Mathematica - API Bindings

Die Mathematica Bindings ermöglichen es Bricks und Bricklets aus selbst erstellen Mathematica Notebooks heraus zu steuern. Die ZIP Datei für die Bindings beinhaltet:

  • Tinkerforge.dll, eine vorkompilierte .NET Bibliothek

  • in source/ den Quelltext für Tinkerforge.dll

  • in examples/ die Beispiele für alle Bricks und Bricklets

Die Mathematica Bindings basieren auf den C# Bindings. Seit Version 2.0.0 sind die C# Bindings CLS-konform. Dies erlaubt es die Bindings mit allen .NET kompatiblen Sprachen zu verwenden, wie z.B. Mathematicas .NET/Link Unterstützung. Diese benötigt das .NET Framework unter Windows und das Mono Framework unter Linux und macOS.

Voraussetzungen

  • Mathematica 5.0 oder neuer auf Windows, Linux und macOS mit .NET/Link Unterstützung

Installation

Die Installation der Mathematica Bindings ist optional. Sie können als Mathematica AddOn oder als Mathematica SystemFile installiert werden, sie können aber auch ohne Installation genutzt werden.

Als AddOn

Zur Installation als AddOn einfach in Mathematicas AddOn-Applications Ordner ein neue Ordner für Tinkerforge anlegen und die Tinkerforge.dll Datei hinein kopieren. Unter Windows ist der AddOn-Applications Ordner für Mathematica 9 hier zu finden (für Mathematica 10 die 9.0 durch 10.0 ersetzen):

C:\Programme\Wolfram Research\Mathematica\9.0\AddOns\Applications\

Unter Linux ist er hier (für Mathematica 10 die 9.0 durch 10.0 ersetzen) zu finden:

/usr/local/Wolfram/Mathematica/9.0/AddOns/Applications/

Und unter macOS ist er hier zu finden:

/Applications/Mathematica.app/AddOns/Applications/

In diesem Ordner dann einen Tinkerforge/ Ordner anlegen, in diesem einen assembly/ Ordner anlegen und in diesen dann die Tinkerforge.dll Datei kopieren. Es sollte dann unter Windows so aussehen:

C:\Programme\Wolfram Research\Mathematica\9.0\AddOns\Applications\Tinkerforge\assembly\Tinkerforge.dll

So unter Linux:

/usr/local/Wolfram/Mathematica/9.0/AddOns/Applications/Tinkerforge/assembly/Tinkerforge.dll

Und so unter macOS:

/Applications/Mathematica.app/AddOns/Applications/Tinkerforge/assembly/Tinkerforge.dll

Wenn die Bindings so installiert wurden dann muss noch der LoadNETAssembly[] Aufruf in den Beispielen zu

LoadNETAssembly["Tinkerforge","Tinkerforge`"]

abgeändert werden. Der Abschnitt über den Test eines Beispiels vermittelt mehr Details darüber.

Als SystemFile

Zur Installation als SystemFile einfach die Tinkerforge.dll in Mathematicas SystemFiles Ordner für .NET/Link kopieren. Unter Windows ist der SystemFiles Ordner für .NET/Link für Mathematica 9 hier zu finden (für Mathematica 10 die 9.0 durch 10.0 ersetzen):

C:\Programme\Wolfram Research\Mathematica\9.0\SystemFiles\Links\NETLink\

Unter Linux ist er hier (für Mathematica 10 die 9.0 durch 10.0 ersetzen):

/usr/local/Wolfram/Mathematica/9.0/SystemFiles/Links/NETLink/

Und unter macOS ist er hier:

/Applications/Mathematica.app/SystemFiles/Links/NETLink/

Wenn die Bindings so installiert wurden dann muss noch der LoadNETAssembly[] Aufruf in den Beispielen zu

LoadNETAssembly["Tinkerforge"]

abgeändert werden. Der Abschnitt über den Test eines Beispiels vermittelt mehr Details darüber.

Ohne Installation

Die Mathematica Bindings müssen nicht unbedingt installiert werden. Stattdessen kann auch einfach der Ordner in dem die Tinkerforge.dll liegt beim LoadNETAssembly[] Aufruf mit angegeben werden. In den Beispielen ist der LoadNETAssembly[] schon so, dass er passend auf die Tinkerforge.dll Datei verweist, wenn die Bindings und die Beispiele aus deren ZIP Datei entpackt wurden. Der Abschnitt über den Test eines Beispiels vermittelt mehr Details darüber.

Test eines Beispiels

Um ein Mathematica Beispiel testen zu können, müssen zuerst Brick Daemon und Brick Viewer installiert werden. Brick Daemon arbeitet als Proxy zwischen der USB Schnittstelle der Bricks und den API Bindings. Brick Viewer kann sich mit Brick Daemon verbinden und gibt Informationen über die angeschlossenen Bricks und Bricklets aus.

