MATLAB/Octave - Hall Effect Bricklet

Dies ist die Beschreibung der MATLAB/Octave API Bindings für das Hall Effect Bricklet. Allgemeine Informationen über die Funktionen und technischen Spezifikationen des Hall Effect Bricklet sind in dessen Hardware Beschreibung zusammengefasst.

Eine Installationanleitung für die MATLAB/Octave API Bindings ist Teil deren allgemeine Beschreibung.

Beispiele

Der folgende Beispielcode ist Public Domain (CC0 1.0).

Simple (MATLAB)

Download (matlab_example_simple.m)

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function matlab_example_simple()
    import com.tinkerforge.IPConnection;
    import com.tinkerforge.BrickletHallEffect;

    HOST = 'localhost';
    PORT = 4223;
    UID = 'XYZ'; % Change XYZ to the UID of your Hall Effect Bricklet

    ipcon = IPConnection(); % Create IP connection
    he = handle(BrickletHallEffect(UID, ipcon), 'CallbackProperties'); % Create device object

    ipcon.connect(HOST, PORT); % Connect to brickd
    % Don't use device before ipcon is connected

    % Get current edge count without reset
    count = he.getEdgeCount(false);
    fprintf('Count: %i\n', count);

    input('Press key to exit\n', 's');
    ipcon.disconnect();
end

Callback (MATLAB)

Download (matlab_example_callback.m)

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function matlab_example_callback()
    import com.tinkerforge.IPConnection;
    import com.tinkerforge.BrickletHallEffect;

    HOST = 'localhost';
    PORT = 4223;
    UID = 'XYZ'; % Change XYZ to the UID of your Hall Effect Bricklet

    ipcon = IPConnection(); % Create IP connection
    he = handle(BrickletHallEffect(UID, ipcon), 'CallbackProperties'); % Create device object

    ipcon.connect(HOST, PORT); % Connect to brickd
    % Don't use device before ipcon is connected

    % Register edge count callback to function cb_edge_count
    set(he, 'EdgeCountCallback', @(h, e) cb_edge_count(e));

    % Set period for edge count callback to 0.05s (50ms)
    % Note: The edge count callback is only called every 0.05 seconds
    %       if the edge count has changed since the last call!
    he.setEdgeCountCallbackPeriod(50);

    input('Press key to exit\n', 's');
    ipcon.disconnect();
end

% Callback function for edge count callback
function cb_edge_count(e)
    fprintf('Count: %i\n', e.count);
end

Simple (Octave)

Download (octave_example_simple.m)

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function octave_example_simple()
    more off;

    HOST = "localhost";
    PORT = 4223;
    UID = "XYZ"; % Change XYZ to the UID of your Hall Effect Bricklet

    ipcon = javaObject("com.tinkerforge.IPConnection"); % Create IP connection
    he = javaObject("com.tinkerforge.BrickletHallEffect", UID, ipcon); % Create device object

    ipcon.connect(HOST, PORT); % Connect to brickd
    % Don't use device before ipcon is connected

    % Get current edge count without reset
    count = he.getEdgeCount(false);
    fprintf("Count: %d\n", java2int(count));

    input("Press key to exit\n", "s");
    ipcon.disconnect();
end

function int = java2int(value)
    if compare_versions(version(), "3.8", "<=")
        int = value.intValue();
    else
        int = value;
    end
end

Callback (Octave)

Download (octave_example_callback.m)

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function octave_example_callback()
    more off;

    HOST = "localhost";
    PORT = 4223;
    UID = "XYZ"; % Change XYZ to the UID of your Hall Effect Bricklet

    ipcon = javaObject("com.tinkerforge.IPConnection"); % Create IP connection
    he = javaObject("com.tinkerforge.BrickletHallEffect", UID, ipcon); % Create device object

    ipcon.connect(HOST, PORT); % Connect to brickd
    % Don't use device before ipcon is connected

    % Register edge count callback to function cb_edge_count
    he.addEdgeCountCallback(@cb_edge_count);

