MultiRF-ontwikkelboard
Een platform voor het evalueren van draadloze protocollen voor korte en lange afstand
8x Elektor Magazine (Print)
8x digitaal (PDF)
Toegang tot het complete web-archief t/m 1960!
10% korting in de Elektor Store, en exclusieve aanbiedingen
Toegang tot meer dan 5000 Gerberfiles
Toegang tot het complete web-archief
10% korting in de Elektor Store
8x Elektor Magazine (PDF)
Toegang tot meer dan 5000 Gerberfiles
www.elektormagazine.nl/abo
66e jaargang nr. 704 juli/augustus 2026
ISSN 2590-0765
Elektor verschijnt acht keer per jaar en is een uitgave van Elektor International Media B.V. Postbus 11, 6114 ZG Susteren (Nederland) Tel.: +31 (0)46 4389444 www.elektor.nl | www.elektormagazine.nl
Voor al uw vragen: service@elektor.nl
Lid worden: www.elektormagazine.nl/abo
Abonnementsprijzen: per 1 december 2025 bedraagt het print lidmaatschap (Gold) €144,95 per jaar voor een 1-jarig abonnement. Het digitaal lidmaatschap (Green) kost €99,95 voor een 1-jarig abonnement en €169,95 voor een 2-jarig abonnement.
Advertenties
Raoul Morreau Tel. +31 (0)6 4403 9907 raoul.morreau@elektor.com www.elektormagazine.nl/adverteren
Auteursrecht
© Elektor International Media B.V. - 2026
Kennisgeving inzake auteursrecht en aansprakelijkheid
Niets uit deze uitgave mag verveelvoudigd en/ of openbaar gemaakt worden door middel van druk, fotokopie, microfilm of op welke wijze dan ook, zonder voorafgaande schriftelijke toestemming van de uitgever. De auteursrechtelijke bescherming van Elektor strekt zich mede uit tot de illustraties met inbegrip van de printed circuits, evenals de ontwerpen daarvoor. In verband met artikel 30 van de Rijksoctrooiwet mogen de in Elektor opgenomen schakelingen slechts voor particuliere of wetenschappelijke doeleinden vervaardigd worden en niet in of voor een bedrijf. Het toepassen van de schakelingen geschiedt buiten de verantwoordelijkheid van de uitgever. De uitgever is niet verplicht ongevraagd ingezonden bijdragen, die hij niet voor publicatie aanvaardt, terug te zenden. Indien de uitgever een ingezonden bijdrage voor publicatie aanvaardt, is hij gerechtigd deze op zijn kosten te (doen) bewerken. De uitgever is tevens gerechtigd een bijdrage te (doen) vertalen en voor haar andere uitgaven en activiteiten te gebruiken tegen de daarvoor bij de uitgever gebruikelijke vergoeding. Voor onze volledige voorwaarden verwijzen wij u naar onze website.
Druk
Senefelder Misset, Mercuriusstraat 35, 7006 RK Doetinchem (Nederland)
Distributie
Betapress, Nederland – AMP, België
Jens Nickel
Hoofdredacteur Elektor Magazine
Een goed idee
Vijfenzestig jaar geleden had de Nederlandse elektronica-enthousiasteling Bob van der Horst een idee: in plaats van kennis op te doen uit droge leerboeken en datasheets, konden technici nieuwe vakgebieden verkennen aan de hand van praktische projecten die leuk zijn om te bouwen en uiteindelijk echt nuttig zijn. Hij richtte de redactie van zijn eerste tijdschrift op bij hem thuis, en omdat hij de gemeenschap ook wilde ondersteunen met printplaten, werden er in de badkamer ijverig prototypes geëtst. De rest is geschiedenis: de oprichter van Elektor zag al snel het potentieel van de grote Duitse markt, en later volgden ook een Engelse en een Franse editie.
Bent u geïnteresseerd in de geschiedenis van ons tijdschrift en in elektronica in het algemeen, dan raden we ons 60-jarig jubileumnummer van harte aan. Daarin hebben we elk decennium onder de loep genomen en verslag gedaan van de belangrijkste ontwikkelingen op het gebied van elektronica uit die tijd, evenals
van legendarische projecten, bijvoorbeeld een zelfgebouwde oscilloscoop waarmee gebruikers een aanzienlijk bedrag konden besparen (www.elektormagazine.com/60years). Natuurlijk willen we ook ons 65e jubileum stijlvol vieren (pagina 12)!
Ook in dit nummer blijven we trouw aan het geweldige idee van onze oprichter: mijn collega Saad heeft een printplaat ontwikkeld waarmee je kunt experimenteren met verschillende draadloze technologieën en daarbij veel kunt leren (pagina 6); een verrassende toepassing op basis van Wi-Fi vindt u op pagina 16. En onze externe auteurs hebben opnieuw een breed scala aan boeiende projecten bijgedragen! <
BU ZZZ Around ...
De groei van het Elektor TV YouTube-kanaal zegt me één ding: technische nieuwsgierigheid is springlevend. Het geheim achter 126.000 abonnees is niet een slimme productietechniek of het slim inspelen op algoritmes. Het is het consequent publiceren van content die technici aan het denken zet, laat leren en hen af en toe doet zeggen: “Dat moet ik zelf eens proberen!”
