Shell - Energy Monitor Bricklet

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

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

Beispiele

Der folgende Beispielcode ist Public Domain (CC0 1.0).

Simple

Download (example-simple.sh)

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#!/bin/sh
# Connects to localhost:4223 by default, use --host and --port to change this

uid=XYZ # Change XYZ to the UID of your Energy Monitor Bricklet

# Get current Energy Data
tinkerforge call energy-monitor-bricklet $uid get-energy-data

Callback

Download (example-callback.sh)

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#!/bin/sh
# Connects to localhost:4223 by default, use --host and --port to change this

uid=XYZ # Change XYZ to the UID of your Energy Monitor Bricklet

# Handle incoming Energy Data callbacks
tinkerforge dispatch energy-monitor-bricklet $uid energy-data &

# Set period for Energy Data callback to 1s (1000ms)
tinkerforge call energy-monitor-bricklet $uid set-energy-data-callback-configuration 1000 false

echo "Press key to exit"; read dummy

kill -- -$$ # Stop callback dispatch in background

API

Mögliche Exit Codes für alle tinkerforge Befehle sind:

  • 1: Unterbrochen (Ctrl+C)
  • 2: Syntaxfehler
  • 21: Python 2.5 oder neuer wird benötigt
  • 22: Python argparse Modul fehlt
  • 23: Socket-Fehler
  • 24: Andere Exception
  • 25: Ungültiger Platzhalter in Format-String
  • 26: Authentifizierungsfehler
  • 201: Timeout ist aufgetreten
  • 209: Ungültiger Argumentwert
  • 210: Funktion wird nicht unterstützt
  • 211: Unbekannter Fehler

Befehlsstruktur

Allgemeine Optionen des call und des dispatch Befehls sind hier zu finden. Im Folgenden wird die spezifische Befehlsstruktur dargestellt.

tinkerforge call energy-monitor-bricklet [<option>..] <uid> <function> [<argument>..]
Parameter:
  • <uid> – Typ: String
  • <function> – Typ: String

Der call Befehl wird verwendet um eine Funktion des Energy Monitor Bricklet aufzurufen. Der Befehl kennt mehrere Optionen:

  • --help zeigt Hilfe für den spezifischen call Befehl an und endet dann
  • --list-functions zeigt eine Liste der bekannten Funktionen des Energy Monitor Bricklet an und endet dann
tinkerforge dispatch energy-monitor-bricklet [<option>..] <uid> <callback>
Parameter:
  • <uid> – Typ: String
  • <callback> – Typ: String

Der dispatch Befehl wird verwendet um eingehende Callbacks des Energy Monitor Bricklet abzufertigen. Der Befehl kennt mehrere Optionen:

  • --help zeigt Hilfe für den spezifischen dispatch Befehl an und endet dann
  • --list-callbacks zeigt eine Liste der bekannten Callbacks des Energy Monitor Bricklet an und endet dann
tinkerforge call energy-monitor-bricklet <uid> <function> [<option>..] [<argument>..]
Parameter:
  • <uid> – Typ: String
  • <function> – Typ: String

Abhängig von der Art der aufzurufenden <function> kennt diese verschiedene Optionen. Alle Funktionen kennen die folgenden Optionen:

  • --help zeigt Hilfe für die spezifische <function> an und endet dann

Getter-Funktionen kennen zusätzlich die folgenden Optionen:

  • --execute <command> Shell-Befehl der für jede eingehende Antwort ausgeführt wird (siehe den Abschnitt über Ausgabeformatierung für Details)

Setter-Funktionen kennen zusätzlich die folgenden Optionen:

  • --expect-response fragt Antwort an und wartet auf diese

Mit der --expect-response Option für Setter-Funktionen können Timeouts und andere Fehlerfälle auch für Aufrufe von Setter-Funktionen detektiert werden. Das Gerät sendet dann eine Antwort extra für diesen Zweck. Wenn diese Option für eine Setter-Funktion nicht angegeben ist, dann wird keine Antwort vom Gerät gesendet und Fehler werden stillschweigend ignoriert, da sie nicht detektiert werden können.

tinkerforge dispatch energy-monitor-bricklet <uid> <callback> [<option>..]
Parameter:
  • <uid> – Typ: String
  • <callback> – Typ: String

Der abzufertigende <callback> kennt mehrere Optionen:

  • --help zeigt Hilfe für den spezifische <callback> an und endet dann
  • --execute <command> Shell-Befehlszeile der für jede eingehende Antwort ausgeführt wird (siehe den Abschnitt über Ausgabeformatierung für Details)

