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="XYZ"(* Change to your UID *)

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 Starterkits.

  API Beispiele
IP Connection API Beispiele
     
Bricks    
DC API Beispiele
IMU 2.0 API Beispiele
Master API Beispiele
RED API Beispiele
Servo API Beispiele
Silent Stepper API Beispiele
Stepper API Beispiele
     
Bricks (Abgekündigt)    
IMU API Beispiele
     
Bricklets    
Accelerometer API Beispiele
Air Quality API Beispiele
Ambient Light 2.0 API Beispiele
Analog In 3.0 API Beispiele
Analog Out 2.0 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 API Beispiele
Color API Beispiele
Distance IR API Beispiele
Distance IR 2.0 API Beispiele
DMX API Beispiele
Dual Button API Beispiele
Dual Button 2.0 API Beispiele
Dual Relay API Beispiele
Dust Detector API Beispiele
GPS 2.0 API Beispiele
Hall Effect API Beispiele
Humidity 2.0 API Beispiele
Industrial Analog Out 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 Analog In API Beispiele
Industrial Dual Analog In 2.0 API Beispiele
Industrial Dual Relay 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
Laser Range Finder API Beispiele
LCD 128x64 API Beispiele
LCD 20x4 API Beispiele
LED Strip 2.0 API Beispiele
Line API Beispiele
Linear Poti API Beispiele
Load Cell 2.0 API Beispiele
Moisture API Beispiele
Motion Detector API Beispiele
Motion Detector 2.0 API Beispiele
Motorized Linear Poti API Beispiele
Multi Touch API Beispiele
NFC API Beispiele
OLED 128x64 API Beispiele
OLED 128x64 2.0 API Beispiele
OLED 64x48 API Beispiele
One Wire API Beispiele
Outdoor Weather API Beispiele
Particulate Matter API Beispiele
Piezo Speaker API Beispiele
PTC 2.0 API Beispiele
Real-Time Clock API Beispiele
Real-Time Clock 2.0 API Beispiele
Remote Switch 2.0 API Beispiele
RGB LED API Beispiele
RGB LED Button API Beispiele
Rotary Encoder 2.0 API Beispiele
Rotary Poti API Beispiele
RS232 API Beispiele
RS232 2.0 API Beispiele
RS485 API Beispiele
Segment Display 4x7 API Beispiele
Solid State Relay 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 API Beispiele
UV Light 2.0 API Beispiele
Voltage/Current 2.0 API Beispiele
     
Bricklets (Abgekündigt)    
Ambient Light API Beispiele
Analog In API Beispiele
Analog In 2.0 API Beispiele
Analog Out API Beispiele
Current12 API Beispiele
Current25 API Beispiele
Distance US API Beispiele
GPS API Beispiele
Humidity API Beispiele
Industrial Digital In 4 API Beispiele
Industrial Quad Relay API Beispiele
IO-4 API Beispiele
LCD 16x2 API Beispiele
LED Strip API Beispiele
Load Cell API Beispiele
NFC/RFID API Beispiele
Piezo Buzzer API Beispiele
PTC API Beispiele
Remote Switch API Beispiele
RGB LED Matrix API Beispiele
Rotary Encoder API Beispiele
Temperature IR API Beispiele
Thermocouple API Beispiele
Voltage API Beispiele
Voltage/Current API Beispiele