MATLAB/Octave - Industrial Digital Out 4 Bricklet

Dies ist die Beschreibung der MATLAB/Octave API Bindings für das Industrial Digital Out 4 Bricklet. Allgemeine Informationen über die Funktionen und technischen Spezifikationen des Industrial Digital Out 4 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.BrickletIndustrialDigitalOut4;

    HOST = 'localhost';
    PORT = 4223;
    UID = 'XYZ'; % Change XYZ to the UID of your Industrial Digital Out 4 Bricklet

    ipcon = IPConnection(); % Create IP connection
    ido4 = handle(BrickletIndustrialDigitalOut4(UID, ipcon), 'CallbackProperties'); % Create device object

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

    % Set pins alternating high/low 10 times with 100ms delay
    for i = 0:9
        pause(0.1);
        ido4.setValue(bitshift(1, 0));
        pause(0.1);
        ido4.setValue(bitshift(1, 1));
        pause(0.1);
        ido4.setValue(bitshift(1, 2));
        pause(0.1);
        ido4.setValue(bitshift(1, 3));
    end

    input('Press key to exit\n', 's');
    ipcon.disconnect();
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 Industrial Digital Out 4 Bricklet

    ipcon = javaObject("com.tinkerforge.IPConnection"); % Create IP connection
    ido4 = javaObject("com.tinkerforge.BrickletIndustrialDigitalOut4", UID, ipcon); % Create device object

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

    % Set pins alternating high/low 10 times with 100ms delay
    for i = 0:9
        pause(0.1);
        ido4.setValue(bitshift(1, 0));
        pause(0.1);
        ido4.setValue(bitshift(1, 1));
        pause(0.1);
        ido4.setValue(bitshift(1, 2));
        pause(0.1);
        ido4.setValue(bitshift(1, 3));
    end

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

public class BrickletIndustrialDigitalOut4(String uid, IPConnection ipcon)

Erzeugt ein Objekt mit der eindeutigen Geräte ID uid.

In MATLAB:

import com.tinkerforge.BrickletIndustrialDigitalOut4;

industrialDigitalOut4 = BrickletIndustrialDigitalOut4("YOUR_DEVICE_UID", ipcon);

In Octave:

industrialDigitalOut4 = java_new("com.tinkerforge.BrickletIndustrialDigitalOut4", "YOUR_DEVICE_UID", ipcon);

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

public void setValue(int valueMask)

Setzt die Ausgabewerte mit einer Bitmaske (16Bit). Eine 1 in der Bitmaske bedeutet logisch 1 und eine 0 in der Bitmaske bedeutet logisch 0.

Zum Beispiel: Der Wert 3 bzw. 0b0011 wird die Pins 0-1 auf logisch 1 und alle anderen auf logisch 0 setzen.

Falls keine Gruppen verwendet werden (siehe setGroup()), entsprechen die Pins der Beschriftung auf dem Industrial Digital Out 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.

Alle laufenden Monoflop Timer werden abgebrochen, wenn diese Funktion aufgerufen wird.

public int getValue()

Gibt die Bitmaske zurück, wie von setValue() gesetzt.

public void setSelectedValues(int selectionMask, int valueMask)

Setzt die Ausgabewerte mit einer Bitmaske, entsprechend der Selektionsmaske. Die Bitmaske ist 16 Bit lang. true bedeutet logisch 1 und false logisch 0.

Zum Beispiel: Die Werte (3, 1) bzw. (0b0011, 0b0001) werden den Pin 0 auf logisch 1 und den Pin 1 auf logisch 0 setzen. Alle anderen Pins bleiben unangetastet.

Falls keine Gruppen verwendet werden (siehe setGroup()), entsprechen die Pins der Beschriftung auf dem Industrial Digital Out 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.

Laufende Monoflop Timer für die ausgewählten Pins werden abgebrochen, wenn diese Funktion aufgerufen wird.