    % Set period for edge count callback to 0.05s (50ms)
    % Note: The edge count callback is only called every 0.05 seconds
    %       if the edge count has changed since the last call!
    he.setEdgeCountCallbackPeriod(50);

    input("Press key to exit\n", "s");
    ipcon.disconnect();
end

% Callback function for edge count callback
function cb_edge_count(e)
    fprintf("Count: %d\n", java2int(e.count));
end

function int = java2int(value)
    if compare_versions(version(), "3.8", "<=")
        int = value.intValue();
    else
        int = value;
    end
end

API

Prinzipiell kann jede Methode der MATLAB Bindings eine 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.

Neben der TimeoutException kann auch noch eine NotConnectedException geworfen werden, wenn versucht wird mit einem Brick oder Bricklet zu kommunizieren, aber die IP Connection nicht verbunden ist.

Da die MATLAB Bindings auf Java basieren und Java nicht mehrere Rückgabewerte unterstützt und eine Referenzrückgabe für elementare Type nicht möglich ist, werden kleine Klassen verwendet, die nur aus Member-Variablen bestehen. Die Member-Variablen des zurückgegebenen Objektes werden in der jeweiligen Methodenbeschreibung erläutert.

Das Package für alle Brick/Bricklet Bindings und die IP Connection ist com.tinkerforge.*

Alle folgend aufgelisteten Methoden sind Thread-sicher.

Grundfunktionen

class BrickletHallEffect(String uid, IPConnection ipcon)
Parameter:
  • uid – Typ: String
  • ipcon – Typ: IPConnection
Rückgabe:
  • hallEffect – Typ: BrickletHallEffect

Erzeugt ein Objekt mit der eindeutigen Geräte ID uid.

In MATLAB:

import com.tinkerforge.BrickletHallEffect;

hallEffect = BrickletHallEffect("YOUR_DEVICE_UID", ipcon);

In Octave:

hallEffect = java_new("com.tinkerforge.BrickletHallEffect", "YOUR_DEVICE_UID", ipcon);

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

boolean BrickletHallEffect.getValue()
Rückgabe:
  • value – Typ: boolean

Gibt true zurück wenn ein Magnetfeld mit 3,5 Millitesla oder größer detektiert wird.

long BrickletHallEffect.getEdgeCount(boolean resetCounter)
Parameter:
  • resetCounter – Typ: boolean
Rückgabe:
  • count – Typ: long, Wertebereich: [0 bis 232 - 1]

Gibt den aktuellen Wert des Flankenzählers zurück. Die zu zählenden Flanken (steigend, fallend, beide) können mit setEdgeCountConfig() konfiguriert werden.

Wenn reset counter auf true gesetzt wird, wird der Zählerstand direkt nach dem auslesen auf 0 zurückgesetzt.

Fortgeschrittene Funktionen

void BrickletHallEffect.setEdgeCountConfig(short edgeType, short debounce)
Parameter:
  • edgeType – Typ: short, Wertebereich: Siehe Konstanten, Standardwert: 0
  • debounce – Typ: short, Einheit: 1 ms, Wertebereich: [0 bis 255], Standardwert: 100

Der edge type Parameter konfiguriert den zu zählenden Flankentyp. Es können steigende, fallende oder beide Flanken gezählt werden. Mögliche Flankentypen sind:

  • 0 = steigend
  • 1 = fallend
  • 2 = beide

Wird ein Magnet in die Nähe des Bricklets gebracht (>3,5 Millitesla) erzeugt dies ein low-Signal (fallende Flanke), wenn ein Magnet vom Bricklet entfernt (<2,5 Millitesla) wird entsteht ein high-Signal (steigende Flanke).

Durch das Konfigurieren wird der Wert des Flankenzählers auf 0 zurückgesetzt.

Falls unklar ist was dies alles bedeutet, kann diese Funktion einfach ignoriert werden. Die Standardwerte sind in fast allen Situationen OK.