Stepper Brick

Als Beispiel werden wir das Stepper Brick Konfigurationsbeispiel ausführen. Dazu das ExampleConfiguration.nb Notebook aus dem examples/Brick/Stepper/ Ordner in Mathematica öffnen.

Bindings laden

Abhängig davon ob und wie die Mathematica Bindings installiert wurden muss die LoadNETAssembly[] Zeile angepasst werden, damit Mathematica die Tinkerforge.dll Datei finden kann. Weitere Details über das Laden von .NET Bibliotheken finden sich in der Mathematica Dokumentation.

Wurden die Bindings als AddOn installiert dann muss der LoadNETAssembly[] Aufruf so aussehen:

LoadNETAssembly["Tinkerforge","Tinkerforge`"]

Wurden die Bindings als SystemFile installiert dann muss der LoadNETAssembly[] Aufruf so aussehen:

LoadNETAssembly["Tinkerforge"]

Wurden die Bindings nicht installiert dann kann der LoadNETAssembly[] Aufruf unverändert bleiben, wenn die Beispiele direkt aus der entpackten ZIP Datei der Bindings ausgeführt werden. Die Beispiele sind so konstruiert, dass der LoadNETAssembly[] Aufruf sich auf die Tinkerforge.dll Datei aus der entpackten ZIP Datei bezieht.

Ansonsten kann LoadNETAssembly[] auch mit dem absoluten Pfad zur Tinkerforge.dll Datei aufgerufen werden. Zum Beispiel so unter Windows:

LoadNETAssembly["C:\\Absoluter\\Pfad\\zur\\Tinkerforge.dll"]

Und zum Beispiel so unter Linux und macOS:

LoadNETAssembly["/Absoluter/Pfad/zur/Tinkerforge.dll"]

Netzwerkadresse und UID einstellen

Am Anfang des Beispiels ist mit host und port angegeben unter welcher Netzwerkadresse der Stepper Brick zu erreichen ist. Ist er lokal per USB angeschlossen dann ist localhost und 4223 richtig. Als uid muss die UID des angeschlossen Stepper Bricks angegeben werden, diese kann über den Brick Viewer ermittelt werden:

host="localhost"
port=4223
uid="XXYYZZ"(* Change XXYYZZ to the UID of your Stepper Brick *)

Dann ist auch schon alles bereit, um dieses Beispiel testen zu können. Dazu alle Zellen des Notebooks von oben nach unten auswerten.

Temperature Bricklet

Hier ein weiteres Beispiel, das einen dynamischen Plot der Temperaturwerte eines Temperature Bricklets zeigt. Der Einbruch bei Sample 82 wurde mittels eines Kältesprays erzeugt.

Temprature Bricklet mit dynamischem Plot der Messwerte

API Referenz und Beispiele

Links zur API Referenz der IP Connection, Bricks und Bricklets sowie die Beispiele aus der ZIP Datei der Bindings sind in der folgenden Tabelle aufgelistet. Anleitungen für weiterführende Projekte finden sich im Abschnitt über Kits.

, API, Beispiele

Sonstiges

IP Connection

API

Beispiele

Bricks

ESP32

API

ESP32 Ethernet

API

HAT

API

Beispiele

HAT Zero

API

Beispiele

IMU 2.0

API

Beispiele

Master

API

Beispiele

RED

API

Silent Stepper

API

Beispiele

Bricks (Abgekündigt)

