Mathematica - Accelerometer Bricklet

Dies ist die Beschreibung der Mathematica API Bindings für das Accelerometer Bricklet. Allgemeine Informationen über die Funktionen und technischen Spezifikationen des Accelerometer Bricklet sind in dessen Hardware Beschreibung zusammengefasst.

Eine Installationanleitung für die Mathematica API Bindings ist Teil deren allgemeine Beschreibung.

Beispiele

Der folgende Beispielcode ist Public Domain (CC0 1.0).

Simple

Download (ExampleSimple.nb)

 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
Needs["NETLink`"]
LoadNETAssembly["Tinkerforge",NotebookDirectory[]<>"../../.."]

host="localhost"
port=4223
uid="XYZ"(*Change XYZ to the UID of your Accelerometer Bricklet*)

(*Create IPConnection and device object*)
ipcon=NETNew["Tinkerforge.IPConnection"]
a=NETNew["Tinkerforge.BrickletAccelerometer",uid,ipcon]
ipcon@Connect[host,port]

(*Get current acceleration*)
x=0;y=0;z=0
a@GetAcceleration[x,y,z]

Print["Acceleration [X]: "<>ToString[N[Quantity[x,"g/1000"]]]]
Print["Acceleration [Y]: "<>ToString[N[Quantity[y,"g/1000"]]]]
Print["Acceleration [Z]: "<>ToString[N[Quantity[z,"g/1000"]]]]

(*Clean up*)
ipcon@Disconnect[]
ReleaseNETObject[a]
ReleaseNETObject[ipcon]

Callback

Download (ExampleCallback.nb)

 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
Needs["NETLink`"]
LoadNETAssembly["Tinkerforge",NotebookDirectory[]<>"../../.."]

host="localhost"
port=4223
uid="XYZ"(*Change XYZ to the UID of your Accelerometer Bricklet*)

(*Create IPConnection and device object*)
ipcon=NETNew["Tinkerforge.IPConnection"]
a=NETNew["Tinkerforge.BrickletAccelerometer",uid,ipcon]
ipcon@Connect[host,port]

(*Callback function for acceleration callback*)
AccelerationCB[sender_,x_,y_,z_]:=
 Module[{},
  Print["Acceleration [X]: "<>ToString[N[Quantity[x,"g/1000"]]]];
  Print["Acceleration [Y]: "<>ToString[N[Quantity[y,"g/1000"]]]];
  Print["Acceleration [Z]: "<>ToString[N[Quantity[z,"g/1000"]]]]
 ]

AddEventHandler[a@AccelerationCallback,AccelerationCB]

(*Set period for acceleration callback to 1s (1000ms)*)
(*Note: The acceleration callback is only called every second*)
(*if the acceleration has changed since the last call!*)
a@SetAccelerationCallbackPeriod[1000]

Input["Click OK to exit"]

(*Clean up*)
ipcon@Disconnect[]
ReleaseNETObject[a]
ReleaseNETObject[ipcon]

Threshold

Download (ExampleThreshold.nb)

 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
Needs["NETLink`"]
LoadNETAssembly["Tinkerforge",NotebookDirectory[]<>"../../.."]

host="localhost"
port=4223
uid="XYZ"(*Change XYZ to the UID of your Accelerometer Bricklet*)

(*Create IPConnection and device object*)
ipcon=NETNew["Tinkerforge.IPConnection"]
a=NETNew["Tinkerforge.BrickletAccelerometer",uid,ipcon]
ipcon@Connect[host,port]

(*Get threshold callbacks with a debounce time of 10 seconds (10000ms)*)
a@SetDebouncePeriod[10000]

(*Callback function for acceleration reached callback*)
AccelerationReachedCB[sender_,x_,y_,z_]:=
 Module[{},
  Print["Acceleration [X]: "<>ToString[N[Quantity[x,"g/1000"]]]];
  Print["Acceleration [Y]: "<>ToString[N[Quantity[y,"g/1000"]]]];
  Print["Acceleration [Z]: "<>ToString[N[Quantity[z,"g/1000"]]]]
 ]