C. J. Abate — Chief of Content & Communications
Vol enthousiasme kijk ik uit naar electronica Fast Forward en naar de ontmoeting met innovatieve startups. Mocht je je bij ons willen aansluiten, aarzel dan niet om contact met ons op te nemen! Morgan de Saint Jorre — Sales Manager
Ons team
Internationaal hoofdredacteur: Jens Nickel | Content Director: C. J. Abate | Internationale redactie: Hans Adams, Asma Adhimi, Roberto Armani, Eric Bogers, Rolf Gerstendorf (RG), Ton Giesberts, Saad Imtiaz, Alina Neacsu, Dr. Thomas Scherer, Jörg Starkmuth, Clemens Valens, Brian Tristam Williams | Vaste medewerkers: David Ashton, Stuart Cording, Tam Hanna, Ilse Joostens, Prof. Dr. Martin Ossmann, Alfred Rosenkränzer | Vormgeving & Layout: Harmen Heida, Sylvia Sopamena, Patrick Wielders | Directeur: Erik Jansen | Technische vragen: editor@elektor.com
IN DEZE EDITIE
Elektor wordt
Baanbrekend op het gebied van elektronica sinds 1961
van Elektor op IoT & sensoren
102 2026: An AI Odyssey
Wat is er gebeurd met fuzzy logic? 106 Err-lectronics
Achtergrond en info
12 Elektor wordt 65
Baanbrekend op het gebied van elektronica sinds 1961
28 Walter, de compacte IoT-module ESP32-S3 SoC, LTE-M/NB-IoT 5G-modem en GNSS-ontvanger
34 3- en 4-draads RTD-sensorconditionering Met volledige afstelling en kabelcompensatie 41 3-in-1 2-kanaals oscilloscoop/generator/multimeter Een review van de Fnirsi 2D15P
67 OPC UA, een overzicht
Platform-onafhankelijke gegevensuitwisseling
66e jaargang – nr. 704 juli/augustus 2026
Projecten
6 MultiRF ontwikkelboard
Een platform voor het evalueren van draadloze protocollen op korte en lange afstand
16 Persoonsdetectie via wifi op een ESP32 Wanneer uw router een bewegingssensor wordt
24 Draadloze weegschalen Vier kleine weegschalen maken een grote weegschaal
46 Ecologging
Een modulair IoT-milieustation voor onderzoek in het veld
72 Redoxmeter
79 Instrumentation amplifier
Voor fysica- en techniekexperimenten
86 Actieve differentiële audiofilters
Voor professionele cross-overs en meer
96 Telegramgestuurde interface module voor een boiler
Een oplossing op basis van een ESP32 en Arduino software
110 Alarmsignaalinjector en bruut geweld
Hulpmiddelen om kabelbreuken op te sporen
Instrumentation amplifier
Voor fysica- en techniekexperimenten
ESP32-S3 SoC, LTE-M/NB-IoT 5G-modem en GNSS-ontvanger
44 electronica Fast Forward 2026
Nodigt start-ups en partners uit de industrie uit
54 Draadloze connectiviteit in medische toepassingen
Altijd op de hoogte met Bluetooth LE
64 De efficiëntie in de landbouw verhogen met AI-modellen en sensoren
De landbouwproductiviteit verhogen
BONUS CONTENT
Download de gratis IoT & Sensoren bonuseditie van Elektor!
> Moderne sensoren
> Vreemde onderdelen: gas- en VOC-sensoren
> Veilige communicatie met RSA en AES
> Infographics: IoT en sensoren
www.elektormagazine.nl/ iot-sensoren
Ecologging
Binnenkort
Elektor Magazine Circuit Special 2026
In de traditie van onze zomerschakelingen wordt de volgende editie boordevol zelfbouwprojecten, retroschakelingen, tips en trucs en nog veel meer! Circuit Special 2026 verschijnt rond 12 augustus 2026
Elektor Magazine september/oktober 2026
Zoals gebruikelijk hebben we een interessante mix van projecten, schakelingen, basisprincipes en tips en trucs voor elektronica-technici en -makers. Onze focus ligt op draadloos en communicatie.
> ESP32-raketdrone
> Compacte audio-DSP
> Internetradio naar AM-converter
> Ruimte-elektronica ontwerpen
> AM-zender
> Een robotarm leren zien en bewegen
Elektor september/oktober 2026 verschijnt rond 9 september 2026. Alle aankondigingen onder voorbehoud.
MultiRF ontwikkelboard
Een platform voor het evalueren van draadloze protocollen op korte en lange afstand
Door Saad Imtiaz (Elektor)
Dit artikel presenteert een ontwikkelboard dat is ontworpen voor prototyping, ontwikkeling en onderzoek naar verschillende draadloze technologieën.
Het integreert zes RF-communicatieopties: Wi-Fi, ESPNOW, BLE, LoRa en twee speciale protocollen in de 2,4 GHz en 433 MHz banden. Om het board nog veelzijdiger te maken, zijn er ook een GPS-module, een SDkaartsleuf en uitbreidingsconnectoren voor sensoren en dergelijke geïntegreerd.
Bij het werken met draadloze systemen worden de meeste ontwerpeisen lang voordat het eindproduct bestaat, vastgesteld. Het bereik, de betrouwbaarheid, de latency en de compatibiliteit met andere radio’s worden vaak geschat op basis van datasheets of referentieontwerpen. In de praktijk zijn deze parameters sterk afhankelijk van lay-out, antennes, firmware-timing en real-world omgevingen. De motivatie voor dit project was tweeledig.
Ten eerste had ik een speciaal LoRa-testplatform nodig om het bereik en de betrouwbaarheid van de pakketten onder verschillende omstandigheden te beoordelen. Ten tweede wilde ik een enkel ontwikkelboard dat meerdere draadloze protocollen naast elkaar kon hosten en vergelijken, zonder constant modules te verwisselen of hardware opnieuw te ontwerpen. Er bestaan weliswaar commerciële RF-testtools, maar deze zijn
ofwel protocol specifiek, ofwel te abstract om er praktisch mee te experimenteren met firmware.
Het resultaat is het MultiRF Ontwikkelboard (Figuur 1): een gestapeld draadloos ontwikkelplatform, bedoeld voor technici en makers die communicatieverbindingen willen testen, protocollen willen vergelijken en draadloze systemen snel willen prototypen. Door meerdere radiotechnologieën te integreren op één enkel, gecontroleerd hardwareplatform, wordt het veel eenvoudiger om afwegingen te maken tussen bijvoorbeeld bereik en datasnelheid, latency en stroomverbruik, en robuustheid en complexiteit, zonder dat de hardware voortdurend opnieuw ontworpen hoeft te worden.