Fortgeschrittene Funktionen

public void setMonoflop(int selectionMask, int valueMask, long time)

Konfiguriert einen Monoflop für die Pins, wie mittels der Bitmaske des ersten Parameters festgelegt.

Der zweite Parameter ist eine Bitmaske mit den gewünschten Zuständen der festgelegten Pins. Eine 1 in der Bitmaske bedeutet logisch 1 und eine 0 in der Bitmaske bedeutet logisch 0.

Der dritte Parameter stellt die Zeit (in ms) dar, welche die Pins den Zustand halten sollen.

Wenn diese Funktion mit den Parametern (9, 1, 1500) bzw. (0b1001, 0b0001, 1500) aufgerufen wird: Pin 0 wird auf logisch 1 und Pin 3 auf logisch 0 gesetzt. Nach 1,5s wird Pin 0 wieder auf logisch 0 und Pin 3 auf logisch 1 gesetzt.

Ein Monoflop kann zur Ausfallsicherung verwendet werden. Beispiel: Angenommen ein RS485 Bus und ein Digital Out 4 Bricklet ist an ein Slave Stapel verbunden. Jetzt kann diese Funktion sekündlich, mit einem Zeitparameter von 2 Sekunden, aufgerufen werden. Der Pin wird die gesamte Zeit im Zustand logisch 1 sein. Wenn jetzt die RS485 Verbindung getrennt wird, wird der Pin nach spätestens zwei Sekunden in den Zustand logisch 0 wechseln.

public BrickletIndustrialDigitalOut4.Monoflop getMonoflop(short pin)

Gibt (für den angegebenen Pin) den aktuellen Zustand und die Zeit, wie von setMonoflop() gesetzt, sowie die noch verbleibende Zeit bis zum Zustandswechsel, zurück.

Wenn der Timer aktuell nicht läuft, ist die noch verbleibende Zeit 0.

Das zurückgegebene Objekt enthält die Public-Member-Variablen int value, long time und long timeRemaining.

public void setGroup(char[] group)

Setzt eine Gruppe von Digital Out 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 Out 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 setValue() beide Bricklets gleichzeitig zu kontrollieren.

public char[] getGroup()

Gibt die Gruppierung zurück, wie von setGroup() gesetzt.

public short getAvailableForGroup()

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.

public short[] getAPIVersion()

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.

public boolean getResponseExpected(short functionId)

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.

public void setResponseExpected(short functionId, boolean responseExpected)

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:

  • BrickletIndustrialDigitalOut4.FUNCTION_SET_VALUE = 1
  • BrickletIndustrialDigitalOut4.FUNCTION_SET_MONOFLOP = 3
  • BrickletIndustrialDigitalOut4.FUNCTION_SET_GROUP = 5
  • BrickletIndustrialDigitalOut4.FUNCTION_SET_SELECTED_VALUES = 9
public void setResponseExpectedAll(boolean responseExpected)

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

public BrickletIndustrialDigitalOut4.Identity getIdentity()

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.

Das zurückgegebene Objekt enthält die Public-Member-Variablen String uid, String connectedUid, char position, short[] hardwareVersion, short[] firmwareVersion und int deviceIdentifier.

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.

public callback BrickletIndustrialDigitalOut4.MonoflopDoneCallback
Parameter:
  • selectionMask -- int
  • valueMask -- int

Dieser Callback wird ausgelöst, wenn ein Monoflop Timer abläuft (0 erreicht). Parameter enthalten die beteiligten Pins als Bitmaske und den aktuellen Zustand als Bitmaske (der Zustand nach dem Monoflop).

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

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

Konstanten

public static final int BrickletIndustrialDigitalOut4.DEVICE_IDENTIFIER

Diese Konstante wird verwendet um ein Industrial Digital Out 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.

public static final String BrickletIndustrialDigitalOut4.DEVICE_DISPLAY_NAME

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