Grundfunktionen

tinkerforge call energy-monitor-bricklet <uid> get-energy-data
Ausgabe:
  • voltage – Typ: Int, Einheit: 1/100 V, Wertebereich: [-231 bis 231 - 1]
  • current – Typ: Int, Einheit: 1/100 A, Wertebereich: [-231 bis 231 - 1]
  • energy – Typ: Int, Einheit: 1/100 Wh, Wertebereich: [-231 bis 231 - 1]
  • real-power – Typ: Int, Einheit: 1/100 W, Wertebereich: [-231 bis 231 - 1]
  • apparent-power – Typ: Int, Einheit: 1/100 VA, Wertebereich: [-231 bis 231 - 1]
  • reactive-power – Typ: Int, Einheit: 1/100 var, Wertebereich: [-231 bis 231 - 1]
  • power-factor – Typ: Int, Einheit: 1/1000, Wertebereich: [0 bis 216 - 1]
  • frequency – Typ: Int, Einheit: 1/100 Hz, Wertebereich: [0 bis 216 - 1]

Gibt alle Messdaten des Energy Monitor Bricklets zurück.

  • Voltage: RMS-Spannung (Effektivwert)
  • Current: RMS-Strom (Effektivwert)
  • Energy: Energie (integriert über Zeit)
  • Real Power: Wirkleistung
  • Apparent Power: Scheinleistung
  • Reactive Power: Blindleistung
  • Power Factor: Leistungsfaktor
  • Frequency: AC-Frequenz der Netzspannung

Die Frequenz wird alle 6 Sekunden neu berechnet.

Alle anderen Werte werden über 10 Nulldurchgänge der Spannungs-Sinuskurve integriert. Mit einer Standard Netzspannungsfrequenz von 50Hz entspricht das 5 Messungen pro Sekunde (oder einer Integrationszeit von 200ms pro Messung).

Wenn kein Spannungstransformator angeschlossen ist, nutzt das Bricklet den Kurvenverlauf des Stroms, um die Frequenz zu bestimmen und die Integrationszeit beträgt 10 Nulldurchläufe der Strom-Sinuskurve.

tinkerforge call energy-monitor-bricklet <uid> reset-energy
Ausgabe:
  • keine Ausgabe

Setzt den Energiewert (siehe get-energy-data) zurück auf 0Wh

tinkerforge call energy-monitor-bricklet <uid> get-waveform
Ausgabe:
  • waveform – Typ: Int Array, Länge: 1536, Wertebereich: [-215 bis 215 - 1]

Gibt eine Momentaufnahme des Spannungs- und Stromkurvenverlaufs zurück. Die Werte im zurückgegebenen Array alternieren zwischen Spannung und Strom. Die Daten eines Getter-Aufrufs beinhalten 768 Datenpunkte für Spannung und Strom, diese korrespondieren zu ungefähr 3 vollen Sinuskurven.

Die Spannung hat eine Auflösung von 100mV und der Strom hat eine Auflösung von 10mA.

Die Daten können für eine grafische Repräsentation (nicht-Realzeit) der Kurvenverläufe genutzt werden.

tinkerforge call energy-monitor-bricklet <uid> get-transformer-status
Ausgabe:
  • voltage-transformer-connected – Typ: Bool
  • current-transformer-connected – Typ: Bool

Gibt true zurück wenn ein Spannungs-/Stromtransformator mit dem Bricklet verbunden ist.

tinkerforge call energy-monitor-bricklet <uid> set-transformer-calibration <voltage-ratio> <current-ratio> <phase-shift>
Parameter:
  • <voltage-ratio> – Typ: Int, Wertebereich: [0 bis 216 - 1], Standardwert: 1923
  • <current-ratio> – Typ: Int, Wertebereich: [0 bis 216 - 1], Standardwert: 3000
  • <phase-shift> – Typ: Int, Wertebereich: [0], Standardwert: 0
Ausgabe:
  • keine Ausgabe

Setzt das Transformer-Verhältnis für Strom und Spannung in Hundertstel.

Beispiel: Wenn die Netzspannung 230V beträgt und ein 9V Spannungstransformer sowie eine 1V:30A Spannungszange verwendet wird, ergibt das ein Spannungsverhältnis von 230/9 = 25,56 und ein Stromverhältnis von 30/1 = 30.

In diesem Fall müssten also die Werte 2556 und 3000 gesetzt werden.

