declareren enkele constanten en variabelen, waarvan de belangrijkste in bovenstaande alinea’s al zijn besproken. In Verwerken van de gegevens worden de leds uitgezet en maakt de module verbinding met de wifi. Als dat is gelukt, gaat de groene led aan.

Verwerken van de gegevens

De functie getinfo() vormt het hart van het programma. Hier wordt de webpagina met de tabel opgehaald en geanalyseerd. De variabele pollenalarm krijgt de waarde onwaar en i krijgt de waarde 0. Zolang pollenalarm onwaar is, wordt de webpagina regel voor regel gelezen en per keer wordt gekeken of tekenreeks pollen-totaal daarin voorkomt. Dat is de laatste kolom van de tabel, waarin alle stuifmeelkorrels van een plant staan die de afgelopen week zijn geteld. Variabele i wordt met één verhoogd en heeft nu de waarde 1. Deze lus doorloopt de rijen van de tabel. Variabele j wordt gedeclareerd en krijgt waarde 0. Dit is onderdeel van een tweede lus waarmee alle elementen uit flora[] en drempel[] worden afgelopen.

Nu worden de elementen uit de rij flora[] één voor één vergeleken met i om te bepalen om welke planten het gaat. Daarbij staat flora[0] voor het eerste element uit de rij, dus als daar 1 staat (Hazelaar in de tabel) is in dit voorbeeld aan alle voorwaarden voldaan. Dan wordt de volgende regel gelezen, die de aantallen bevat. De functie toInt() dient om spaties en andere rommel te filteren, er blijft slechts een geheel getal over dat wordt toegewezen aan de variabele pollen. Als dat getal hoger is dan de corresponderende waarde in de rij drempel[] (in dit geval dus de eerste waarde in die rij), wordt pollenalarm waar en stopt de functie. Zo niet, dan wordt j met één verhoogd en worden de volgende elementen uit flora[] en drempel[] vergeleken met i totdat er niet meer elementen zijn. Dan wordt i met één verhoogd en worden de volgende rijen uit de tabel gelezen. Is de hele tabel verwerkt, dan krijgt de variabele data binnen de status waar en gaat de groene led aan.

Alarm of niet?

De functies alarm() en geenalarm() dienen uitsluitend om mails te versturen, de eerste doet dit bij een nieuw alarm. De functie email.send() geeft een waarde waar terug als het versturen is gelukt en een waarde onwaar als er iets is fout gegaan. De gebruikte constructie test daarop en geeft de variabele alarmverzonden de status waar. Als het alarm is opgeheven, wordt de functie geenalarm() op dezelfde manier uitgevoerd. Als deze met succes is uitgevoerd, krijgt alarmverzonden de status onwaar. Hierdoor wordt uitsluitend een mailtje verzonden als de status verandert, ongeacht hoe vaak deze functie wordt uitgevoerd.

Ieder uur even kijken

Na het uitvoeren van getinfo() kijkt deze functie naar de variabelen pollenalarm, databinnen en alarmverzonden. Zijn de eerste twee waar, dan is er alarm. De rode led gaat aan en als dat nog niet is gedaan wordt een alarmmail verzonden. Hierna volgt een pauze van een uur. Heeft databinnen de waarde waar en pollenalarm de waarde onwaar, dan is er geen alarm en gaat de rode led uit. Heeft alarmverzonden de waarde waar (er is een alarmmail verstuurd), dan volgt een mailtje over het opheffen van het alarm en krijg alarmverzonden de status onwaar. Ook nu volgt een pauze van een uur. Heeft databinnen de status onwaar, dan is er iets misgegaan bij het ophalen van de data. De groene led dooft om aan te geven dat het systeem (tijdelijk) niet functioneert en een pauze van een uur volgt, waarna loop() opnieuw start.

Software uploaden en testen

Als het bestand pollen_mail.ino naar wens is aangepast in de Arduino-ontwikkelomgeving en de NodeMCU-module is aangesloten, kan het uploaden beginnen. Om te testen of het werkt, kun je tijdelijk een plant (of boom) toevoegen waarvan er op dat moment zeker pollen in de tabel staan. Open de seriële monitor met Ctrl+Shift+M en upload het programma met Ctrl+U.

