TCP/IP - Energy Monitor Bricklet

Dies ist die Beschreibung des TCP/IP Protokolls für das Energy Monitor Bricklet. Allgemeine Informationen über die Funktionen und technischen Spezifikationen des Energy Monitor Bricklet sind in dessen Hardware Beschreibung zusammengefasst.

API

Eine allgemeine Beschreibung der TCP/IP Protokollstruktur findet sich hier.

Grundfunktionen

BrickletEnergyMonitor.get_energy_data
Funktions-ID:
  • 1
Anfrage:
  • keine Nutzdaten
Antwort:
  • voltage – Typ: int32, Wertebereich: [-231 bis 231 - 1]
  • current – Typ: int32, Wertebereich: [-231 bis 231 - 1]
  • energy – Typ: int32, Wertebereich: [-231 bis 231 - 1]
  • real_power – Typ: int32, Wertebereich: [-231 bis 231 - 1]
  • apparent_power – Typ: int32, Wertebereich: [-231 bis 231 - 1]
  • reactive_power – Typ: int32, Wertebereich: [-231 bis 231 - 1]
  • power_factor – Typ: uint16, Wertebereich: [0 bis 216 - 1]
  • frequency – Typ: uint16, Wertebereich: [0 bis 216 - 1]

Gibt alle Messdaten des Energy Monitor Bricklets zurück.

  • Voltage (V): RMS-Spannung (Effektivwert) mit einer Auflösung von 10mV (Beispiel: 230,05V = 23005)
  • Current (A): RMS-Strom (Effektivwert) mit einer Auflösung von 10mA (Beispiel: 1,42A = 142)
  • Energy (Wh): Energie (integriert über Zeit) mit einer Auflösung von 10mWh (Beispiel: 1,1kWh = 110000)
  • Real Power (W): Wirkleistung mit einer Auflösung von 10mW (Beispiel: 1234,56W = 123456)
  • Apparent Power (VA): Scheinleistung mit einer Auflösung von 10mVA (Beispiel: 1234,56VA = 123456)
  • Reactive Power (VAR): Blindleistung mit einer Auflösung von 10mVAR (Beispiel: 1234,56VAR = 123456)
  • Power Factor: Leistungsfaktor mit einer Auflösung von 1/1000 (Beispiel: PF 0,995 = 995)
  • Frequency (Hz): AC-Frequenz der Netzspannung mit einer Auflösung von 1/100 Hz (Beispiel: 50Hz = 5000)

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.

BrickletEnergyMonitor.reset_energy
Funktions-ID:
  • 2
Anfrage:
  • keine Nutzdaten
Antwort:
  • keine Antwort

Setzt den Energiewert (siehe get_energy_data) zurück auf 0Wh

BrickletEnergyMonitor.get_waveform_low_level
Funktions-ID:
  • 3
Anfrage:
  • keine Nutzdaten
Antwort:
  • waveform_chunk_offset – Typ: uint16, Wertebereich: [0 bis 216 - 1]
  • waveform_chunk_data – Typ: int16[30], 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.

BrickletEnergyMonitor.get_transformer_status
Funktions-ID:
  • 4
Anfrage:
  • keine Nutzdaten
Antwort:
  • voltage_transformer_connected – Typ: bool
  • current_transformer_connected – Typ: bool

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

BrickletEnergyMonitor.set_transformer_calibration
Funktions-ID:
  • 5
Anfrage:
  • voltage_ratio – Typ: uint16, Wertebereich: [0 bis 216 - 1]
  • current_ratio – Typ: uint16, Wertebereich: [0 bis 216 - 1]
  • phase_shift – Typ: int16, Wertebereich: [-215 bis 215 - 1]
Antwort:
  • keine Antwort

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.

Im Auslieferungszustand ist das Spannungsverhältnis auf 1923 und das Stromverhältnis auf 3000 gesetzt.

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

BrickletEnergyMonitor.get_transformer_calibration
Funktions-ID:
  • 6
Anfrage:
  • keine Nutzdaten
Antwort:
  • voltage_ratio – Typ: uint16, Wertebereich: [0 bis 216 - 1]
  • current_ratio – Typ: uint16, Wertebereich: [0 bis 216 - 1]
  • phase_shift – Typ: int16, Wertebereich: [-215 bis 215 - 1]

Gibt die Transformator-Kalibrierung zurück, wie von set_transformer_calibration gesetzt.

BrickletEnergyMonitor.calibrate_offset
Funktions-ID:
  • 7
Anfrage:
  • keine Nutzdaten
Antwort:
  • keine Antwort

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

BrickletEnergyMonitor.get_spitfp_error_count
Funktions-ID:
  • 234
Anfrage:
  • keine Nutzdaten
Antwort:
  • error_count_ack_checksum – Typ: uint32, Wertebereich: [0 bis 232 - 1]
  • error_count_message_checksum – Typ: uint32, Wertebereich: [0 bis 232 - 1]
  • error_count_frame – Typ: uint32, Wertebereich: [0 bis 232 - 1]
  • error_count_overflow – Typ: uint32, 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.