Die Kalibrierung wird in nicht-flüchtigem Speicher gespeichert und muss nur einmal gesetzt werden.

Der Parameter Phase Shift muss auf 0 gesetzt werden. Dieser Parameter wird aktuell von der Firmware nicht genutzt.

tinkerforge call energy-monitor-bricklet <uid> get-transformer-calibration
Ausgabe:
  • voltage-ratio – Typ: Int, Wertebereich: [0 bis 216 - 1], Standardwert: 1923
  • current-ratio – Typ: Int, Wertebereich: [0 bis 216 - 1], Standardwert: 3000
  • phase-shift – Typ: Int, Wertebereich: [0], Standardwert: 0

Gibt die Transformator-Kalibrierung zurück, wie von set-transformer-calibration gesetzt.

tinkerforge call energy-monitor-bricklet <uid> calibrate-offset
Ausgabe:
  • keine Ausgabe

Ein Aufruf dieser Funktion startet eine Offset-Kalibrierung. Dazu werden die Spannungs- und Stromkurvenverläufe über einen längeren Zeitraum aufsummiert, um den Nulldurchgangspunkt der Sinuskurve zu finden.

Der Offset für das Bricklet wird von Tinkerforge ab Werk kalibriert. Ein Aufruf dieser Funktion sollte also nicht notwendig sein.

Wenn der Offset rekalibriert werden soll, empfehlen wir entweder eine Last anzuschließen, die eine glatte Sinuskurve für Spannung und Strom erzeugt, oder die beiden Eingänge kurzzuschließen.

Die Kalibrierung wird in nicht-flüchtigem Speicher gespeichert und muss nur einmal gesetzt werden.

Fortgeschrittene Funktionen

tinkerforge call energy-monitor-bricklet <uid> get-spitfp-error-count
Ausgabe:
  • error-count-ack-checksum – Typ: Int, Wertebereich: [0 bis 232 - 1]
  • error-count-message-checksum – Typ: Int, Wertebereich: [0 bis 232 - 1]
  • error-count-frame – Typ: Int, Wertebereich: [0 bis 232 - 1]
  • error-count-overflow – Typ: Int, Wertebereich: [0 bis 232 - 1]

Gibt die Anzahl der Fehler die während der Kommunikation zwischen Brick und Bricklet aufgetreten sind zurück.

Die Fehler sind aufgeteilt in

  • ACK-Checksummen Fehler,
  • Message-Checksummen Fehler,
  • Framing Fehler und
  • Overflow Fehler.

Die Fehlerzähler sind für Fehler die auf der Seite des Bricklets auftreten. Jedes Brick hat eine ähnliche Funktion welche die Fehler auf Brickseite ausgibt.

tinkerforge call energy-monitor-bricklet <uid> set-bootloader-mode <mode>
Parameter:
  • <mode> – Typ: Int, Wertebereich: Siehe Symbole
Ausgabe:
  • status – Typ: Int, Wertebereich: Siehe Symbole

Setzt den Bootloader-Modus und gibt den Status zurück nachdem die Modusänderungsanfrage bearbeitet wurde.

Mit dieser Funktion ist es möglich vom Bootloader- in den Firmware-Modus zu wechseln und umgekehrt. Ein Welchsel vom Bootloader- in der den Firmware-Modus ist nur möglich wenn Entry-Funktion, Device Identifier und CRC vorhanden und korrekt sind.

Diese Funktion wird vom Brick Viewer während des Flashens benutzt. In einem normalem Nutzerprogramm sollte diese Funktion nicht benötigt werden.

Die folgenden Symbole sind für diese Funktion verfügbar:

Für <mode>:

  • bootloader-mode-bootloader = 0
  • bootloader-mode-firmware = 1
  • bootloader-mode-bootloader-wait-for-reboot = 2
  • bootloader-mode-firmware-wait-for-reboot = 3
  • bootloader-mode-firmware-wait-for-erase-and-reboot = 4

Für status:

  • bootloader-status-ok = 0
  • bootloader-status-invalid-mode = 1
  • bootloader-status-no-change = 2
  • bootloader-status-entry-function-not-present = 3
  • bootloader-status-device-identifier-incorrect = 4
  • bootloader-status-crc-mismatch = 5
tinkerforge call energy-monitor-bricklet <uid> get-bootloader-mode
Ausgabe:
  • mode – Typ: Int, Wertebereich: Siehe Symbole

Gibt den aktuellen Bootloader-Modus zurück, siehe set-bootloader-mode.