AddEventHandler[a@AccelerationReachedCallback,AccelerationReachedCB]

(*Configure threshold for acceleration "greater than 2 g, 2 g, 2 g"*)
option=Tinkerforge`BrickletAccelerometer`THRESHOLDUOPTIONUGREATER
a@SetAccelerationCallbackThreshold[option,2*1000,0,2*1000,0,2*1000,0]

Input["Click OK to exit"]

(*Clean up*)
ipcon@Disconnect[]
ReleaseNETObject[a]
ReleaseNETObject[ipcon]

API

Prinzipiell kann jede Funktion der Mathematica Bindings, welche einen Wert zurück gibt eine Tinkerforge.TimeoutException werfen. Diese Exception wird geworfen wenn das Gerät nicht antwortet. Wenn eine Kabelverbindung genutzt wird, ist es unwahrscheinlich, dass die Exception geworfen wird (unter der Annahme, dass das Gerät nicht abgesteckt wird). Bei einer drahtlosen Verbindung können Zeitüberschreitungen auftreten, sobald die Entfernung zum Gerät zu groß wird.

Da .NET/Link nicht mehrere Rückgabewerte direkt unterstützt, wird das out Schlüsselwort genutzt, um mehrere Werte aus einer Funktion zurückzugeben. Weitere Informationen über das out Schlüsselwort in .NET/Link sind in der entsprechende Mathematica .NET/Link Dokumentation zu finden.

Der Namensraum für alle Brick/Bricklet Bindings und die IPConnection ist Tinkerforge.*.

Grundfunktionen

BrickletAccelerometer[uid, ipcon] → accelerometer
Parameter:
  • uid -- String
  • ipcon -- NETObject[IPConnection]
Rückgabe:
  • accelerometer -- NETObject[BrickletAccelerometer]

Erzeugt ein Objekt mit der eindeutigen Geräte ID uid:

accelerometer=NETNew["Tinkerforge.BrickletAccelerometer","YOUR_DEVICE_UID",ipcon]

Dieses Objekt kann benutzt werden, nachdem die IP Connection verbunden ist (siehe Beispiele oben).

Die .NET Runtime hat eingebauten Garbage Collection welche Objekte wieder freigibt, wenn sie vom Programm nicht mehr verwendet werden. Da Mathematica aber selbst nicht automatisch feststellen kann, wann ein Mathematica "Programm" ein .NET Objekt nicht mehr verwendet, muss sich das Programm selbst darum kümmern. Für diesen Zweck wird die ReleaseNETObject[] Funktion in den Beispielen verwendet.

Weitere Informationen über Objekt-Verwaltung mittels .NET/Link sind in der entsprechende Mathematica .NET/Link Dokumentation zu finden.

BrickletAccelerometer@GetAcceleration[out x, out y, out z] → Null
Parameter:
  • x -- Integer
  • y -- Integer
  • z -- Integer

Gibt die Beschleunigung in X-, Y- und Z-Richtung zurück. Die Werte haben die Einheit g/1000 (1g = 9,80665m/s²), nicht zu verwechseln mit Gramm.

Wenn die Beschleunigungswerte periodisch abgefragt werden sollen, wird empfohlen den AccelerationCallback Callback zu nutzen und die Periode mit SetAccelerationCallbackPeriod[] vorzugeben.

BrickletAccelerometer@GetTemperature[] → temperature
Rückgabe:
  • temperature -- Integer

Gibt die Temperatur des Beschleunigungssensors in °C zurück.

BrickletAccelerometer@LEDOn[] → Null

Aktiviert die LED auf dem Bricklet.

BrickletAccelerometer@LEDOff[] → Null

Deaktiviert die LED auf dem Bricklet.

BrickletAccelerometer@IsLEDOn[] → on
Rückgabe:
  • on -- True/False

Gibt true zurück wenn die LED aktiviert ist, false sonst.

