Mathematica - Industrial Digital In 4 Bricklet

Dies ist die Beschreibung der Mathematica API Bindings für das Industrial Digital In 4 Bricklet. Allgemeine Informationen über die Funktionen und technischen Spezifikationen des Industrial Digital In 4 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)

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Needs["NETLink`"]
LoadNETAssembly["Tinkerforge",NotebookDirectory[]<>"../../.."]

host="localhost"
port=4223
uid="XYZ"(*Change XYZ to the UID of your Industrial Digital In 4 Bricklet*)

(*Create IPConnection and device object*)
ipcon=NETNew["Tinkerforge.IPConnection"]
idi4=NETNew["Tinkerforge.BrickletIndustrialDigitalIn4",uid,ipcon]
ipcon@Connect[host,port]

(*Get current value as bitmask*)
Print["Value Mask: "<>StringJoin[Map[ToString,IntegerDigits[idi4@GetValue[],2,4]]]]

(*Clean up*)
ipcon@Disconnect[]
ReleaseNETObject[idi4]
ReleaseNETObject[ipcon]

Interrupt

Download (ExampleInterrupt.nb)

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Needs["NETLink`"]
LoadNETAssembly["Tinkerforge",NotebookDirectory[]<>"../../.."]

host="localhost"
port=4223
uid="XYZ"(*Change XYZ to the UID of your Industrial Digital In 4 Bricklet*)

(*Create IPConnection and device object*)
ipcon=NETNew["Tinkerforge.IPConnection"]
idi4=NETNew["Tinkerforge.BrickletIndustrialDigitalIn4",uid,ipcon]
ipcon@Connect[host,port]

(*Callback function for interrupt callback*)
InterruptCB[sender_,interruptMask_,valueMask_]:=
 Module[{},
  Print["Interrupt Mask: "<>StringJoin[Map[ToString,IntegerDigits[interruptMask,2,4]]]];
  Print["Value Mask: "<>StringJoin[Map[ToString,IntegerDigits[valueMask,2,4]]]]
 ]

AddEventHandler[idi4@InterruptCallback,InterruptCB]

(*Enable interrupt on pin 0*)
idi4@SetInterrupt[FromDigits[{0,0,0,1},2]]

Input["Click OK to exit"]

(*Clean up*)
ipcon@Disconnect[]
ReleaseNETObject[idi4]
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

BrickletIndustrialDigitalIn4[uid, ipcon] → industrialDigitalIn4
Parameter:
  • uid -- String
  • ipcon -- NETObject[IPConnection]
Rückgabe:
  • industrialDigitalIn4 -- NETObject[BrickletIndustrialDigitalIn4]

Erzeugt ein Objekt mit der eindeutigen Geräte ID uid:

industrialDigitalIn4=NETNew["Tinkerforge.BrickletIndustrialDigitalIn4","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.

BrickletIndustrialDigitalIn4@GetValue[] → valueMask
Rückgabe:
  • valueMask -- Integer

Gibt die Ausgabewerte mit einer Bitmaske zurück. Die Bitmaske ist 16Bit lang. true bedeutet logisch 1 und false logisch 0.

Zum Beispiel: Der Wert 3 bzw. 0b0011 bedeutet, dass die Pins 0-1 auf logisch 1 und alle anderen auf logisch 0 sind.

Falls keine Gruppen verwendet werden (siehe SetGroup[]), entsprechen die Pins der Beschriftung auf dem Industrial Digital In 4 Bricklet.

Falls Gruppen verwendet werden, entsprechen die Pins den Elementen der Gruppe. Element 1 in der Gruppe bekommt Pins 0-3, Element 2 Pins 4-7, Element 3 Pins 8-11 und Element 4 Pins 12-15.

BrickletIndustrialDigitalIn4@GetEdgeCount[pin, resetCounter] → count
Parameter:
  • pin -- Integer
  • resetCounter -- True/False
Rückgabe:
  • count -- Integer

Gibt den aktuellen Wert des Flankenzählers für den ausgewählten Pin zurück. Die zu zählenden Flanken können mit SetEdgeCountConfig[] konfiguriert werden.