Nadat het uploaden is voltooid, zie je als het goed is hoe de module eerst verbinding maakt met het draadloze netwerk en vervolgens met de webserver. Dan volgt de eerste plant, de daarvoor geldende drempelwaarde en de gemeten waarde. Daarna de waarden voor de volgende planten. Overschrijdt een van de meetwaarden de voor die plant ingestelde drempel, dan verschijnt de melding Pollenalarm!, gevolgd door Mail met pollenalarm verstuurd. Blijven alle waarden onder de ingestelde drempels, dan zie je alleen Geen pollenalarm. Werkt het tot nu toe allemaal? Dan kun je de module loskoppelen.

Om te testen kun je tijdelijk een plant toevoegen waarvan er pollen in de tabel staan

-

Voorbereiding

Boor om te beginnen drie gaten in de behuizing: twee van 5 millimeter voor de leds en een van 10 millimeter voor de trekontlasting. Kleiner kan ook, met een vijl maak je dan het gat op maat. Monteer de trekontlasting en controleer of de leds passen. Lijm ze met secondelijm vast in de behuizing. Soldeer ook alvast de snoertjes aan de leds, zodat je die straks aan de printplaat kunt solderen.

©PXimport

Bouwen van de schakeling

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

Door de componenten slim te plaatsen, zijn ze onderling te verbinden met soldeer. Houd er rekening mee dat (afhankelijk van de baantjes op de printplaat) de module dwars in de behuizing kan komen te zitten en er is dan maar weinig marge! Plaats daarom eerst de module op de printplaat en kijk of het in de behuizing gaat passen voor je verdergaat. Fixeer dan de module door aan de onderkant de pinnen op elke hoek een stukje naar buiten te buigen, bijvoorbeeld met het platte uiteinde van een schroevendraaier. Plaats daarna de weerstanden in de buurt van de pinnen D5 en D6 en tot slot de schroefterminal aan de andere kant van de module. In het voorbeeld heeft deze vier aansluitingen, maar er zijn er slechts twee nodig. Ook de weerstanden en de schroefterminal blijven het best op hun plek zitten als je de pootjes een stukje ombuigt. Knip nu met een kniptang alle pootjes (ook die van de module) af op een lengte van ongeveer twee millimeter en soldeer de te verbinden onderdelen en pinnen aan elkaar. Soldeer ook de vier hoekpinnen van de module, waarvan er overigens slechts één wordt verbonden met de schroefterminal. Zie voor tips over solderen deze uitgebreide handleiding.

©PXimport

Aansluiten

De afwerking is nu eenvoudiger dan ooit, want dankzij de kant-en-klare behuizing zit alles al op z’n plek. Wat rest is het aansluiten van de netadapter en de leds. Knip om te beginnen de ronde stekker van de kabel af. Gebruik je een usb-netadapter, dan knip je van de usb-kabel de micro-usb-connector af. Strip de afzonderlijke draadjes over een lengte van ongeveer een halve centimeter en vertin de uiteinden. Als je een multimeter hebt, kun je de polariteit (plus en min) van de aansluitingen controleren. Heb je die niet, dan kun je kijken of er een opdruk op (een van) de draden staat. Een andere mogelijkheid is het aansluiten van een led met aan één van de pootjes een weerstand van 220 ohm. Sluit een van de adapterdraadjes aan op de weerstand en het andere draadje op het vrije pootje van de led. Het draadje dat is verbonden met het lange pootje van de led, is de plus. Markeer deze draad. Steek de vertinde uiteinden van buitenaf door de trekontlasting en zet ze vast in de schroefterminal op de printplaat, waarbij de plusdraad op VIN komt en de mindraad op GND.

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

©PXimport

Ingebruikname

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

Bij overschrijding van de in de code opgegeven pollennorm, gaat ook de rode led aan en ontvang je de waarschuwingsmail. Hoewel het programma elk uur de gegevens ophaalt, is het goed om te beseffen dat deze vooralsnog slechts eenmaal per week (op dinsdagmiddag) worden ververst door het LUMC. De status blijft op de andere dagen ongewijzigd, dit is helaas niet anders. Het is alleen al daarom zeker aan te bevelen om de drempel niet te hoog te maken, zodat je tijdig een waarschuwing krijgt.

Nu maar hopen op een pollenarm jaar met weinig mailtjes!