Systeemarchitectuur
De systeemarchitectuur van het MultiRF Ontwikkelboard is gecentreerd rond een ESP32-S3-WROOM-1-module van Espressif. De geïntegreerde ESP32-S3 dual-core processor fungeert als de belangrijkste controller en communicatiehub, zoals weergegeven in het blokdiagram (Figuur 2). Terwijl Wi-Fi,
Figuur 1: Het MultiRF Ontwikkelboard.
Figuur 2: Het blokdiagram.
Draadloze technologieën geïntegreerd
Het board integreert in totaal zes draadloze technologieën: Wi-Fi, Bluetooth LE, ESP-NOW (via ESP32-S3), LoRa (868 MHz), nRF24L01P (2,4 GHz) en CC1101 (sub-GHz FSK/OOK). Elke technologie dient een ander doel voor de technicus.
> Wi-Fi biedt hoge gegevensdoorvoer en directe IP-connectiviteit, waardoor het ideaal is voor gateways en datalogging. De afweging is een hoger energieverbruik en een kortere praktische reikwijdte in vergelijking met sub-GHz-systemen.
> Bluetooth LE (BLE) is geoptimaliseerd voor laag vermogen en integratie met mobiele apparaten. Het is goed geschikt voor configuratie, provisioning en korteafstand telemetrie, maar is niet bedoeld voor langeafstand communicatie.
> ESP-NOW biedt low-latency peer-to-peer communicatie tussen ESPapparaten zonder dat een router nodig is. Het is efficiënt en eenvoudig, maar beperkt tot Espressif-ecosystemen.
> LoRa (868 MHz) maakt communicatie over grote afstanden mogelijk met zeer lage gegevenssnelheden en een sterk linkbudget. Het is ideaal voor sensornetwerken en toepassingen buitenshuis, maar niet geschikt voor toepassingen die een hoge doorvoercapaciteit vereisen.
> nRF24 (2,4 GHz) biedt low-latency, korteafstand communicatie met gematigde datasnelheden en laag energieverbruik. Het is eenvoudig en efficiënt, maar het bereik is beperkt in vergelijking met sub-GHz-systemen.
> CC1101 (sub-GHz FSK/OOK) biedt flexibele modulatiemogelijkheden en een goed bereik bij gematigde datasnelheden. Het is uitermate geschikt voor eigen protocollen en experimenten, maar vergt meer configuratiewerk in vergelijking met stacks op een hoger niveau, zoals LoRaWAN.
Elk van deze technologieën vertegenwoordigt een ander punt in het ontwerpspectrum van draadloze communicatie. Door ze op één printplaat te plaatsen, kunnen ze onder identieke hardwareomstandigheden rechtstreeks met elkaar worden vergeleken. Lezers die geïnteresseerd zijn in een diepgaandere technische bespreking van draadloze protocollen, modulatieschema’s, berekeningen van het bereik en linkbudgetten, raad ik aan mijn eerdere achtergrondartikel over draadloze communicatietechnologieën te raadplegen, waarin deze protocollen uitvoerig worden besproken [1]
ESP-NOW en BLE door de WROOM-module zelf worden afgehandeld, zijn LoRa en twee speciale 2,4 GHz en 433 MHz protocollen beschikbaar via externe transceivermodules. Alle draadloze modules en andere randapparatuur zijn rechtstreeks verbonden met de ESP32 via standaard digitale interfaces. Het board wordt van stroom voorzien via USB Type-C, en de 5 V invoer wordt gereguleerd naar 3,3 V met behulp van de Toshiba TCR15AG33 LDO [2]. Aangezien alle apparaten werken op 3,3 V, deelt het hele systeem een enkel spanningsdomein, wat het ontwerp vereenvoudigt en de noodzaak voor level-shifting elimineert.
Twee draadloze modules zijn verbonden via UART: de E77-900M22S LoRa-module [3] en de EWM108-GN05 GPS-module [4] van Ebyte [5]. UART is hier geschikt, omdat beide apparaten van nature werken met continue seriële datastromen. De GPS stuurt continu NMEA-berichten naar de ESP32, waardoor realtime positiebepaling en tijdreferentie
mogelijk zijn. De LoRa-module kan daarentegen via de seriële interface worden bediend en gecontroleerd, waardoor configuratie en foutopsporing eenvoudig zijn.
De 2,4-GHz nRF24L01P-module (Ebyte E01-2G4M27D) [6] en de 433 MHz CC1101-module (Ebyte E07-M1101D) [7] zijn verbonden via een gedeelde SPI-bus. De E01-2G4M27D is gebaseerd op de Nordic Semiconductor nRF24L01+ transceiver, een veelgebruikte low-power 2,4 GHz GFSK-radio die bekendstaat om zijn lage latency en eenvoudig pakket-gebaseerd communicatiemodel. De E07-M1101D integreert de Texas Instruments CC1101-transceiver, een zeer configureerbaar sub-GHz apparaat dat FSK, GFSK en OOK modulatie schema’s ondersteunt. Elke module heeft zijn eigen chip-selectlijn, waardoor de ESP32-S3 met één radio tegelijk kan communiceren zonder busconflicten. Er wordt hier gebruikgemaakt van SPI omdat deze transceivers een snellere registertoegang en gegevensoverdracht vereisen dan
apparaten die op UART zijn gebaseerd. De microSD-kaart is ook verbonden via SPI, waardoor efficiënte datalogging tijdens bereiken prestatietests mogelijk is.
Een OLED-display is verbonden via I²C voor statusmonitoring, en drukknoppen bieden eenvoudige gebruikersinteractie. Over het algemeen volgt de architectuur een duidelijke en praktische structuur: de ESP32-S3 beheert meerdere radio’s met behulp van UART- en SPI-interfaces, logt gegevens naar SD, toont status lokaal en kan alles via Wi-Fi verbinden. Deze modulaire aanpak houdt het systeem flexibel, terwijl het een schone en begrijpelijke hardwareorganisatie behoudt.