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

Neu in Version 2.0.1 (Plugin).

Fortgeschrittene Funktionen

BrickletIndustrialDigitalIn4@SetGroup[{group1, group2, group3, group4}] → Null
Parameter:
  • groupi -- Integer

Setzt eine Gruppe von Digital In 4 Bricklets die zusammenarbeiten sollen. Mögliche Gruppierungen können mit der Funktion GetAvailableForGroup[] gefunden werden.

Eine Gruppe besteht aus 4 Element. Element 1 in der Gruppe bekommt Pins 0-3, Element 2 Pins 4-7, Element 3 Pins 8-11 und Element 4 Pins 12-15.

Jedes Element kann entweder auf einen der Ports ('a' bis 'd') gesetzt werden oder falls nicht genutzt 'n' gesetzt werden.

Zum Beispiel: Falls zwei Digital In 4 Bricklets mit Port A und Port B verbunden sind, könnte diese Funktion mit ['a', 'b', 'n', 'n'] aufgerufen werden.

In diesem Fall wären die Pins von Port A den Werten 0-3 zugewiesen und die Pins von Port B den Werten 4-7. Es ist jetzt möglich mit der Funktion GetValue[] beide Bricklets gleichzeitig auszulesen.

Änderungen an der Gruppeneinteilung setzt die Konfiguration und Zählerwerte aller Flankenzähler zurück.

BrickletIndustrialDigitalIn4@GetGroup[] → {group1, group2, group3, group4}
Rückgabe:
  • groupi -- Integer

Gibt die Gruppierung zurück, wie von SetGroup[] gesetzt.

BrickletIndustrialDigitalIn4@GetAvailableForGroup[] → available
Rückgabe:
  • available -- Integer

Gibt eine Bitmaske von Ports zurück die für die Gruppierung zur Verfügung stehen. Zum Beispiel bedeutet der Wert 5 bzw. 0b0101: Port A und Port C sind mit Bricklets verbunden die zusammen gruppiert werden können.

BrickletIndustrialDigitalIn4@SetEdgeCountConfig[selectionMask, edgeType, debounce] → Null
Parameter:
  • selectionMask -- Integer
  • edgeType -- Integer
  • debounce -- Integer

Konfiguriert den Flankenzähler für die ausgewählten Pins. Eine Bitmaske von 9 bzw. 0b1001 aktiviert den Flankenzähler für die Pins 0 und 3.

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

  • 0 = steigend (Standard)
  • 1 = fallend
  • 2 = beide

Die Entprellzeit (debounce) wird in ms angegeben.

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.

Standardwerte: 0 (edge type) und 100ms (debounce).

Die folgenden Konstanten sind für diese Funktion verfügbar:

  • BrickletIndustrialDigitalIn4`EDGEUTYPEURISING = 0
  • BrickletIndustrialDigitalIn4`EDGEUTYPEUFALLING = 1
  • BrickletIndustrialDigitalIn4`EDGEUTYPEUBOTH = 2

Neu in Version 2.0.1 (Plugin).

BrickletIndustrialDigitalIn4@GetEdgeCountConfig[pin, out edgeType, out debounce] → Null
Parameter:
  • pin -- Integer
  • edgeType -- Integer
  • debounce -- Integer

Gibt den Flankentyp sowie die Entprellzeit für den ausgewählten Pin zurück, wie von SetEdgeCountConfig[] gesetzt.

Die folgenden Konstanten sind für diese Funktion verfügbar:

  • BrickletIndustrialDigitalIn4`EDGEUTYPEURISING = 0
  • BrickletIndustrialDigitalIn4`EDGEUTYPEUFALLING = 1
  • BrickletIndustrialDigitalIn4`EDGEUTYPEUBOTH = 2

Neu in Version 2.0.1 (Plugin).

BrickletIndustrialDigitalIn4@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.