Die folgenden Symbole sind für diese Funktion verfügbar:

Für mode:

  • bootloader-mode-bootloader = 0
  • bootloader-mode-firmware = 1
  • bootloader-mode-bootloader-wait-for-reboot = 2
  • bootloader-mode-firmware-wait-for-reboot = 3
  • bootloader-mode-firmware-wait-for-erase-and-reboot = 4
tinkerforge call energy-monitor-bricklet <uid> set-write-firmware-pointer <pointer>
Parameter:
  • <pointer> – Typ: Int, Einheit: 1 B, Wertebereich: [0 bis 232 - 1]
Ausgabe:
  • keine Ausgabe

Setzt den Firmware-Pointer für write-firmware. Der Pointer muss um je 64 Byte erhöht werden. Die Daten werden alle 4 Datenblöcke in den Flash geschrieben (4 Datenblöcke entsprechen einer Page mit 256 Byte).

Diese Funktion wird vom Brick Viewer während des flashens benutzt. In einem normalem Nutzerprogramm sollte diese Funktion nicht benötigt werden.

tinkerforge call energy-monitor-bricklet <uid> write-firmware <data>
Parameter:
  • <data> – Typ: Int Array, Länge: 64, Wertebereich: [0 bis 255]
Ausgabe:
  • status – Typ: Int, Wertebereich: [0 bis 255]

Schreibt 64 Bytes Firmware an die Position die vorher von set-write-firmware-pointer gesetzt wurde. Die Firmware wird alle 4 Datenblöcke in den Flash geschrieben.

Eine Firmware kann nur im Bootloader-Mode geschrieben werden.

Diese Funktion wird vom Brick Viewer während des flashens benutzt. In einem normalem Nutzerprogramm sollte diese Funktion nicht benötigt werden.

tinkerforge call energy-monitor-bricklet <uid> set-status-led-config <config>
Parameter:
  • <config> – Typ: Int, Wertebereich: Siehe Symbole, Standardwert: 3
Ausgabe:
  • keine Ausgabe

Setzt die Konfiguration der Status-LED. Standardmäßig zeigt die LED die Kommunikationsdatenmenge an. Sie blinkt einmal auf pro 10 empfangenen Datenpaketen zwischen Brick und Bricklet.

Die LED kann auch permanent an/aus gestellt werden oder einen Herzschlag anzeigen.

Wenn das Bricklet sich im Bootlodermodus befindet ist die LED aus.

Die folgenden Symbole sind für diese Funktion verfügbar:

Für <config>:

  • status-led-config-off = 0
  • status-led-config-on = 1
  • status-led-config-show-heartbeat = 2
  • status-led-config-show-status = 3
tinkerforge call energy-monitor-bricklet <uid> get-status-led-config
Ausgabe:
  • config – Typ: Int, Wertebereich: Siehe Symbole, Standardwert: 3

Gibt die Konfiguration zurück, wie von set-status-led-config gesetzt.

Die folgenden Symbole sind für diese Funktion verfügbar:

Für config:

  • status-led-config-off = 0
  • status-led-config-on = 1
  • status-led-config-show-heartbeat = 2
  • status-led-config-show-status = 3
tinkerforge call energy-monitor-bricklet <uid> get-chip-temperature
Ausgabe:
  • temperature – Typ: Int, Einheit: 1 °C, Wertebereich: [-215 bis 215 - 1]

Gibt die Temperatur, gemessen im Mikrocontroller, aus. Der Rückgabewert ist nicht die Umgebungstemperatur.

Die Temperatur ist lediglich proportional zur echten Temperatur und hat eine hohe Ungenauigkeit. Daher beschränkt sich der praktische Nutzen auf die Indikation von Temperaturveränderungen.

tinkerforge call energy-monitor-bricklet <uid> reset
Ausgabe:
  • keine Ausgabe

Ein Aufruf dieser Funktion setzt das Bricklet zurück. Nach einem Neustart sind alle Konfiguration verloren.

Nach dem Zurücksetzen ist es notwendig neue Objekte zu erzeugen, Funktionsaufrufe auf bestehenden führen zu undefiniertem Verhalten.

tinkerforge call energy-monitor-bricklet <uid> write-uid <uid>
Parameter:
  • <uid> – Typ: Int, Wertebereich: [0 bis 232 - 1]
Ausgabe:
  • keine Ausgabe

Schreibt eine neue UID in den Flash. Die UID muss zuerst vom Base58 encodierten String in einen Integer decodiert werden.