Schematisch diagram
De hersenen van het MultiRF-board zijn de ESP32-S3-WROOM-1 (MOD2), die alle communicatie, datalogging en gebruikersinteractie coördineert, zoals weergegeven in het schema (Figuur 3). De ESP32-S3 behandelt Wi-Fi, ESP-NOW en BLE intern, terwijl extern de LoRa, nRF24, CC1101, GPS, OLED en microSD interfaces worden beheerd. De GPIO’s zijn verdeeld om SPI, UART en I²C te ondersteunen zonder signaalconflicten, waardoor de architectuur schoon en modulair blijft.
De stroom wordt geleverd via USB-C en via IC1 (TCR15AG33) teruggebracht tot 3,3 V. Deze regelaar kan tot 1,5 A leveren met een uiterst lage dropout-spanning en een hoge rimpelonderdrukking (typ. 95 dB bij 1 kHz). Het beschikt tevens over ingebouwde overbelastingsbeveiliging, thermische uitschakeling, onderspanningsbeveiliging, soft-start en inschakelpiek-regeling. De aanbevolen 4.7 µF invoeren uitvoercapacitoren en 1.0 µF biascapacitor zijn in het schema geïmplementeerd, wat zorgt voor een stabiele werking, zelfs tijdens RF-transmissiepieken waarbij de stroomvraag snel kan toenemen. Dit is belangrijk, omdat LoRa en sub-GHz transmissies snelle belastingspieken kunnen veroorzaken.
De lange-afstands radio is de E77-900M22S (MOD1) LoRa-module, voornamelijk verbonden via UART. Het bevat speciale status-LED’s voor TX, RX en JOIN, die real-time feedback geven tijdens LoRaWAN-associatie en pakkettransmissie. Deze hardware-indicatoren zijn zeer nuttig tijdens tests, vooral bij het evalueren van netwerkverbindingen of linkbetrouwbaarheid zonder een seriële monitor.
De 2,4 GHz korteafstand communicatie wordt
Van vacuümbuizen tot AI, van garagewerkbanken tot geavanceerde laboratoria, Elektor staat al 65 jaar in het hart van de elektronica-innovatie. Vier dit jubileum met ons en blik terug op de projecten, mensen en ideeën die het vakgebied veranderden.
In 1961 verscheen in Nederland een nieuw elektronica-tijdschrift met een eenvoudige maar ambitieuze missie: technici, elektronica-enthousiastelingen en studenten helpen om technologie te leren begrijpen, te bouwen en te delen. Vijfenzestig jaar later is Elektor veel meer dan een tijdschrift. Het is een wereldwijd platform voor elektronica-engineering, een betrouwbare bron
In 1961 publiceerde Elektor een artikel over een toongenerator, een transistorgids, een vervormingsmeter en nog veel meer.
van technische kennis en een bloeiende gemeenschap van mensen met een passie voor technologie. Dit jaar, en ver tot in 2027, vieren we met trots het 65-jarig jubileum van Elektor.
In de afgelopen zes en een half decennium heeft Elektor veel van de belangrijkste ontwikkelingen in de elektronica gedocumenteerd, en vaak zelfs vooruitgelopen. Van
analoge schakelingen en radio-experimenten tot microprocessoren, embedded systemen, draadloze connectiviteit, kunstmatige intelligentie en het Internet of Things: bij elke stap waren we erbij.
Technologie is sinds 1961 ingrijpend veranderd, maar onze missie is opmerkelijk consistent gebleven: mensen inspireren om met technologie te creëren en de praktische
In 1964 introduceerde Elektor de “Halfgeleidergids”. Vandaag zetten we die traditie voort met de Circuit Specials.
Door C. J. Abate (Elektor)
kennis bieden die nodig is om ideeën werkelijkheid te maken. Intussen zijn er op werkbanken over de hele wereld talloze projecten gebouwd op basis van ideeën die voor het eerst in Elektor verschenen. Talloze technici begonnen hun loopbaan met het bouwen van een Elektor-project. Veel ondernemers richtten bedrijven op dankzij vaardigheden die ze via onze artikelen, boeken en educatieve materialen hadden opgedaan. En via onze community zijn veel langdurige vriendschappen en professionele relaties ontstaan.
Maar dit alles was niet mogelijk geweest zonder u. Of u nu Elektor al leest sinds de jaren zestig of ons onlangs hebt ontdekt via een video, livestream, bericht op sociale media of educatieve inhoud: u maakt deel uit van dit verhaal. Onze lezers, leden, auteurs, bijdragers, partners en medewerkers hebben samen bepaald wat Elektor vandaag de dag is.
Nu we deze mijlpaal vieren, kijken we met plezier terug op onze geschiedenis, en met nog meer enthousiasme vooruit.
Speciale jubileuminhoud
Het komende jaar duiken we diep in de rijke geschiedenis van Elektor en de mensen, projecten en ideeën die daaraan vorm hebben gegeven. Via onze tijdschriften, websites, nieuwsbrieven, video’s en livestreams herbekijken we enkele van de
Projecten uit 1988! Elektor publiceerde een vermogensmultivibrator, een aanrakingsgevoelige lichtschakelaar en een printer-sharingbox.
Terug in 1961 ...
> Bob W. van der Horst lanceert Elektronica Wereld.
> De eerste IC’s maken de stap van laboratoriumprototype naar commerciële toepassing.
> Chroesjtsjov en Kennedy ontmoeten elkaar op de Wienertop.
> Benfica verslaat Barcelona in de Europacup.
> The Apartment wint de Oscar voor beste film.
> Gemiddelde prijs van een nieuwe auto in de VS: $2.850.
> Nederlandse automobilisten betalen circa 0,65 gulden per liter benzine.
> Turijn organiseert de Exposition Italia ‘61.
> Rudolf Mössbauer uit West-Duitsland wint de Nobelprijs voor de Natuurkunde.