BrickletIndustrialDigitalIn4@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.

Siehe SetResponseExpected[] für die Liste der verfügbaren Funktions ID Konstanten für diese Funktion.

BrickletIndustrialDigitalIn4@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 Funktions ID Konstanten sind für diese Funktion verfügbar:

  • BrickletIndustrialDigitalIn4`FUNCTIONUSETUGROUP = 2
  • BrickletIndustrialDigitalIn4`FUNCTIONUSETUDEBOUNCEUPERIOD = 5
  • BrickletIndustrialDigitalIn4`FUNCTIONUSETUINTERRUPT = 7
  • BrickletIndustrialDigitalIn4`FUNCTIONUSETUEDGEUCOUNTUCONFIG = 11
BrickletIndustrialDigitalIn4@SetResponseExpectedAll[responseExpected] → Null
Parameter:
  • responseExpected -- True/False

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

BrickletIndustrialDigitalIn4@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

BrickletIndustrialDigitalIn4@SetDebouncePeriod[debounce] → Null
Parameter:
  • debounce -- Integer

Setzt die Entprellperiode der InterruptCallback Callback in ms.

Beispiel: Wenn dieser Wert auf 100 gesetzt wird, erhält man den Interrupt maximal alle 100ms. Dies ist notwendig falls etwas prellendes an das Digital In 4 Bricklet angeschlossen ist, wie z.B. einen Schalter.

Der Standardwert ist 100.

BrickletIndustrialDigitalIn4@GetDebouncePeriod[] → debounce
Rückgabe:
  • debounce -- Integer

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

BrickletIndustrialDigitalIn4@SetInterrupt[interruptMask] → Null
Parameter:
  • interruptMask -- Integer

Setzt durch eine Bitmaske die Pins für welche der Interrupt aktiv ist. Interrupts werden ausgelöst bei Änderung des Spannungspegels eines Pins, z.B. ein Wechsel von logisch 1 zu logisch 0 und logisch 0 zu logisch 1.

Beispiel: Eine Interrupt Bitmaske von 9 bzw. 0b1001 aktiviert den Interrupt für die Pins 0 und 3.

Die Interrupts benutzen die Gruppierung, wie von SetGroup[] gesetzt.

Der Interrupt wird mit dem InterruptCallback Callback zugestellt.

BrickletIndustrialDigitalIn4@GetInterrupt[] → interruptMask
Rückgabe:
  • interruptMask -- Integer

Gibt die Interrupt Bitmaske zurück, wie von SetInterrupt[] 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[industrialDigitalIn4@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 BrickletIndustrialDigitalIn4@InterruptCallback[sender, interruptMask, valueMask]
Parameter:
  • sender -- NETObject[BrickletIndustrialDigitalIn4]
  • interruptMask -- Integer
  • valueMask -- Integer

Dieser Callback wird ausgelöst sobald eine Änderung des Spannungspegels detektiert wird, an Pins für welche der Interrupt mit SetInterrupt[] aktiviert wurde.

Die Rückgabewerte sind eine Bitmaske der aufgetretenen Interrupts und der aktuellen Zustände.

Beispiele:

  • (1, 1) bzw. (0b0001, 0b0001) bedeutet, dass ein Interrupt am Pin 0 aufgetreten ist und aktuell Pin 0 logisch 1 ist und die Pins 1-3 logisch 0 sind.
  • (9, 14) bzw. (0b1001, 0b1110) bedeutet, dass Interrupts an den Pins 0 und 3 aufgetreten sind und aktuell Pin 0 logisch 0 ist und die Pins 1-3 logisch 1 sind.

Konstanten

BrickletIndustrialDigitalIn4`DEVICEUIDENTIFIER

Diese Konstante wird verwendet um ein Industrial Digital In 4 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.

BrickletIndustrialDigitalIn4`DEVICEDISPLAYNAME

Diese Konstante stellt den Anzeigenamen eines Industrial Digital In 4 Bricklet dar.