Fortgeschrittene Funktionen

BrickletAccelerometer@SetConfiguration[dataRate, fullScale, filterBandwidth] → Null
Parameter:
  • dataRate -- Integer
  • fullScale -- Integer
  • filterBandwidth -- Integer

Konfiguriert die Datenrate, den Wertebereich und die Filterbandbreite. Mögliche Konfigurationswerte sind:

  • Datenrate zwischen 0Hz und 1600Hz.
  • Wertebereich von ±2g bis zu ±16g.
  • Filterbandbreite zwischen 50Hz und 800Hz.

Eine Verringerung der Datenrate oder des Wertebereichs verringert auch automatisch das Rauschen auf den Daten.

Die Standardwerte sind 100Hz Datenrate, ±4g Wertebereich und 200Hz Filterbandbreite.

Die folgenden Konstanten sind für diese Funktion verfügbar:

  • BrickletAccelerometer`DATAURATEUOFF = 0
  • BrickletAccelerometer`DATAURATEU3HZ = 1
  • BrickletAccelerometer`DATAURATEU6HZ = 2
  • BrickletAccelerometer`DATAURATEU12HZ = 3
  • BrickletAccelerometer`DATAURATEU25HZ = 4
  • BrickletAccelerometer`DATAURATEU50HZ = 5
  • BrickletAccelerometer`DATAURATEU100HZ = 6
  • BrickletAccelerometer`DATAURATEU400HZ = 7
  • BrickletAccelerometer`DATAURATEU800HZ = 8
  • BrickletAccelerometer`DATAURATEU1600HZ = 9
  • BrickletAccelerometer`FULLUSCALEU2G = 0
  • BrickletAccelerometer`FULLUSCALEU4G = 1
  • BrickletAccelerometer`FULLUSCALEU6G = 2
  • BrickletAccelerometer`FULLUSCALEU8G = 3
  • BrickletAccelerometer`FULLUSCALEU16G = 4
  • BrickletAccelerometer`FILTERUBANDWIDTHU800HZ = 0
  • BrickletAccelerometer`FILTERUBANDWIDTHU400HZ = 1
  • BrickletAccelerometer`FILTERUBANDWIDTHU200HZ = 2
  • BrickletAccelerometer`FILTERUBANDWIDTHU50HZ = 3
BrickletAccelerometer@GetConfiguration[out dataRate, out fullScale, out filterBandwidth] → Null
Parameter:
  • dataRate -- Integer
  • fullScale -- Integer
  • filterBandwidth -- Integer

Gibt die Konfiguration zurück, wie von SetConfiguration[] gesetzt.

Die folgenden Konstanten sind für diese Funktion verfügbar:

  • BrickletAccelerometer`DATAURATEUOFF = 0
  • BrickletAccelerometer`DATAURATEU3HZ = 1
  • BrickletAccelerometer`DATAURATEU6HZ = 2
  • BrickletAccelerometer`DATAURATEU12HZ = 3
  • BrickletAccelerometer`DATAURATEU25HZ = 4
  • BrickletAccelerometer`DATAURATEU50HZ = 5
  • BrickletAccelerometer`DATAURATEU100HZ = 6
  • BrickletAccelerometer`DATAURATEU400HZ = 7
  • BrickletAccelerometer`DATAURATEU800HZ = 8
  • BrickletAccelerometer`DATAURATEU1600HZ = 9
  • BrickletAccelerometer`FULLUSCALEU2G = 0
  • BrickletAccelerometer`FULLUSCALEU4G = 1
  • BrickletAccelerometer`FULLUSCALEU6G = 2
  • BrickletAccelerometer`FULLUSCALEU8G = 3
  • BrickletAccelerometer`FULLUSCALEU16G = 4
  • BrickletAccelerometer`FILTERUBANDWIDTHU800HZ = 0
  • BrickletAccelerometer`FILTERUBANDWIDTHU400HZ = 1
  • BrickletAccelerometer`FILTERUBANDWIDTHU200HZ = 2
  • BrickletAccelerometer`FILTERUBANDWIDTHU50HZ = 3
BrickletAccelerometer@GetAPIVersion[] → {apiVersion1, apiVersion2, apiVersion3}
Rückgabe:
  • apiVersioni -- Integer

Gibt die Version der API Definition (Major, Minor, Revision) zurück, die diese API Bindings implementieren. Dies ist weder die Release-Version dieser API Bindings noch gibt es in irgendeiner Weise Auskunft über den oder das repräsentierte(n) Brick oder Bricklet.