Die folgenden Konstanten sind für diese Funktion verfügbar:

Für edgeType:

  • BrickletHallEffect.EDGE_TYPE_RISING = 0
  • BrickletHallEffect.EDGE_TYPE_FALLING = 1
  • BrickletHallEffect.EDGE_TYPE_BOTH = 2
BrickletHallEffect.EdgeCountConfig BrickletHallEffect.getEdgeCountConfig()
Rückgabeobjekt:
  • edgeType – Typ: short, Wertebereich: Siehe Konstanten, Standardwert: 0
  • debounce – Typ: short, Einheit: 1 ms, Wertebereich: [0 bis 255], Standardwert: 100

Gibt den Flankentyp sowie die Entprellzeit zurück, wie von setEdgeCountConfig() gesetzt.

Die folgenden Konstanten sind für diese Funktion verfügbar:

Für edgeType:

  • BrickletHallEffect.EDGE_TYPE_RISING = 0
  • BrickletHallEffect.EDGE_TYPE_FALLING = 1
  • BrickletHallEffect.EDGE_TYPE_BOTH = 2
BrickletHallEffect.Identity BrickletHallEffect.getIdentity()
Rückgabeobjekt:
  • uid – Typ: String, Länge: bis zu 8
  • connectedUid – Typ: String, Länge: bis zu 8
  • position – Typ: char, Wertebereich: ['a' bis 'h', 'i', 'z']
  • hardwareVersion – Typ: short[], Länge: 3
    • 1: major – Typ: short, Wertebereich: [0 bis 255]
    • 2: minor – Typ: short, Wertebereich: [0 bis 255]
    • 3: revision – Typ: short, Wertebereich: [0 bis 255]
  • firmwareVersion – Typ: short[], Länge: 3
    • 1: major – Typ: short, Wertebereich: [0 bis 255]
    • 2: minor – Typ: short, Wertebereich: [0 bis 255]
    • 3: revision – Typ: short, Wertebereich: [0 bis 255]
  • deviceIdentifier – 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. Es gibt auch eine Konstante für den Device Identifier dieses Bricklets.

Konfigurationsfunktionen für Callbacks

void BrickletHallEffect.setEdgeInterrupt(long edges)
Parameter:
  • edges – Typ: long, Wertebereich: [0 bis 232 - 1], Standardwert: 0

Setzt die Anzahl der zu zählenden Flanken bis ein Interrupt aufgerufen wird.

Wenn edges auf n gesetzt ist, wird der Interrupt nach jeder n-ten detektierten Flanke aufgerufen.

Wenn edges auf 0 gesetzt ist, wird der Interrupt deaktiviert.

long BrickletHallEffect.getEdgeInterrupt()
Rückgabe:
  • edges – Typ: long, Wertebereich: [0 bis 232 - 1], Standardwert: 0

Gibt edges zurück, wie von setEdgeInterrupt() gesetzt.

void BrickletHallEffect.setEdgeCountCallbackPeriod(long period)
Parameter:
  • period – Typ: long, Einheit: 1 ms, Wertebereich: [0 bis 232 - 1], Standardwert: 0

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

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

long BrickletHallEffect.getEdgeCountCallbackPeriod()
Rückgabe:
  • period – Typ: long, Einheit: 1 ms, Wertebereich: [0 bis 232 - 1], Standardwert: 0

Gibt die Periode zurück, wie von setEdgeCountCallbackPeriod() gesetzt.

Callbacks

Callbacks können registriert werden um zeitkritische oder wiederkehrende Daten vom Gerät zu erhalten. Die Registrierung wird mit MATLABs "set" Funktion durchgeführt. Die Parameter sind ein Gerätobjekt, der Callback-Name und die Callback-Funktion. Hier ein Beispiel in MATLAB:

function my_callback(e)
    fprintf('Parameter: %s\n', e.param);
end

set(device, 'ExampleCallback', @(h, e) my_callback(e));

Die Octave Java Unterstützung unterscheidet sich hier von MATLAB, die "set" Funktion kann hier nicht verwendet werden. Die Registrierung wird in Octave mit "add*Callback" Funktionen des Gerätobjekts durchgeführt. Hier ein Beispiel in Octave:

function my_callback(e)
    fprintf("Parameter: %s\n", e.param);
end

device.addExampleCallback(@my_callback);

Es ist möglich mehrere Callback-Funktion hinzuzufügen und auch mit einem korrespondierenden "remove*Callback" wieder zu entfernen.