> De Franse filmmaker Jean-Luc Godard brengt A Woman Is a Woman uit.
Hier volgen enkele interessante projecten uit juli/augustus 1994: een sensorinterface, een lader voor loodzuurbatterijen, een soldeerdampafzuiger en een stereodecoder.
De Elektor Junior Computer in 1980.
Elektorlab • Elektorlab
Elektor lab • Elektor lab
Persoonsdetectie via wifi op een ESP32
Wanneer uw router een bewegingssensor wordt
Door Saad Imtiaz (Elektor)
Dit artikel beschrijft het ontwerp van een persoonsdetector met een ESP32 die uitsluitend gebruikmaakt van verstoringen in het wifi-signaal, zonder camera’s, PIRsensoren of radarmodules, om te bepalen of een ruimte leeg of bezet is, of dat er iemand actief beweegt. Het systeem koppelt een ESP32-S3 aan een willekeurige standaard 2,4 GHz-router en past een meerfasige variantiepijplijn toe op zowel de RSSI als de kanaalstatusinformatie (CSI). Het resultaat is een realtime webdashboard dat met een frequentie van 10 Hz via WebSocket wordt bijgewerkt en rechtstreeks vanaf de ESP32 wordt aangeboden. Gaandeweg bekijken we wat CSI eigenlijk is, waarom de nieuwe IEEE 802.11bf-standaard van belang is en hoe een paar goed gekozen DSP-fasen een ruisende radiometing omzetten in een stabiel detectiesignaal.
Ik stuitte op een video waarin een beveiligingsonderzoeker liet zien hoe wifi-routers kunnen worden ingezet als passieve bewakingstools, in staat om bewegende mensen in een ruimte te detecteren zonder camera, microfoon of wearable op de gevolgde persoon. Een vervolgzoekopdracht bracht me bij een project dat hetzelfde effect demonstreerde op een ESP32-opstelling voor hobbyisten. De bewering was zo opvallend dat ik wilde zien hoe goed die in de praktijk zou werken toen ik het zelf probeerde te bouwen, op mijn eigen hardware en netwerk. Het werkingsprincipe is, als je er eenmaal naar kijkt, eigenlijk heel eenvoudig. Een menselijk lichaam bestaat voor ongeveer 60% uit water, en water absorbeert en reflecteert 2,4 GHz-radiogolven vrij effectief, precies de band waarop de meeste consumentenwifi opereert. Elk wifi-frame dat de router verzendt, bereikt de ontvanger via meerdere paden tegelijk: een directe zichtlijn en verschillende gereflecteerde paden die via muren, meubilair en lichamen in de ruimte lopen. Wanneer iemand door die ruimte beweegt, verandert de geometrie van die paden. Sommige paden worden geblokkeerd, andere versterkt, en het gecombineerde signaal bij de ontvanger fluctueert op een manier die een lege ruimte simpelweg niet produceert. Een ontvanger die deze verstoring vaak genoeg meet en zorgvuldig verwerkt, kan bepalen of de ruimte leeg is, bezet is of er actieve beweging plaatsvindt, zonder de persoon in een conventionele zin ooit te “zien”. Dit is ook precies waarom dezelfde mogelijkheid reden tot zorg geeft wanneer die buiten de controle van de gebruiker valt. Een kwaadwillende met exclusieve toegang tot een wifi-router, of, in meer geavanceerde opstellingen, een apparaat dat op hetzelfde kanaal als het doelnetwerk meeluistert, kan in principe afleiden wanneer een gebouw bezet is, bij benadering tellen hoeveel mensen er binnen zijn en activiteitspatro-
nen in kaart brengen. Er is geen led die aangeeft dat het gebeurt, geen cameralens die iemand kan spotten, en 2,4 GHz-signalen gaan door de meeste binnenmuren heen. Onderzoekers publiceren al meer dan tien jaar over deze klasse van aanvallen, en de nieuwe IEEE 802.11bf-sensornorm die in 2024 werd afgerond, heeft de discussie over hoe dit soort mogelijkheden op verantwoorde wijze beschikbaar gesteld moet worden alleen maar verscherpt. Aan de andere kant is dezelfde techniek interessant voor hobbyisten. Als u zelf de ontvanger op uw eigen netwerk beheert, worden die signaalstoringen een gratis aanwezigheidssensor die u kunt toevoegen aan hardware die u al bezit. Een ganglamp die momenteel afhankelijk is van een PIR-module, kan worden aangestuurd door een ESP32 die al op het netwerk zit, zonder extra sensormodule te hoeven monteren. Een batterijgevoede temperatuur- en luchtvochtigheidsnode, het type dat velen van ons al op Home Assistant draaien, kan met een paar honderd regels firmware worden uitgebreid om ook aanwezigheid te melden. Dezelfde node die het afgelopen jaar stilletjes “22 °C, 48% RV” rapporteerde, kan beginnen met het melden van “aanwezigheid gedetecteerd” zonder ook maar één component op de print te veranderen. De detectie is niet zo scherp als een specifieke PIRof mmWave-sensor (de beperkingen komen later aan bod), maar voor veel praktische toepassingen is het goed genoeg en kost niets extra. In dit artikel bespreek ik hoe het systeem die verstoringen meet, hoe de firmware het ruwe signaal omzet in een stabiele detectie-uitvoer en hoe de code er op een ESP32-S3 daadwerkelijk uitziet. Onderweg kijken we naar channel state information (CSI), de IEEE 802.11bf-norm en een paar patronen voor digitale signaalverwerking die het waard zijn om in je achterhoofd te houden, ook buiten dit specifieke project.
De hardware
Figuur 1. De ESP32-S3 op de Multi RF Dev Board, router op de achtergrond, en het live webdashboard op het laptopscherm.
Voor dit project gebruikte ik de ESP32-S3 op de Multi RF Dev Board [1], een van mijn recente projecten dat zes HF-technologieën op één print integreert (Figuur 1). De algemene dataflow is samengevat in Figuur 2. De kosten voor het toevoegen van aanwezigheidsdetectie aan een bestaande node zijn in feite nul.