BrickletAccelerometer@GetResponseExpected[functionId] → responseExpected
Parameter:
  • functionId -- Integer
Rückgabe:
  • responseExpected -- True/False

Gibt das Response-Expected-Flag für die Funktion mit der angegebenen Funktions IDs zurück. Es ist true falls für die Funktion beim Aufruf eine Antwort erwartet wird, false andernfalls.

Für Getter-Funktionen ist diese Flag immer gesetzt und kann nicht entfernt werden, da diese Funktionen immer eine Antwort senden. Für Konfigurationsfunktionen für Callbacks ist es standardmäßig gesetzt, kann aber entfernt werden mittels SetResponseExpected[]. Für Setter-Funktionen ist es standardmäßig nicht gesetzt, kann aber gesetzt werden.

Wenn das Response-Expected-Flag für eine Setter-Funktion gesetzt ist, können Timeouts und andere Fehlerfälle auch für Aufrufe dieser Setter-Funktion detektiert werden. Das Gerät sendet dann eine Antwort extra für diesen Zweck. Wenn das Flag für eine Setter-Funktion nicht gesetzt ist, dann wird keine Antwort vom Gerät gesendet und Fehler werden stillschweigend ignoriert, da sie nicht detektiert werden können.

Die folgenden Konstanten sind für diese Funktion verfügbar:

  • BrickletAccelerometer`FUNCTIONUSETUACCELERATIONUCALLBACKUPERIOD = 2
  • BrickletAccelerometer`FUNCTIONUSETUACCELERATIONUCALLBACKUTHRESHOLD = 4
  • BrickletAccelerometer`FUNCTIONUSETUDEBOUNCEUPERIOD = 6
  • BrickletAccelerometer`FUNCTIONUSETUCONFIGURATION = 9
  • BrickletAccelerometer`FUNCTIONULEDUON = 11
  • BrickletAccelerometer`FUNCTIONULEDUOFF = 12
BrickletAccelerometer@SetResponseExpected[functionId, responseExpected] → Null
Parameter:
  • functionId -- Integer
  • responseExpected -- True/False

Ändert das Response-Expected-Flag für die Funktion mit der angegebenen Funktion IDs. Diese Flag kann nur für Setter-Funktionen (Standardwert: false) und Konfigurationsfunktionen für Callbacks (Standardwert: true) geändert werden. Für Getter-Funktionen ist das Flag immer gesetzt.

Wenn das Response-Expected-Flag für eine Setter-Funktion gesetzt ist, können Timeouts und andere Fehlerfälle auch für Aufrufe dieser Setter-Funktion detektiert werden. Das Gerät sendet dann eine Antwort extra für diesen Zweck. Wenn das Flag für eine Setter-Funktion nicht gesetzt ist, dann wird keine Antwort vom Gerät gesendet und Fehler werden stillschweigend ignoriert, da sie nicht detektiert werden können.

Die folgenden Konstanten sind für diese Funktion verfügbar:

  • BrickletAccelerometer`FUNCTIONUSETUACCELERATIONUCALLBACKUPERIOD = 2
  • BrickletAccelerometer`FUNCTIONUSETUACCELERATIONUCALLBACKUTHRESHOLD = 4
  • BrickletAccelerometer`FUNCTIONUSETUDEBOUNCEUPERIOD = 6
  • BrickletAccelerometer`FUNCTIONUSETUCONFIGURATION = 9
  • BrickletAccelerometer`FUNCTIONULEDUON = 11
  • BrickletAccelerometer`FUNCTIONULEDUOFF = 12
BrickletAccelerometer@SetResponseExpectedAll[responseExpected] → Null
Parameter:
  • responseExpected -- True/False

Ändert das Response-Expected-Flag für alle Setter-Funktionen und Konfigurationsfunktionen für Callbacks diese Gerätes.