©PXimport

▼ Volgende artikel
Review Arlo Essential 3 2K-Pan-Tilt-Zoom – eerder basaal dan essentieel
© Wesley Akkerman
Zekerheid & gemak

Review Arlo Essential 3 2K-Pan-Tilt-Zoom – eerder basaal dan essentieel

Arlo is geen onbekende naam op de markt voor beveiligingscamera's. Met de Essential 3-lijn wil het bedrijf beveiligingscamera's uitbrengen die voldoen aan allerlei (kwaliteits)eisen, voor een zo laag mogelijk bedrag. Lukt dat met de Arlo Essential 3 2K-Pan-Tilt-Zoom?

Goed
Conclusie

Ondanks dat we onder de indruk zijn van de hardware-kwaliteiten van de Arlo Essential 3 2K-Pan-Tilt-Zoom zijn we toch minder geneigd het systeem direct aan te bevelen. Zeker wanneer je meer uit het systeem wilt halen, moet je bereid zijn dieper in de buidel te tasten. Met een Eufycam S4 ben je aanvankelijk meer kwijt bij de aanschaf, maar daar kun je op de langere termijn veel geld besparen – daar zitten essentiële functies namelijk niet achter een betaalmuur.

Plus- en minpunten
  • Prima beeld- en audiokwaliteit
  • Automatisch volgsysteem
  • Pannen, zoomen en tilten werken goed
  • Aansluiten zo gedaan
  • Overzichtelijke app
  • Beeld buiten kan ruis vertonen
  • Essentiële functies zitten achter betaalmuur
  • Geen lokale opslagmogelijkheid

De Arlo Essential 3 2K-Pan-Tilt-Zoom-beveiligingscamera voor buiten en binnen heeft een prijskaartje van 199,99 euro voor een set van twee camera's. Een enkele camera kost 149,99 euro. Dat is 150 euro minder dan de uitstekende buitencamera die we onlangs van Eufy getest hebben. Op het eerste gezicht biedt het systeem twee slimme onderdelen aan, namelijk een Early Warning System (dat dreiging kan spotten voordat het uit de hand loopt) en een handig ontwerp dat privacy hoog in het vaandel heeft.

Handig ontwerp, onhandige kabel

Om met dat laatste te beginnen: de binnenlens draait automatisch omlaag als de camera uit staat. Een kleiner sluiter had ook gekund, maar dit past perfect bij het karakter. In de actieve modus volgt de camera beweging stil en accuraat. Maar als je wil, kun je alles ook handmatig volgen via een optie binnen de app. Verder is deze camera uitgerust met een handige led-lamp en een sirene.

©Wesley Akkerman

Het grootste nadeel aan het ontwerp is dat de Arlo Essential 3 2K-Pan-Tilt-Zoom altijd een stroomkabel nodig heeft. Er zit géén accu in de beveiligingscamera. Aangezien het de bedoeling is dat je dit model aan een plafond of muur bevestigt, moet je dus rekening houden met kabelmanagement. Bovendien is er geen lokale opslagmogelijkheden aanwezig. Als je beelden voor later wilt bewaren, dan moet je een abonnement bij Arlo afnemen.

Duidelijke app, soms feed met ruis

De Arlo-app hebben we al we vaker geprezen om zijn heldere interface en handige functies, zoals inloggen met je vingerafdruk – en daar is niets aan veranderd. De 2k-videofeed is scherp en kleurrijk, maar heeft soms ook last van wat ruis wanneer je de camera buiten ophangt. De app biedt verder veel instellingen: van objectdetectie en privacyzones tot routines en vaste pan/tilt-posities. Mocht dit je eerste pan/tilt-camera zijn, houd dan wel rekening met een (korte) leercurve.

©Wesley Akkerman

Heel fijn aan de Arlo Essential 3 2K-Pan-Tilt-Zoom is dat je nachtzicht in kleur hebt. Daardoor zie je duidelijker wat er in je directe omgeving gebeurt dan wanneer je alleen naar grijstinten kijkt. De twee-weg audio is duidelijk en goed verstaanbaar. Je voorkomt een audio-feedbackloop (een pieptoon) door je telefoon niet vlak naast de camera te houden terwijl je spreekt. In de praktijk merk je daar weinig van, omdat je deze functie meestal gebruikt wanneer je niet thuis bent.

Arlo Intelligence

Arlo verbetert zijn software met Arlo Intelligence (kortweg: AI), dat unieke features toevoegt die vaak nog in bèta zijn. Een voorbeeld is de ingebouwde herkenning van vlammen, die sneller kan reageren dan een traditionele rookmelder. Een andere AI-functie maakt gedetailleerde samenvattingen van gebeurtenissen. Deze (nog in bèta) beschrijven veel preciezer wat er gebeurt: bijvoorbeeld dat een pakket wordt verplaatst, in plaats van alleen een algemene bewegingsmelding.