De echte uitdaging is niet het vastleggen van een wifi-verstoring, want elk wifi-apparaat doet dat voortdurend, maar het onderscheiden van een betekenisvolle verstoring van de natuurlijke ruisdrempel van een binnenhuis-radioverbinding, die al op zichzelf met enkele decibels fluctueert. Een lopende persoon en een magnetron op de verdieping eronder kunnen over een seconde signaalschommelingen van vergelijkbare grootte produceren. De oplossing is een aanpak met twee bronnen: de ESP32 leest twee volledig verschillende weergaven van hetzelfde signaal en voert beide door dezelfde verwerkingspijplijn voor veranderingsdetectie.
RSSI (received signal strength indicator) is een getal in dBm, dat het totale vermogen van het laatste ontvangen frame weergeeft. Een typische binnenhuisverbinding zit tussen -40 dBm en -80 dBm. De RSSI is eenvoudig te verkrijgen (WiFi.RSSI() geeft deze op elke
De hardwarelijst is kort: een ESP32-S3-WROOM-1, een standaard 2,4 GHz-wifirouter die al in de ruimte aanwezig is, en verder niets.
Wat is IEEE 802.11bf?
Tot voor kort viel het gebruik van Wi-Fi voor sensing buiten de standaard. Daar kwam verandering in 2024, toen het IEEE 802.11bf goedkeurde: de eerste Wi-Fi-amendement die specifiek gericht is op sensing. De volledige standaard werd gepubliceerd als 802.11bf-2025. De standaard beschrijft hoe conforme apparaten de metingen uitwisselen die nodig zijn voor sensing, hoe access points en clients een sensing-sessie coördineren, en hoe die metingen integreren met bestaande 802.11-frames zonder de communicatie te verstoren. De standaard richt zich op dezelfde vrij te gebruiken frequentiebanden die huidig Wi-Fi al gebruikt (1 GHz tot 7,125 GHz) en breidt uit naar millimetergolffrequenties boven 45 GHz.
De hobbyistische aanpak uit dit artikel – het uitlezen van CSI via een ESP32 – is dezelfde primitieve techniek die de volgende generatie routers officieel zal blootstellen. Het IEEE verwacht dat 802.11bf-compatibele apparaten aanwezigheidsdetectie, valdetectie, ademhalingsmonitoring, gebaarherkenning en inbraakwaarschuwingen ondersteunen. Dit project is een prototype van die toekomst, gebouwd met onderdelen die vandaag op een bureau liggen.
Figuur 2. Systeemblokdiagram. De router en de ESP32-S3 vormen een wifi-verbinding die de firmware leest als zowel RSSI als CSI. Beide worden doorgevoerd naar de signaalprocessor, waarvan de uitvoer naar een webserver en seriële debug gaat.
deWalter, compacte IoT-module
ESP32-S3 SoC, LTE-M/NB-IoT 5G-modem en GNSS-ontvanger
Door Dr. Claus Kühnel (Zwitserland)
Het Belgische bedrijf DPTechnics BV biedt een reeks IoT-bouwstenen aan, waaronder een opvallend board met de naam Walter. De controllerprint is een “Open-Source Multifunction IoT System-on-Module” die een ESP32-S3-microcontroller combineert met een LTE-M/NB-IoT-modem en een GNSS-ontvanger. In dit artikel wordt getoond hoe eenvoudig meetgegevens van aangesloten sensoren kunnen worden gevisualiseerd.
Er zijn tegenwoordig verschillende draadloze technologieën beschikbaar voor IoT-toepassingen. Alle grote leveranciers bieden LoRaWAN- of LTE-M/NB-IoT-modules aan, en de gebruiker of de toepassing bepaalt welke technologie wordt gebruikt.
Wanneer laag energieverbruik, groot bereik, klein datavolume en brede onafhankelijkheid van bestaande infrastructuur belangrijk zijn, biedt LoRaWAN bepaalde voordelen. Er is echter een gateway naar het internet nodig om een LoRaWAN-netwerkserver (LNS) te bereiken. Uitgaande van dekking door een mobiel netwerk biedt LTE een hogere gegevensdoorvoer en mobiliteit. Zowel LTE-M (Cat-M1) als NB-IoT (Narrowband IoT) zijn cellulaire standaarden uit de LTE-familie en zijn speciaal ontwikkeld voor het Internet of Things. Ze verschillen echter op een aantal belangrijke punten. LTE-M biedt hogere datasnelheden, real-time communicatie, mobiliteit en roaming, en zelfs spraakoverdracht is mogelijk. NB-IoT daarentegen heeft een veel lager energieverbruik en daardoor een langere batterijduur, evenals een hoge doordringing in gebouwen.
Onder de merknaam QuickSpot biedt het Belgische bedrijf DPTechnics BV een reeks IoT-bouwstenen aan die bedoeld zijn om gebruikers te ondersteunen bij productontwikkeling. Dit omvat een opmer-
kelijk product genaamd Walter, een “Open-Source Multifunction IoT System-on-Module” (SoM) dat een ESP32-S3-microcontroller combineert met een Sequans GM02SP LTE-M/NB-IoT-modem en een GNSS-ontvanger. Het board ondersteunt verschillende draadloze opties zoals Wi-Fi, Bluetooth, LTE-M, NB-IoT en GPS, en is ontworpen voor eenvoudige integratie in IoT-projecten. De module is volledig gecertificeerd (CE, FCC, IC, UKCA, RCM) en wordt geleverd met open-source softwarebibliotheken voor platforms zoals Arduino, MicroPython en ESP-IDF.
Het “Walter Feels”-carrierboard biedt extra interfaces en sensoren, waardoor snelle prototyping en ontwikkeling veel eenvoudiger worden.