DC

API

Beispiele

IMU

API

Beispiele

Servo

API

Beispiele

Stepper

API

Beispiele

Bricklets

Accelerometer 2.0

API

Beispiele

Air Quality

API

Beispiele

Ambient Light 3.0

API

Beispiele

Analog In 3.0

API

Beispiele

Analog Out 3.0

API

Beispiele

Barometer

API

Beispiele

Barometer 2.0

API

Beispiele

CAN

API

Beispiele

CAN 2.0

API

Beispiele

CO2 2.0

API

Beispiele

Color

API

Beispiele

Color 2.0

API

Beispiele

Compass

API

Beispiele

DC 2.0

API

Beispiele

Distance IR

API

Beispiele

Distance IR 2.0

API

Beispiele

Distance US 2.0

API

Beispiele

DMX

API

Beispiele

Dual Button 2.0

API

Beispiele

Dust Detector

API

Beispiele

E-Paper 296x128

API

Beispiele

Energy Monitor

API

Beispiele

GPS 2.0

API

Beispiele

GPS 3.0

API

Beispiele

Hall Effect

API

Beispiele

Hall Effect 2.0

API

Beispiele

Humidity 2.0

API

Beispiele

IMU 3.0

API

Beispiele

Industrial Analog Out 2.0

API

Beispiele

Industrial Counter

API

Beispiele

Industrial Digital In 4 2.0

API

Beispiele

Industrial Digital Out 4

API

Beispiele

Industrial Digital Out 4 2.0

API

Beispiele

Industrial Dual 0-20mA

API

Beispiele

Industrial Dual 0-20mA 2.0

API

Beispiele

Industrial Dual AC In

API

Industrial Dual AC Relay

API

Beispiele

Industrial Dual Analog In 2.0

API

Beispiele

Industrial Dual Relay

API

Beispiele

Industrial PTC

API

Beispiele

Industrial Quad Relay 2.0

API

Beispiele

IO-16

API

Beispiele

IO-16 2.0

API

Beispiele

IO-4 2.0

API

Beispiele

Isolator

API

Beispiele

Joystick

API

Beispiele

Joystick 2.0

API

Beispiele

Laser Range Finder 2.0

API

Beispiele

LCD 128x64

API

Beispiele

LCD 20x4

API

Beispiele

LED Strip 2.0

API

Beispiele

Line

API

Beispiele

Linear Poti

API

Beispiele

Linear Poti 2.0

API

Beispiele

Load Cell 2.0

API

Beispiele

Motion Detector 2.0

API

Beispiele

Motorized Linear Poti

API

Beispiele

Multi Touch

API

Beispiele

Multi Touch 2.0

API

Beispiele

NFC

API

OLED 128x64 2.0

API

Beispiele

OLED 64x48

API

Beispiele

One Wire

API

Beispiele

Outdoor Weather

API

Beispiele

Particulate Matter

API

Beispiele

Performance DC

API

Beispiele

Piezo Speaker

API

Beispiele

Piezo Speaker 2.0

API

Beispiele

Real-Time Clock

API

Beispiele

Real-Time Clock 2.0

API

Beispiele

Remote Switch 2.0

API

Beispiele

RGB LED 2.0

API

Beispiele

RGB LED Button

API

Beispiele

Rotary Encoder 2.0

API

Beispiele

Rotary Poti

API

Beispiele

Rotary Poti 2.0

API

Beispiele

RS232

API

Beispiele

RS232 2.0

API

Beispiele

RS485

API

Beispiele

Segment Display 4x7

API

Beispiele

Segment Display 4x7 2.0

API

Beispiele

Servo 2.0

API

Beispiele

Silent Stepper 2.0

API

Beispiele

Solid State Relay 2.0

API

Beispiele

Sound Intensity

API

Beispiele

Sound Pressure Level

API

Beispiele

Temperature

API

Beispiele

Temperature 2.0

API

Beispiele

Temperature IR 2.0

API

Beispiele

Thermal Imaging

API

Beispiele

Thermocouple 2.0

API

Beispiele

Tilt

API

Beispiele

UV Light 2.0

API

Beispiele

Voltage/Current 2.0

API

Beispiele

XMC1400 Breakout

API

Beispiele

Bricklets (Abgekündigt)

Accelerometer

API

Beispiele

Ambient Light

API

Beispiele

Ambient Light 2.0

API

Beispiele

Analog In

API

Beispiele

Analog In 2.0

API

Beispiele

Analog Out

API

Beispiele

Analog Out 2.0

API

Beispiele

CO2

API

Beispiele

Current12

API

Beispiele

Current25

API

Beispiele

Distance US

API

Beispiele

Dual Button

API

Beispiele

Dual Relay

API

Beispiele

GPS

API

Beispiele

Humidity

API

Beispiele

Industrial Analog Out

API

Beispiele

Industrial Digital In 4

API

Beispiele

Industrial Dual Analog In

API

Beispiele

Industrial Quad Relay

API

Beispiele

IO-4

API

Beispiele

Laser Range Finder

API

Beispiele

LCD 16x2

API

Beispiele

LED Strip

API

Beispiele

Load Cell

API

Beispiele

Moisture

API

Beispiele

Motion Detector

API

Beispiele

NFC/RFID

API

Beispiele

OLED 128x64

API

Beispiele

Piezo Buzzer

API

Beispiele

PTC

API

Beispiele

PTC 2.0

API

Beispiele

Remote Switch

API

Beispiele

RGB LED

API

Beispiele

RGB LED Matrix

API

Rotary Encoder

API

Beispiele

Solid State Relay

API

Beispiele

Temperature IR

API

Beispiele

Thermocouple

API

Beispiele

UV Light

API

Beispiele

Voltage

API

Beispiele

Voltage/Current

API

Beispiele