De meest essentiële functies zitten echter achter een betaalmuur. Zonder Arlo-abonnement mis je veel. Voor belangrijke features zoals video-opnames (zelfs van incidenten), automatische noodhulp en het instellen van specifieke activiteitenzones moet je namelijk maandelijks betalen.
Ja, de camera is functioneel zonder abonnement - maar voelt zonder abonnement wel erg kaal aan. Zo mis je zelfs basale opnamemogelijkheden, vanwege het gebrek aan SD-kaartondersteuning.

©Wesley Akkerman

We willen best begrijpen dat je voor een aantal functies moet betalen, omdat Arlo ook zijn eigen systemen moet trainen en onderhouden. Maar beelden zelf kunnen opslaan, zonder maandelijkse of jaarlijkse kosten, zien we toch echt als een basisfunctie. Nu is 5,99 euro per maand of 59,90 euro per jaar nog te overzien voor een enkele camera. Maar als je meer Arlo-producten gebruikt, dan kunnen de kosten al snel hoog oplopen (respectievelijk 12,99 of 129,90 euro).

Arlo Essential 3 2K-Pan-Tilt-Zoom kopen?

Ondanks dat we onder de indruk zijn van de hardware-kwaliteiten van de Arlo Essential 3 2K-Pan-Tilt-Zoom zijn we toch minder geneigd het systeem direct aan te bevelen. Zeker wanneer je meer uit het systeem wilt halen, moet je bereid zijn dieper in de buidel te tasten. Met een Eufycam S4 ben je aanvankelijk meer kwijt bij de aanschaf, maar daar kun je op de langere termijn veel geld besparen – daar zitten essentiële functies namelijk niet achter een betaalmuur.

▼ Volgende artikel
Luisterend oor: beter horen dankzij slimmere technieken
Huis

Luisterend oor: beter horen dankzij slimmere technieken

Na de telefoon en het horloge is nu het gehoorapparaat aan de beurt om te veranderen in een altijd-online slim apparaat. En daarbij gaat deze kleinste aller wearables, dankzij AI, neurale netwerken en de allernieuwste bluetoothvariant er meteen vol in. Van verguisd medisch hulpmiddel tot een soms noodzakelijke, maar ook steeds handiger gadget. Dat ook Apple zich nu in deze markt begeeft, zegt immers wel iets.

Een miljoen Nederlanders leven met slechthorendheid. Het hindert ze bij het luisteren naar muziek, het kijken naar de televisie en vooral bij de communicatie met anderen. Omdat slechthorendheid niet tot nauwelijks te herstellen is, blijft er weinig anders over dan het ondersteunen van het gehoor via een gehoorapparaat. Goed afgesteld dempt dit het omgevingsgeluid en versterkt belangrijke signalen zoals stemmen van andere mensen in een gesprek. Gehoorapparaten en draadloze oordopjes lijken op het eerste gezicht twee totaal verschillende producten: het een medisch hulpmiddel, het ander een gadget voor muziek, bellen en entertainment. Toch is deze scheidslijn de afgelopen jaren snel vervaagd. 

Een neuraal netwerk in het oor

Gehoorapparaten en draadloze oordopjes maken gebruik van vergelijkbare en vaak zelfs dezelfde technologieën: krachtige microfoons, digitale signaalverwerking, draadloze verbindingen en zelfs neurale netwerken en kunstmatige intelligentie. Moderne gehoorapparaten kunnen telefoongesprekken en muziek streamen, omgevingsgeluid filteren en zich automatisch aanpassen aan verschillende luisteromstandigheden: allemaal functies die ooit waren voorbehouden aan high-end audioapparatuur en premium headsets.

Tegelijkertijd hebben oordopjes functies gekregen als transparantiemodus, spraakversterking en gepersonaliseerd luisteren: technieken die rechtstreeks uit de gehoortechnologie komen. Volgens Apple zijn de AirPods Pro 2 daarom ook geschikt om als gehoorapparaat te worden gebruikt voor iedereen boven de 18 jaar met licht tot matig gehoorverlies. En ook Jabra, Sennheiser en Sony bieden soortgelijke oplossingen.

Wat is slechthorendheid?