Walter controller board
Ondanks de twee modules, de ESP32-WROOM-1 en de GM02SPmodule, blijft het board zeer compact, met een zeer kleine vormfactor van slechts 55 mm × 24.8 mm (Figuur 1). De controllermodule op basis van de ESP32-S3 maakt het mogelijk om elke I/O-functie naar elke gewenste I/O-pin te routeren, waardoor een vrij ontwerp van een basisprint mogelijk is. Zoals te zien is in Figuur 2, is het board pinen footprint-compatibel met de GPy van Pycom (helaas niet meer geproduceerd, maar nog wel verkrijgbaar). Bestaande Pycom-uitbreidingsmodules kunnen daarom nog steeds met Walter worden gebruikt voor prototyping, en omgekeerd kan in een bestaande Pycom-toepassing een GPy eenvoudig worden vervangen door een Walter-board.
Figure 1: Ondanks de twee vrij grote SoC-modules heeft het Walter-board compacte afmetingen (alle afbeeldingen, tenzij gemaakt door de auteur, met dank aan DPTechnics BV).
Het Walter-board is uitgerust met:
> ESP32-S3-WROOM-1-N16R2-microcontroller met Xtensa dual-core 32-bit LX7-CPU, 16-MB quad-SPI-flashgeheugen en 2-MB quad-SPI-PSRAM
> 802.11 b/g/n Wi-Fi 4 met 150 Mbit/s en Bluetooth 5 Low Energy met 2 Mbit/s, geïntegreerde trace-antennes
> Sequans GM02SP 5G-modem: dual-mode LTE-M / NB-IoT (NB1, NB2), 3GPP LTE Release 14 (upgradebaar naar Release 17), geïntegreerde LNA- en SAW-filters voor GNSS-ontvangst, GNSS met GPS- en Galileo-constellaties, HF-connectoren (u.FL) voor GNSS- en 5G-antennes
> Nano-SIM-kaarthouder
> 24 vrij beschikbare GPIO’s; UART, SPI, I2C, CAN, I2S en SD (op elke I/O-pin); ADC, DAC en PWM beschikbaar in de ESP32-S3; softwaregestuurde 3.3-V-uitgang; USB Type-C-connector voor programma-upload en debugging; onboard resetknop.
U kunt het actuele schema van het board vinden op [1].
Walter Feels basisboard
Het open-source basisboard met de naam “Walter Feels”, weergegeven in Figuur 3, valt op door zijn praktische perifere functies:
> Veelzijdige voedingsopties dankzij een breed werkspanningsbereik (2.5…26 VDC) met MPPT-ingang voor voeding via een zonnecel en/of verschillende batterijtechnologieën (LiFePO4, Li-Ion, loodzuur).
> Onboard sensoren voor temperatuur, vochtigheid, luchtdruk, 6DoF IMU en aansluitingen voor externe sensoren zoals de Sensirion SCD30 CO2-sensor, die in de standaardconfiguratie niet geplaatst is.
> Talloze interfaces, waaronder RS232, RS485, SDI-12, CAN-bus en verschillende uitgangen (3.3 V, 5 V, 12 V) voor flexibele aansluitmogelijkheden.
> I2C batterij- en voedingsbeheer.
> Ondersteuning voor MicroSD-kaarten.
Compatibel met de Takachi PFF13-4-13W-behuizing [2] voor
U kunt het schema van het Walter Feels-basisboard vinden op [3].
Aan de slag
Walter heeft verschillende communicatie-interfaces. Als u LTE wilt gebruiken, moet er een LTE-antenne worden aangesloten, anders kan de HF-front-end van de modem onherstelbaar beschadigd raken. De volgende antennes worden aanbevolen:
> LTE: Taoglas FXUB63.07.0150C (van verschillende distributeurs, onder andere: [4])
> GNSS: Taoglas FXP611.07.0092C (van verschillende distributeurs, onder andere: [5])
Het board werkt alleen met passieve GNSS-antennes, omdat er geen fantoomvoeding beschikbaar is op de GNSS-antenneconnector. LNAen SAW-filters zijn aanwezig op de module. Als u alleen de Wi-Fien Bluetooth-verbinding van de ESP32-S3 wilt gebruiken, is geen
3: Het Walter Feels toepassingsboard. De CO2-sensor is niet geplaatst in de standaardconfiguratie.
Figure 2: Pinout van het Walter-board.
Figure
Ecologging
Een modulair IoT-milieustation voor veldonderzoek
Een goedkoop, modulair platform op basis van Arduino kan lucht-, bodem- en watergegevens verzamelen met betrouwbaarheid op onderzoeksniveau. Het systeem is opgebouwd rond stapelbare shields, zonneenergie en flexibele 4G- of LoRa-verbindingen, en is ontworpen om praktisch, repareerbaar en schaalbaar te zijn voor echt gebruik in het veld.
Het verzamelen van omgevingsgegevens is essentieel in persoonlijke, industriële en onderzoeksomgevingen. Betrouwbare en goedkope toegang tot grote hoeveelheden data blijft een voortdurende uitdaging. Het artikel “Autonomous Sensor Node V2.0” in Elektor [1] behandelde dit onderwerp. Meteorologische systemen van onderzoekskwaliteit van leveranciers zoals Campbell Scientific, LI-COR of OTT kunnen rond de €8.000 kosten, terwijl goedkopere alternatieven vaak moeilijk te repareren of aan te passen zijn zodra een sensor of communicatiemodule defect raakt. Het ECOLOGGING-station werd ontwikkeld om die kloof te overbruggen: een compleet, modulair en
schaalbaar systeem voor omgevingsmonitoring met een goede verhouding tussen datakwaliteit en kosten, opgebouwd uit vervangbare onderdelen en voldoende open, zodat gebruikers het zelf kunnen aanpassen, repareren en uitbreiden.