BrickletEnergyMonitor.set_bootloader_mode
Funktions-ID:
  • 235
Anfrage:
  • mode – Typ: uint8, Wertebereich: Siehe Bedeutungen
Antwort:
  • status – Typ: uint8, Wertebereich: Siehe Bedeutungen

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 Bootlodaer- 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 Bedeutungen sind für die Elemente dieser Funktion definiert:

Für mode:

  • 0 = Bootloader
  • 1 = Firmware
  • 2 = Bootloader Wait For Reboot
  • 3 = Firmware Wait For Reboot
  • 4 = Firmware Wait For Erase And Reboot

Für status:

  • 0 = OK
  • 1 = Invalid Mode
  • 2 = No Change
  • 3 = Entry Function Not Present
  • 4 = Device Identifier Incorrect
  • 5 = CRC Mismatch
BrickletEnergyMonitor.get_bootloader_mode
Funktions-ID:
  • 236
Anfrage:
  • keine Nutzdaten
Antwort:
  • mode – Typ: uint8, Wertebereich: Siehe Bedeutungen

Gibt den aktuellen Bootloader-Modus zurück, siehe set_bootloader_mode.

Die folgenden Bedeutungen sind für die Elemente dieser Funktion definiert:

Für mode:

  • 0 = Bootloader
  • 1 = Firmware
  • 2 = Bootloader Wait For Reboot
  • 3 = Firmware Wait For Reboot
  • 4 = Firmware Wait For Erase And Reboot
BrickletEnergyMonitor.set_write_firmware_pointer
Funktions-ID:
  • 237
Anfrage:
  • pointer – Typ: uint32, Wertebereich: [0 bis 232 - 1]
Antwort:
  • keine Antwort

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.

BrickletEnergyMonitor.write_firmware
Funktions-ID:
  • 238
Anfrage:
  • data – Typ: uint8[64], Wertebereich: [0 bis 255]
Antwort:
  • status – Typ: uint8, 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.

BrickletEnergyMonitor.set_status_led_config
Funktions-ID:
  • 239
Anfrage:
  • config – Typ: uint8, Wertebereich: Siehe Bedeutungen
Antwort:
  • keine Antwort

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 Bedeutungen sind für die Elemente dieser Funktion definiert:

Für config:

  • 0 = Off
  • 1 = On
  • 2 = Show Heartbeat
  • 3 = Show Status
BrickletEnergyMonitor.get_status_led_config
Funktions-ID:
  • 240
Anfrage:
  • keine Nutzdaten
Antwort:
  • config – Typ: uint8, Wertebereich: Siehe Bedeutungen

Gibt die Konfiguration zurück, wie von set_status_led_config gesetzt.

Die folgenden Bedeutungen sind für die Elemente dieser Funktion definiert:

Für config:

  • 0 = Off
  • 1 = On
  • 2 = Show Heartbeat
  • 3 = Show Status
BrickletEnergyMonitor.get_chip_temperature
Funktions-ID:
  • 242
Anfrage:
  • keine Nutzdaten
Antwort:
  • temperature – Typ: int16, Wertebereich: [-215 bis 215 - 1]

Gibt die Temperatur in °C, 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.

BrickletEnergyMonitor.reset
Funktions-ID:
  • 243
Anfrage:
  • keine Nutzdaten
Antwort:
  • keine Antwort

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.

BrickletEnergyMonitor.write_uid
Funktions-ID:
  • 248
Anfrage:
  • uid – Typ: uint32, Wertebereich: [0 bis 232 - 1]
Antwort:
  • keine Antwort

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.

BrickletEnergyMonitor.read_uid
Funktions-ID:
  • 249
Anfrage:
  • keine Nutzdaten
Antwort:
  • uid – Typ: uint32, 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.

BrickletEnergyMonitor.get_identity
Funktions-ID:
  • 255
Anfrage:
  • keine Nutzdaten
Antwort:
  • uid – Typ: char[8]
  • connected_uid – Typ: char[8]
  • position – Typ: char
  • hardware_version – Typ: uint8[3], Wertebereich: [0 bis 255]
  • firmware_version – Typ: uint8[3], Wertebereich: [0 bis 255]
  • device_identifier – Typ: uint16, 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 kann 'a', 'b', 'c' oder 'd' sein.

Eine Liste der Device Identifier Werte ist hier zu finden. 

Konfigurationsfunktionen für Callbacks

BrickletEnergyMonitor.set_energy_data_callback_configuration
Funktions-ID:
  • 8
Anfrage:
  • period – Typ: uint32, Einheit: 1 ms, Wertebereich: [0 bis 232 - 1], Standardwert: 0
  • value_has_to_change – Typ: bool, Standardwert: false
Antwort:
  • keine Antwort

Die Periode ist die Periode mit der der CALLBACK_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.

BrickletEnergyMonitor.get_energy_data_callback_configuration
Funktions-ID:
  • 9
Anfrage:
  • keine Nutzdaten
Antwort:
  • period – Typ: uint32, 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

BrickletEnergyMonitor.CALLBACK_ENERGY_DATA
Funktions-ID:
  • 10
Antwort:
  • voltage – Typ: int32, Wertebereich: [-231 bis 231 - 1]
  • current – Typ: int32, Wertebereich: [-231 bis 231 - 1]
  • energy – Typ: int32, Wertebereich: [-231 bis 231 - 1]
  • real_power – Typ: int32, Wertebereich: [-231 bis 231 - 1]
  • apparent_power – Typ: int32, Wertebereich: [-231 bis 231 - 1]
  • reactive_power – Typ: int32, Wertebereich: [-231 bis 231 - 1]
  • power_factor – Typ: uint16, Wertebereich: [0 bis 216 - 1]
  • frequency – Typ: uint16, Wertebereich: [0 bis 216 - 1]

Dieser Callback wird periodisch ausgelöst abhängig von der mittels set_energy_data_callback_configuration gesetzten Konfiguration

Die Rückgabewerte sind der gleiche wie get_energy_data.