Slechthorendheid wil zeggen dat iemand minder hoort dan gemiddeld. Het menselijk gehoor bestrijkt het geluidsspectrum van grofweg 20 Hz tot 20 kHz (20.000 Hz). De hoge tonen (richting de 20 kHz) verliest ieder mens al op jonge leeftijd, zoals ook bij eigenlijk iedereen het gehoor over de rest van het spectrum bij stijgende leeftijd achteruitgaat. Slechthorenden hebben boven-standaard verlies van het hoorvermogen op het hele spectrum of, en dat komt vaker voor, delen van het spectrum. Dit verlies kan aan één of aan beide oren zijn, en is zelden aan beide oren gelijk. De mate waarin gehoorverlies moet worden gecompenseerd verschilt dus per oor en verandert ook nog eens met de tijd. 

OTC of conventioneel

Wie via de conventionele route een gehoorapparaat koopt, doet dat veelal via een audicien of audioloog. De gehoorspecialist meet het gehoorverlies en stelt een oplossing op maat voor. Vaak zal dit een gehoorapparaat zijn, specifiek afgestemd op de persoonlijke situatie. Voor iedereen met licht tot matig gehoorverlies is er een alternatief: het OTC-gehoorapparaat. OTC staat voor over-the-counter, oftewel: vrij verkrijgbaar, zonder tussenkomst van een specialist. Vergelijk het met een leesbril die je bij de drogist koopt. Deze apparaten zijn doorgaans goedkoper en direct aan te schaffen: snel, simpel en zonder afspraak. Maar er zijn ook nadelen. OTC-apparaten bieden geen maatwerk, hebben minder instelmogelijkheden en de geluidskwaliteit is doorgaans minder dan bij een professioneel afgesteld apparaat. Ook zijn ze meestal niet medisch gecertificeerd en worden ze niet vergoed door de zorgverzekering.

OTC-gehoorapparaten hoeven er niet uit te zien als oordopjes. Deze zijn van Jabra, helaas niet beschikbaar in Nederland.

Cross-over van headsets en oordoppen

Is voor consumenten een gehoorapparaat iets totaal anders dan een set draadloze oordopjes, fabrikanten zien al heel lang hoe nauw deze productgroepen met elkaar verbonden zijn. Merken als Sony, Apple, Sennheiser en Jabra gebruiken hun kennis van headsets en oordoppen om een positie op de markt voor gehoorapparaten te krijgen. Andere merken, zoals Sonova, WS Audiologie, Dermant, GN, Starkey en Amplifon zijn daarin al decennia actief. Ze zijn door hun specialistische producten minder bekend, maar soms toch dichterbij dan menigeen denkt. Jabra en de SteelSeries-gamingproducten, waaronder headsets, zijn eigendom van GN. Sennheiser is eigendom van Sonova, de wereldmarktleider bij gehoorapparaten. En ondanks dat het zelf veel geluidskennis in huis heeft, werkt Sony nauw samen met WS Audiologie.

Een online gehoortest als onderdeel van een OTC-gehooradvies van Sonova-dochter Sennheiser (product niet beschikbaar in Nederland).

Apple AirPods Pro 2 als gehoorapparaat

Wie op de Apple-site de AirPods Pro 2 bekijkt, leest als snel van alles over gebruik van de oordopjes als gehoorapparaat. De basis hiervoor is de ruisonderdrukking van de AirPods Pro 2 en de mogelijkheid om met die oortjes zelf een gehoortest uit te voeren. Zo’n test bepaalt de mate van gehoorverlies en is de basis voor de afstelling van een gehoorapparaat. Doorgaans gebeurt dit door een audicien of in een audiologisch centrum, maar de AirPods Pro 2 kunnen het dus ook.

Met een iPhone en een set AirPods Pro 2 kan iedereen in enkele stappen zijn gehoor testen.

De manier van testen is ook niet heel anders. In combinatie met iPhone of iPad laat de AirPods Pro 2 een reeks tonen horen op verschillende frequenties en volumes. Door telkens wanneer je een geluid hoort op het scherm van de telefoon of tablet te klikken, leert de app welke geluiden wel en niet worden waargenomen en op welk volume.

De test wordt voor het linker- en rechteroor apart doorlopen om de gehoorschade per oor te meten. Vervolgens wordt een persoonlijk profiel gemaakt, waarbij toonhoogtes die niet of minder goed gehoord worden, voortaan versterkt worden afgespeeld. Volgens Apple is de meting goed genoeg, maar komt een audiogram van een hoorzorgprofessional mogelijk beter overeen met het actuele gehoorvermogen. Heb je zo’n audiogram, dan is het ook mogelijk die in te laden en te gebruiken voor het persoonlijk profiel.