Die Parameter des Callbacks werden der Callback-Funktion als Felder der Struktur e übergeben. Diese ist von der java.util.EventObject Klasse abgeleitete. Die verfügbaren Callback-Namen mit den entsprechenden Strukturfeldern werden unterhalb 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.

callback BrickletHallEffect.EdgeCountCallback
Event-Objekt:
  • count – Typ: long, Wertebereich: [0 bis 232 - 1]
  • value – Typ: boolean

Dieser Callback wird mit der Periode, wie gesetzt mit setEdgeCountCallbackPeriod(), ausgelöst. Die Parameter sind der aktuelle Zählerstand und der aktuelle Wert (siehe getValue() and getEdgeCount()).

Der EdgeCountCallback Callback wird nur ausgelöst, wenn sich mindestens einer der beiden Werte seit der letzten Auslösung geändert hat.

In MATLAB kann die set() Function verwendet werden um diesem Callback eine Callback-Function zuzuweisen.

In Octave kann diesem Callback mit addEdgeCountCallback() eine Callback-Function hinzugefügt werde. Eine hinzugefügter Callback-Function kann mit removeEdgeCountCallback() wieder entfernt werden.

Virtuelle Funktionen

Virtuelle Funktionen kommunizieren nicht mit dem Gerät selbst, sie arbeiten nur auf dem API Bindings Objekt. Dadurch können sie auch aufgerufen werden, ohne das das dazugehörige IP Connection Objekt verbunden ist.

short[] BrickletHallEffect.getAPIVersion()
Rückgabeobjekt:
  • apiVersion – Typ: short[], Länge: 3
    • 1: major – Typ: short, Wertebereich: [0 bis 255]
    • 2: minor – Typ: short, Wertebereich: [0 bis 255]
    • 3: revision – Typ: short, Wertebereich: [0 bis 255]

Gibt die Version der API Definition 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.

boolean BrickletHallEffect.getResponseExpected(short functionId)
Parameter:
  • functionId – Typ: short, Wertebereich: Siehe Konstanten
Rückgabe:
  • responseExpected – Typ: boolean

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:

Für functionId:

  • BrickletHallEffect.FUNCTION_SET_EDGE_COUNT_CONFIG = 3
  • BrickletHallEffect.FUNCTION_SET_EDGE_INTERRUPT = 5
  • BrickletHallEffect.FUNCTION_SET_EDGE_COUNT_CALLBACK_PERIOD = 7
void BrickletHallEffect.setResponseExpected(short functionId, boolean responseExpected)
Parameter:
  • functionId – Typ: short, Wertebereich: Siehe Konstanten
  • responseExpected – Typ: boolean

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:

Für functionId:

  • BrickletHallEffect.FUNCTION_SET_EDGE_COUNT_CONFIG = 3
  • BrickletHallEffect.FUNCTION_SET_EDGE_INTERRUPT = 5
  • BrickletHallEffect.FUNCTION_SET_EDGE_COUNT_CALLBACK_PERIOD = 7
void BrickletHallEffect.setResponseExpectedAll(boolean responseExpected)
Parameter:
  • responseExpected – Typ: boolean

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

Konstanten

int BrickletHallEffect.DEVICE_IDENTIFIER

Diese Konstante wird verwendet um ein Hall Effect 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.

String BrickletHallEffect.DEVICE_DISPLAY_NAME

Diese Konstante stellt den Anzeigenamen eines Hall Effect Bricklet dar.