BrickletAccelerometer@GetIdentity[out uid, out connectedUid, out position, out {hardwareVersion1, hardwareVersion2, hardwareVersion3}, out {firmwareVersion1, firmwareVersion2, firmwareVersion3}, out deviceIdentifier] → Null
Parameter:
  • uid -- String
  • connectedUid -- String
  • position -- Integer
  • hardwareVersioni -- Integer
  • firmwareVersioni -- Integer
  • deviceIdentifier -- Integer

Gibt die UID, die UID zu der das Bricklet verbunden ist, die Position, die Hard- und Firmware Version sowie den Device Identifier zurück.

Die Position kann 'a', 'b', 'c' oder 'd' sein.

Eine Liste der Device Identifier Werte ist hier zu finden. Es gibt auch eine Konstante für den Device Identifier dieses Bricklets.

Konfigurationsfunktionen für Callbacks

BrickletAccelerometer@SetAccelerationCallbackPeriod[period] → Null
Parameter:
  • period -- Integer

Setzt die Periode in ms mit welcher der AccelerationCallback Callback ausgelöst wird. Ein Wert von 0 deaktiviert den Callback.

Der AccelerationCallback Callback wird nur ausgelöst, wenn sich die Acceleration seit der letzten Auslösung geändert hat.

Der Standardwert ist 0.

BrickletAccelerometer@GetAccelerationCallbackPeriod[] → period
Rückgabe:
  • period -- Integer

Gibt die Periode zurück, wie von SetAccelerationCallbackPeriod[] gesetzt.

BrickletAccelerometer@SetAccelerationCallbackThreshold[option, minX, maxX, minY, maxY, minZ, maxZ] → Null
Parameter:
  • option -- Integer
  • minX -- Integer
  • maxX -- Integer
  • minY -- Integer
  • maxY -- Integer
  • minZ -- Integer
  • maxZ -- Integer

Setzt den Schwellwert für den AccelerationReachedCallback Callback.

Die folgenden Optionen sind möglich:

Option Beschreibung
'x' Callback ist inaktiv
'o' Callback wird ausgelöst, wenn die Beschleunigung außerhalb des min und max Wertes ist
'i' Callback wird ausgelöst, wenn die Beschleunigung innerhalb des min und max Wertes ist
'<' Callback wird ausgelöst, wenn die Beschleunigung kleiner als der min Wert ist (max wird ignoriert)
'>' Callback wird ausgelöst, wenn die Beschleunigung größer als der min Wert ist (max wird ignoriert)

Der Standardwert ist ('x', 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0).

Die folgenden Konstanten sind für diese Funktion verfügbar:

  • BrickletAccelerometer`THRESHOLDUOPTIONUOFF = ToCharacterCode["x"][[0]]
  • BrickletAccelerometer`THRESHOLDUOPTIONUOUTSIDE = ToCharacterCode["o"][[0]]
  • BrickletAccelerometer`THRESHOLDUOPTIONUINSIDE = ToCharacterCode["i"][[0]]
  • BrickletAccelerometer`THRESHOLDUOPTIONUSMALLER = ToCharacterCode["<"][[0]]
  • BrickletAccelerometer`THRESHOLDUOPTIONUGREATER = ToCharacterCode[">"][[0]]
BrickletAccelerometer@GetAccelerationCallbackThreshold[out option, out minX, out maxX, out minY, out maxY, out minZ, out maxZ] → Null
Parameter:
  • option -- Integer
  • minX -- Integer
  • maxX -- Integer
  • minY -- Integer
  • maxY -- Integer
  • minZ -- Integer
  • maxZ -- Integer

Gibt den Schwellwert zurück, wie von SetAccelerationCallbackThreshold[] gesetzt.