Het audiogram van de gehoortest met een iPhone en twee AirPods Pro 2 wordt door Apple in de Gezondheidsapp bewaard.

Een audiogram lezen

Een audiogram is de grafische weergave van iemands gehoor. Het wordt gebruikt om de mate van gehoorverlies weer te geven. Een audiogram heeft twee assen, op de verticale staat de toonsterkte in decibel (dB), op de horizontale de toonfreguentie/toonhoogte in hertz (Hz). De punten in de audiogram laten zien wat iemand nog hoort (de gehoordrempel). Een audiogram bestaat altijd uit een curve voor het rechter- en een voor het linkeroor. In het algemeen geldt dat hoe hoger de lijnen in het audiogram zijn, hoe beter het is.

Een professioneel audiogram zoals deze gemaakt bij Sonova bevat veel details en kijkt ook naar horen in een lawaaiige omgeving, spraak en telefoneren.

Luister je wel?

Met de ruisbeheersing (zoals Apple het noemt) ingesteld op Transparantie, functioneren de AirPods Pro 2-oordopjes als gehoorapparaat. Ze filteren wat zij denken dat ongewenst geluid is en versterken wat op basis van de meting versterkt moet worden. Gesprekken een-op-een en in kleine groepen zijn duidelijk beter verstaanbaar, in grote groepen en lawaaiige omgevingen zoals een restaurant schieten de AirPods Pro 2 nog tekort.

Volume, balans en toon van het geluid kunnen via de app worden aangepast en ook zijn er instellingen om het volume van media aan te passen aan het omgevingsgeluid of wanneer een gesprek wordt gestart. Een echte fijnmazige equalizer ontbreekt en het lukt ook niet het geluid van de Microsoft Natural Keyboard Pro (het favoriete toetsenbord van de auteur van dit artikel) dat door de AirPods Pro 2 onwerkbaar hard versterkt wordt, te temmen zonder de werking als gehoorapparaat teniet te doen.

In de Transparantie-modus functioneren de AirPods Pro 2 als gehoorapparaat.

Zichtbaarheid

Een beperking om de AirPods Pro 2 als gehoorapparaat te gebruiken is de accuduur. Met zes uur bij onafgebroken gebruik kom je een werkdag niet door. De grootste drempel is de vormgeving. De AirPods Pro 2 zijn relatief groot, opvallend wit en zeer zichtbaar. Iedereen weet bovendien dat ze gemaakt zijn om naar muziek of andere media te luisteren en mensen vermoeden dan ook dat je dat doet. Iedereen met wie je praat, zal vermoeden of denken dat je juist geen contact wilt. Men wil je niet storen bij wat men denkt dat je doet. Uitleggen dat je de oortjes gebruikt om deel te nemen aan het gesprek helpt, maar is niet altijd voldoende.

De AirPods Pro 2 zijn nadrukkelijk zichtbaar en wekken daarmee de indruk dat iemand andere dingen doet of wil doen dan deelnemen aan een gesprek.

Een audiogram maken zonder Apple

Benieuwd naar de kwaliteit van het eigen gehoor, maar niet in het bezit van een stel AirPods Pro 2? Met een iPhone en de Mimi-app is het mogelijk ook met andere oortjes de gehoorkwaliteit te meten. De app werkt het best met oortjes van Beats, Bose, JBL, Nothing, Samsung, Skullcandy en Sony. Met een andere headset of oordoppen werkt de test ook, maar is de meting minder betrouwbaar.

Ook voor Android zijn er apps om een gehoormeting te doen, zoals Gehoortest en Hearing Test. Samsung heeft geen eigen gehoortest-app en ook geen roadmap voor draadloze oortjes die als gehoorapparaat te gebruiken zijn, zo laat het bedrijf ons weten.

De Mimi-app ondersteunt ook andere oortjes dan alleen de AirPods Pro 2 om een gehoortest uit te voeren. 

Conventionele gehoorapparaten

Gehoorapparaten zijn er in verschillende modellen, maar bijna allemaal klein en niet of nauwelijks zichtbaar. Ze hinderen hierdoor ook niet in de communicatie zoals de AirPods Pro 2 dat wel doen. Gehoorapparaten worden bijna uitsluitend via een audicien of audiologisch centrum gekocht waarbij de professional de hoortest doet en adviseert bij de productkeuze. Gehoorapparaten zijn echt fors duurder dan bijvoorbeeld een set AirPods Pro 2.