De ECOLOGGING-aanpak
ECOLOGGING Instrumented Stations gebruiken stapelbare shieldmodules voor eenvoudige en schaalbare integratie en ondersteunen het verzamelen van omgevingsgegevens uit lucht, bodem en water met een betrouwbaarheid die geschikt is voor onderzoek. De stations zijn ontworpen om modulair, robuust en repareerbaar te zijn. De constructie maakt gebruik van standaardverbindingen, waardoor installatie in het veld praktisch en duurzaam is. Omdat fabrikanten al een grote verscheidenheid aan shields (Arduino) en HATs (Raspberry Pi) aanbieden, is solderen of het ontwerpen van aangepaste schakelingen en printplaten vaak niet nodig, waardoor het systeem zelfs toegankelijk blijft voor beginners.
Het Arduino-platform was een logische keuze vanwege de toegankelijkheid, langdurige beschikbaarheid en grote gebruikersgemeenschap, wat het systeem eenvoudiger maakt voor een breed publiek om te gebruiken. De belangrijkste uitdagingen van het project waren het correct dimensioneren van het voedingssysteem om autonomie van het station te garanderen, het selecteren van hoogwaardige sensoren, het zorgen voor betrouwbare gegevensverzameling en opslag, en het ontwerpen van een gemeenschappelijke hardwarearchitectuur die geschikt is voor verschillende stationconfiguraties, inclusief de verwerkingseenheid en interfacemodules. Figuur 1 toont het project in het veld, evenals
het datastroomschema. Figuur 2 geeft een overzicht van de sensoren, boards en modules. Een andere uitdaging was het voorzien van communicatiemogelijkheden om de noodzaak van onderhoud ter plaatse te verminderen. Hoewel IoT-hardware tegenwoordig breed beschikbaar is, brengt het integreren van bestaande Arduino-shields nog steeds verschillende praktische problemen met zich mee.
Energieopwekking- en opslagmodule
Om energieautonomie te garanderen, werden de IoT-stations gevoed door fotovoltaïsche panelen van 10 W. Dankzij hun compacte formaat kan het aantal panelen worden aangepast aan de toepassing en lokale omgevingsomstandigheden. Twee of drie panelen worden aangesloten op een laadcontroller en accupakket. Er zijn talrijke configuraties getest, variërend van bedradingsmethoden (afzonderlijk, in serie of parallel) tot besturingsopties en batterijtypes.
Voor Li-ion-accu’s werd de SunFlower DFR0535-controller [2] gebruikt. Deze module ondersteunt alleen 3,7 VDC-accu’s, accepteert tot 12 VDC / 20 W van zonnepanelen, is compact en levert meerdere uitgangsspanningen: 3,3 VDC, 5 VDC, 9 VDC en 12 VDC. Voor loodzuur-accu’s werd de SOL10U3-controller [3] gebruikt met 12 VDC-accu’s en meerdere zonnepanelen. Het stroomverbruik bedraagt 6 mA en de controller levert 12 VDCen 5 VDC-uitgangsspanningen.
Deze tests maakten het mogelijk om de systeemprestaties en betrouwbaarheid onder uiteenlopende omstandigheden te optimaliseren. In Tabel 1 ziet u de accutypes versus de gebruiksduur, terwijl Tabel 2 de gebruiksduur per type sensorstation toont.
Door Pierre Bordenave en Philippe Chaumeil (Frankrijk)
Figuur 1. Het ECOLOGGING Instrumented Weather Station en de datastroom ervan.
Figuur 2. ECOLOGGING-boards, sensoren en modules.
Door Pascal Rondane (Frankrijk)
Bedien een boiler op afstand via een Telegram-interface en een module op basis van een ESP32. Schakel hem in of uit en houd de status in de gaten vanaf je smartphone, zonder dat je daarvoor een volledig domoticasysteem nodig hebt. Dankzij de eenvoudige hardware en de op Arduino gebaseerde software is dit een handige manier om het energieverbruik te verminderen wanneer je slechts af en toe warm water nodig hebt.
uitgeschakeld via de Telegram-interface. Daarnaast stuurt het systeem een bevestigingsbericht van het commando. Deze opstelling kan ook worden gebruikt voor andere toepassingen, zoals het starten van een dompelpomp.
Ik heb deze module ontworpen voor de dochter van een vriend, een studente die haar boiler wilde kunnen uitschakelen wanneer ze meerdere dagen weg was, omdat haar budget erg beperkt is. Als ze bijvoorbeeld een week weggaat, kan ze hem de dag voordat ze terugkomt weer inschakelen (als de boiler ’s nachts tijdens daluren werkt), zodat ze bij aankomst warm water heeft. De boiler is verantwoordelijk voor een aanzienlijk deel van het energieverbruik van een huishouden. Zelfs in stand-bymodus verbruikt hij energie om een constante watertemperatuur te behouden. In een vakantiehuis zijn deze energiekosten onnodig, en daar komt deze oplossing goed van pas. Ze vroeg om een eenvoudige oplossing waarvoor geen domoticaserver nodig is. Daarom heb ik een elektronische module aangepast die ik gebruik om mijn alarmsysteem te bedienen. Met mijn besturingsmodule kan de boiler op afstand worden in- en
De hardware
De elektronische besturingsprint is relatief eenvoudig en maakt gebruik van 1206-SMD- en through-holecomponenten, waardoor hij gemakkelijk te monteren en na te bouwen is. De interface wordt gevoed via het 230 V lichtnet, dat door een HI-LINK-module wordt omgezet naar 5 V; de groene LED1 geeft de aanwezigheid van deze spanning aan. De eenheid wordt bestuurd door een ESP32, en de blauwe LED2 licht op om een succesvolle verbinding met de wifi-router aan te geven. De volledig opgebouwde print is te zien in Figuur 1, waar de belangrijkste componenten, waaronder de ESP32-module, voeding en relais, duidelijk herkenbaar zijn.
Het volledige schakelschema van de interface is weergegeven in Figuur 2 Dit schema geeft een overzicht van de voeding, het ESP32besturingsgedeelte, de relaisdriver en de netspanningsdetectie.
Figuur 1. Telegram-besturingsprint voor de boilerinterface.