Die folgenden Konstanten sind für diese Funktion verfügbar:

  • BrickletAccelerometer`THRESHOLDUOPTIONUOFF = ToCharacterCode["x"][[0]]
  • BrickletAccelerometer`THRESHOLDUOPTIONUOUTSIDE = ToCharacterCode["o"][[0]]
  • BrickletAccelerometer`THRESHOLDUOPTIONUINSIDE = ToCharacterCode["i"][[0]]
  • BrickletAccelerometer`THRESHOLDUOPTIONUSMALLER = ToCharacterCode["<"][[0]]
  • BrickletAccelerometer`THRESHOLDUOPTIONUGREATER = ToCharacterCode[">"][[0]]
BrickletAccelerometer@SetDebouncePeriod[debounce] → Null
Parameter:
  • debounce -- Integer

Setzt die Periode in ms mit welcher die Schwellwert Callback

ausgelöst wird, wenn der Schwellwert

weiterhin erreicht bleibt.

Der Standardwert ist 100.

BrickletAccelerometer@GetDebouncePeriod[] → debounce
Rückgabe:
  • debounce -- Integer

Gibt die Entprellperiode zurück, wie von SetDebouncePeriod[] gesetzt.

Callbacks

Callbacks können registriert werden um zeitkritische oder wiederkehrende Daten vom Gerät zu erhalten. Die Registrierung erfolgt indem eine Funktion einem Callback Property des Geräte Objektes zugewiesen wird:

MyCallback[sender_,value_]:=Print["Value: "<>ToString[value]]

AddEventHandler[accelerometer@ExampleCallback,MyCallback]

Weitere Informationen über Event-Behandlung mittels .NET/Link sind in der entsprechende Mathematica .NET/Link Dokumentation zu finden.

Die verfügbaren Callback Properties und ihre Parametertypen werden weiter unten beschrieben.

Bemerkung

Callbacks für wiederkehrende Ereignisse zu verwenden ist immer zu bevorzugen gegenüber der Verwendung von Abfragen. Es wird weniger USB-Bandbreite benutzt und die Latenz ist erheblich geringer, da es keine Paketumlaufzeit gibt.

event BrickletAccelerometer@AccelerationCallback[sender, x, y, z]
Parameter:
  • sender -- NETObject[BrickletAccelerometer]
  • x -- Integer
  • y -- Integer
  • z -- Integer

Dieser Callback wird mit der Periode, wie gesetzt mit SetAccelerationCallbackPeriod[], ausgelöst. Die Parameter sind die Beschleunigungen der X-, Y- und Z-Achse.

Der AccelerationCallback Callback wird nur ausgelöst, wenn sich die Beschleunigung seit der letzten Auslösung geändert hat.

event BrickletAccelerometer@AccelerationReachedCallback[sender, x, y, z]
Parameter:
  • sender -- NETObject[BrickletAccelerometer]
  • x -- Integer
  • y -- Integer
  • z -- Integer

Dieser Callback wird ausgelöst, wenn der Schwellwert, wie von SetAccelerationCallbackThreshold[] gesetzt, erreicht wird. Die Parameter sind die Beschleunigungen der X-, Y- und Z-Achse.

Wenn der Schwellwert erreicht bleibt, wird der Callback mit der Periode, wie mit SetDebouncePeriod[] gesetzt, ausgelöst.

Konstanten

BrickletAccelerometer`DEVICEUIDENTIFIER

Diese Konstante wird verwendet um ein Accelerometer Bricklet zu identifizieren.

Die GetIdentity[] Funktion und der IPConnection@EnumerateCallback Callback der IP Connection haben ein deviceIdentifier Parameter um den Typ des Bricks oder Bricklets anzugeben.

BrickletAccelerometer`DEVICEDISPLAYNAME

Diese Konstante stellt den Anzeigenamen eines Accelerometer Bricklet dar.