Een achter-het-oor gehoorapparaat zoals deze van Phonak is nauwelijks zichtbaar en daardoor niet van invloed op een gesprek.

In 2013 introduceerde GN met de ReSound LiNX een gehoorapparaat dat met een iPhone verbonden kon worden en waarmee bijvoorbeeld het volume kon worden aangepast en ook streaming mogelijk werd. De basis hiervoor was de Apple-implementatie van Bluetooth Low Energie (BLE) bekend als Made for iPhone (MFi). Het door Google ontwikkelde MFi-alternatief ASHA (Audi Streaming or Hearing Aids) werd nooit een succes. Het maakte vooral duidelijk dat er behoefte was aan een platformonafhankelijk communicatieprotocol met ondersteuning voor zowel iOS als Android zoals Sonova dat met zijn universele bluetooth-ondersteuning altijd al bood.

Made for iPhone was jarenlang de min-of-meer standaard voor het koppelen van gehoortoestellen aan een mobiel apparaat.

BLE Audio en Auracast

De toekomst van connectiviteit voor gehoorapparaten én oordopjes heten Bluetooth LE Audio en Auracast. Twee open standaarden die de efficiënte LC3-codec gebruiken voor betere geluidskwaliteit bij lager energieverbruik. Bovenop BLE Audio komt Auracast. Dit is een vorm van multi-stream audio die goed te vergelijken is met wifi. Met Auracast kunnen meerdere mensen tegelijk naar dezelfde audio luisteren, bijvoorbeeld in theaters, op vliegvelden maar ook tijdens vergaderingen. Had MFi de mogelijkheid een smartphone als remote-microfoon te gebruiken voor één persoon met gehoorverlies, met Auracast kan het dan voor meerdere gebruikers. Auracast kent nog wel enkele uitdagingen zoals een vertraging van enkele milliseconden waardoor het nu nog minder geschikt is voor scenario’s waarin beeld en geluid synchroon moeten lopen. Een aparte ontvanger die de gehoorapparaten verbindt met de tv heeft dan nog altijd voordelen.

Op dit moment is het aantal gehoorapparaten dat Bluetooth LE Audio en Auracast ondersteunt nog beperkt. GN biedt het op enkele modellen en heeft een Auracast Assistant in de smartphone-app geïntegreerd. Bij de nieuwste gehoorapparaten van Sonova is de hardware geschikt, maar is een firmware-update nodig die te activeren. Apple ondersteunt momenteel noch BLE Audio noch Auracast. Volgens PR-manager Martijn Kroonstuiver van Apple is Auracast wel een geweldige volgende stap. Onbekend is of en wanneer Apple het gaat ondersteunen.

Auracast is een multi-streamprotocol voor bluetooth-audio en laat zich goed vergelijken met hoe wifi werkt.

Maximale marktwerking, minimale inspraak

“Nergens heeft marktwerking in de zorg zulke negatieve effecten als bij hoortoestellen,” aldus de landelijke KNO-artsenvereniging. Stichting Hoormij, de belangenvereniging van mensen met gehoorproblemen, de Consumentenbond en het Zorginstituut Nederland delen deze kritiek: de koper heeft nauwelijks keuzevrijheid, ziet niet wat er beschikbaar is en krijgt zelden het hoortoestel dat hij nodig heeft. De keuze wordt vergaand bepaald door de audicien en de verzekeraar. De eerste is lang niet altijd onafhankelijk, de tweede bepaalt welke toestellen worden vergoed: maximaal 75 procent voor categorie 1 t/m 5. De beste (categorie 6) worden helemaal niet vergoed, ook niet als een specialist ze nodig vindt bijvoorbeeld vanwege werk of andere omstandigheden. De kosten die kunnen oplopen tot 6000 euro zijn dan geheel voor eigen rekening. 

AI en neurale netwerken

In de nieuwste premium modellen van bijna alle fabrikanten zit eigen hard- en software voor kunstmatige intelligentie. Neurale netwerken zijn uitermate geschikt om patronen te herkennen en worden ingezet om nog beter te begrijpen welk geluid relevant is en ook welke stemmen. Dus niet de harde prater van twee tafels verderop, maar de personen aan de eigen tafel. Het resultaat in een restaurant was met de Phonak Audéo Sphere Infinio gehoorapparaten duidelijk beter dan met de AirPods Pro 2. Ook werd het geluid van het Microsoft-toetsenbord niet versterkt.