Wir empfehlen die Nutzung des Brick Viewers zum ändern der UID.

tinkerforge call energy-monitor-bricklet <uid> read-uid
Ausgabe:
  • uid – Typ: Int, Wertebereich: [0 bis 232 - 1]

Gibt die aktuelle UID als Integer zurück. Dieser Integer kann als Base58 encodiert werden um an den üblichen UID-String zu gelangen.

tinkerforge call energy-monitor-bricklet <uid> get-identity
Ausgabe:
  • uid – Typ: String, Länge: bis zu 8
  • connected-uid – Typ: String, Länge: bis zu 8
  • position – Typ: Char, Wertebereich: [a bis h, i, z]
  • hardware-version – Typ: Int Array, Länge: 3
    • 0: major – Typ: Int, Wertebereich: [0 bis 255]
    • 1: minor – Typ: Int, Wertebereich: [0 bis 255]
    • 2: revision – Typ: Int, Wertebereich: [0 bis 255]
  • firmware-version – Typ: Int Array, Länge: 3
    • 0: major – Typ: Int, Wertebereich: [0 bis 255]
    • 1: minor – Typ: Int, Wertebereich: [0 bis 255]
    • 2: revision – Typ: Int, Wertebereich: [0 bis 255]
  • device-identifier – Typ: Int, Wertebereich: [0 bis 216 - 1]

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 'a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f', 'g' oder 'h' (Bricklet Anschluss) sein. Der Raspberry Pi HAT (Zero) Brick ist immer an Position 'i' und das Bricklet hinter einem Isolator Bricklet ist immer an Position 'z'.

Eine Liste der Device Identifier Werte ist hier zu finden. 

Konfigurationsfunktionen für Callbacks

tinkerforge call energy-monitor-bricklet <uid> set-energy-data-callback-configuration <period> <value-has-to-change>
Parameter:
  • <period> – Typ: Int, Einheit: 1 ms, Wertebereich: [0 bis 232 - 1], Standardwert: 0
  • <value-has-to-change> – Typ: Bool, Standardwert: false
Ausgabe:
  • keine Ausgabe

Die Periode ist die Periode mit der der energy-data Callback ausgelöst wird. Ein Wert von 0 schaltet den Callback ab.

Wenn der value has to change-Parameter auf True gesetzt wird, wird der Callback nur ausgelöst, wenn der Wert sich im Vergleich zum letzten mal geändert hat. Ändert der Wert sich nicht innerhalb der Periode, so wird der Callback sofort ausgelöst, wenn der Wert sich das nächste mal ändert.

Wird der Parameter auf False gesetzt, so wird der Callback dauerhaft mit der festen Periode ausgelöst unabhängig von den Änderungen des Werts.

tinkerforge call energy-monitor-bricklet <uid> get-energy-data-callback-configuration
Ausgabe:
  • period – Typ: Int, Einheit: 1 ms, Wertebereich: [0 bis 232 - 1], Standardwert: 0
  • value-has-to-change – Typ: Bool, Standardwert: false

Gibt die Callback-Konfiguration zurück, wie mittels set-energy-data-callback-configuration gesetzt.

Callbacks

Callbacks können registriert werden um zeitkritische oder wiederkehrende Daten vom Gerät zu erhalten:

tinkerforge dispatch energy-monitor-bricklet <uid> example

Die verfügbaren Callbacks 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.

tinkerforge dispatch energy-monitor-bricklet <uid> energy-data
Ausgabe:
  • voltage – Typ: Int, Einheit: 1/100 V, Wertebereich: [-231 bis 231 - 1]
  • current – Typ: Int, Einheit: 1/100 A, Wertebereich: [-231 bis 231 - 1]
  • energy – Typ: Int, Einheit: 1/100 Wh, Wertebereich: [-231 bis 231 - 1]
  • real-power – Typ: Int, Einheit: 1/100 W, Wertebereich: [-231 bis 231 - 1]
  • apparent-power – Typ: Int, Einheit: 1/100 VA, Wertebereich: [-231 bis 231 - 1]
  • reactive-power – Typ: Int, Einheit: 1/100 var, Wertebereich: [-231 bis 231 - 1]
  • power-factor – Typ: Int, Einheit: 1/1000, Wertebereich: [0 bis 216 - 1]
  • frequency – Typ: Int, Einheit: 1/100 Hz, Wertebereich: [0 bis 216 - 1]

Dieser Callback wird periodisch ausgelöst abhängig von der mittels set-energy-data-callback-configuration gesetzten Konfiguration

Die Parameter sind der gleiche wie get-energy-data.