Horen met de bril

Een bril én een gehoorapparaat laten zich vaak lastig combineren. De Franse brillenproducent EssilorLuxottica gelooft wel in de combinatie en brengt via dochtermaatschappij Nuance Audio een bril uit die als gehoorapparaat functioneert. De bril bevat aan de voorzijde zes microfoons die het geluid registreren en via twee speakers bij de oren versterkt afspelen. De bril werkt tot acht uur, is oplaadbaar en compatible met Android en iOS. Er is keuze uit twee brillenglazen, wil je die op sterkte dan moet de bril daarvoor naar de opticien. De bril is op dit moment alleen in de VS en het VK verkrijgbaar.

Het gebruik van AI kost veel rekenkracht en betekent dat de maximale gebruiksduur van dit specifieke model bijvoorbeeld teruggaat van zeventien uur zonder AI naar zes uur bij maximaal gebruik van AI. De AI afhankelijk van het omgevingsgeluid automatisch te laten in- en uitschakelen levert genoeg tijdswinst op om een werkdag door te komen. Dat kan ook met tussentijds even kort opladen. Fabrikanten wachten met smart op innovaties in batterijtechniek om behalve voor het geluid, AI ook te kunnen gebruiken voor andere innovaties zoals spraakassistenten of live-vertaling.

De DeepSonic-chip is de AI-machine in de nieuwste gehoorapparaten van Phonak.

App en data

Belangrijk bij al deze functionaliteit is de app. Apple gebruikt voor de AirPods Pro 2 vooral de Gezondheidsapp in iOS, maar voegt slimmigheidjes toe. Zo krijgen de AirPods Pro 2 een prominente plek in het instellingenmenu van iOS zodra de iPhone met de oortjes is verbonden. Apps van de traditionele gehoorapparatenfabrikanten hebben snel bijgeleerd. Phonak, dat nooit MFi heeft omarmd maar altijd de volledige klassieke bluetooth heeft ondersteund, heeft een uitgebreide app met identieke functionaliteit binnen iOS en Android.

Beter horen met Sonos

Beter horen hoeft niet altijd de vorm van een headset of gehoorapparaat te hebben. Sonos biedt op de Arc Ultra-soundbar de mogelijkheid gesproken tekst beter hoorbaar te maken zonder het geluid van de film of televisie-uitzending aan te passen. De Spraakverbetering versterkt gericht de audiofrequenties die geassocieerd worden met de menselijke stem. Op dit moment beschikt alleen de Arc Ultra-soundbar over voldoende rekenkracht hiervoor. Sonos ontwikkelde de functionaliteit in samenwerking met het Engelse Royal National Institute for Deaf People.

Een gehoortest ontbreekt, maar wel kunnen eigen profielen worden gemaakt voor verschillende situaties, zoals in een restaurant of theater, en is eenvoudig hiertussen te wisselen. Ook zijn eerste Health-functies aanwezig. De gehoorapparaten tellen nu al stappen en calorieën, maar dit gaat ongetwijfeld in de toekomst nog verder uitgebreid worden.

Zoals we in een eerder artikel over de waarde van gezondheidsdata van smartwatches zagen, is in het oor een zeer betrouwbare plek om bijvoorbeeld veranderingen in de temperatuur te meten. Ook ligt vanwege de toch vaak iets hogere leeftijd van de gebruikers zoiets als valdetectie en automatische alarmering erg voor de hand.

De Audéo Sphere Infinio-gehoorapparaten van Phonak maken dankzij AI de gesprekken een lawaaiige omgeving echt beter verstaanbaar.

Conclusie

De technologische kruisbestuiving tussen gehoorapparaten en draadloze oordoppen zorgt ervoor dat beide apparaten slimmer, compacter en beter afgestemd zijn op persoonlijke audiobehoeften. Mediagebruik en gebruiksgemak verbeteren razendsnel en beloven met de komst van Bluetooth LE Audio en Auracast nog veel beter te worden. Vooral gehoorapparaten hebben een enorme sprong gemaakt en combineren de kwaliteit van oordoppen met de geluidskwaliteit van gehoorapparaten. Het is spijtig dat de Nederlandse zorgverzekeraars deze innovaties niet belonen maar juist ontmoedigen.