Mathematica - Industrial Quad Relay Bricklet

Dies ist die Beschreibung der Mathematica API Bindings für das Industrial Quad Relay Bricklet. Allgemeine Informationen über die Funktionen und technischen Spezifikationen des Industrial Quad Relay 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 Quad Relay Bricklet*)

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

(*Turn relays alternating on/off 10 times with 100 ms delay*)
For[i=0,i<10,i++,
 Pause[0.1];
 iqr@SetValue[FromDigits[{0,0,0,1},2]];
 Pause[0.1];
 iqr@SetValue[FromDigits[{0,0,1,0},2]];
 Pause[0.1];
 iqr@SetValue[FromDigits[{0,1,0,0},2]];
 Pause[0.1];
 iqr@SetValue[FromDigits[{1,0,0,0},2]]
]

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

BrickletIndustrialQuadRelay[uid, ipcon] → industrialQuadRelay
Parameter:
  • uid – Typ: String
  • ipcon – Typ: NETObject[IPConnection]
Rückgabe:
  • industrialQuadRelay – Typ: NETObject[BrickletIndustrialQuadRelay]

Erzeugt ein Objekt mit der eindeutigen Geräte ID uid:

industrialQuadRelay=NETNew["Tinkerforge.BrickletIndustrialQuadRelay","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.

BrickletIndustrialQuadRelay@SetValue[valueMask] → Null
Parameter:
  • valueMask – Typ: Integer, Wertebereich: [0 bis 216 - 1]

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

Zum Beispiel: Der Wert 3 bzw. 0b0011 wird die Relais 0-1 schließen und alle anderen öffnen.

Falls keine Gruppen verwendet werden (siehe SetGroup[]), entsprechen die Pins der Beschriftung auf dem Industrial Quad Relay 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.

BrickletIndustrialQuadRelay@GetValue[] → valueMask
Rückgabe:
  • valueMask – Typ: Integer, Wertebereich: [0 bis 216 - 1]

Gibt die Bitmaske zurück, wie von SetValue[] gesetzt.

Fortgeschrittene Funktionen

BrickletIndustrialQuadRelay@SetMonoflop[selectionMask, valueMask, time] → Null
Parameter:
  • selectionMask – Typ: Integer, Wertebereich: [0 bis 216 - 1]
  • valueMask – Typ: Integer, Wertebereich: [0 bis 216 - 1]
  • time – Typ: Integer, Einheit: 1 ms, Wertebereich: [0 bis 232 - 1]

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 Relais geschlossen und eine 0 in der Bitmaske bedeutet Relais offen.

Der dritte Parameter stellt die Zeit 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 geschlossen und Pin 3 auf geöffnet gesetzt. Nach 1,5s wird Pin 0 wieder geöffnet und Pin 3 geschlossen.

Ein Monoflop kann zur Ausfallsicherung verwendet werden. Beispiel: Angenommen ein RS485 Bus und ein Quad Relay 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 geschlossen sein. Wenn jetzt die RS485 Verbindung getrennt wird, wird der Pin nach spätestens zwei Sekunden in den Zustand geöffnet wechseln.

BrickletIndustrialQuadRelay@GetMonoflop[pin, out value, out time, out timeRemaining] → Null
Parameter:
  • pin – Typ: Integer, Wertebereich: [0 bis 15]
Ausgabeparameter:
  • value – Typ: Integer, Wertebereich: [0 bis 1]
  • time – Typ: Integer, Einheit: 1 ms, Wertebereich: [0 bis 232 - 1]
  • timeRemaining – Typ: Integer, Einheit: 1 ms, Wertebereich: [0 bis 232 - 1]

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.

BrickletIndustrialQuadRelay@SetGroup[{group1, group2, group3, group4}] → Null
Parameter:
  • groupi – Typ: Integer, Wertebereich: [ToCharacterCode["a"][[0]] bis ToCharacterCode["d"][[0]], ToCharacterCode["n"][[0]]]

Setzt eine Gruppe von Quad Relay 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 Quad Relay 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.

BrickletIndustrialQuadRelay@GetGroup[] → {group1, group2, group3, group4}
Rückgabe:
  • groupi – Typ: Integer, Wertebereich: [ToCharacterCode["a"][[0]] bis ToCharacterCode["d"][[0]], ToCharacterCode["n"][[0]]]

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

BrickletIndustrialQuadRelay@GetAvailableForGroup[] → available
Rückgabe:
  • available – Typ: Integer, Wertebereich: [0 bis 15]

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.

BrickletIndustrialQuadRelay@SetSelectedValues[selectionMask, valueMask] → Null
Parameter:
  • selectionMask – Typ: Integer, Wertebereich: [0 bis 216 - 1]
  • valueMask – Typ: Integer, Wertebereich: [0 bis 216 - 1]

Setzt die Ausgabewerte mit einer Bitmaske, entsprechend der Selektionsmaske. Die Bitmaske ist 16 Bit lang. true steht für ein geschlossenes Relais und false für ein offenes Relay.

Zum Beispiel: Die Werte (3, 1) bzw. (0b0011, 0b0001) wird das Relais 0 schließen, das Relais 1 öffnen und alle anderen unangetastet lassen.

Falls keine Gruppen verwendet werden (siehe SetGroup[]), entsprechen die Pins der Beschriftung auf dem Industrial Quad Relay 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 Relais werden abgebrochen, wenn diese Funktion aufgerufen wird.

BrickletIndustrialQuadRelay@GetIdentity[out uid, out connectedUid, out position, out {hardwareVersion1, hardwareVersion2, hardwareVersion3}, out {firmwareVersion1, firmwareVersion2, firmwareVersion3}, out deviceIdentifier] → Null
Ausgabeparameter:
  • uid – Typ: String, Länge: bis zu 8
  • connectedUid – Typ: String, Länge: bis zu 8
  • position – Typ: Integer, Wertebereich: [ToCharacterCode["a"][[0]] bis ToCharacterCode["h"][[0]], ToCharacterCode["i"][[0]], ToCharacterCode["z"][[0]]]
  • hardwareVersioni – Typ: Integer
    • 1: major – Typ: Integer, Wertebereich: [0 bis 255]
    • 2: minor – Typ: Integer, Wertebereich: [0 bis 255]
    • 3: revision – Typ: Integer, Wertebereich: [0 bis 255]
  • firmwareVersioni – Typ: Integer
    • 1: major – Typ: Integer, Wertebereich: [0 bis 255]
    • 2: minor – Typ: Integer, Wertebereich: [0 bis 255]
    • 3: revision – Typ: Integer, Wertebereich: [0 bis 255]
  • deviceIdentifier – Typ: Integer, 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.

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[industrialQuadRelay@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 BrickletIndustrialQuadRelay@MonoflopDoneCallback[sender, selectionMask, valueMask]
Callback-Parameter:
  • sender – Typ: NETObject[BrickletIndustrialQuadRelay]
  • selectionMask – Typ: Integer, Wertebereich: [0 bis 216 - 1]
  • valueMask – Typ: Integer, Wertebereich: [0 bis 216 - 1]

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).

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.

BrickletIndustrialQuadRelay@GetAPIVersion[] → {apiVersion1, apiVersion2, apiVersion3}
Ausgabeparameter:
  • apiVersioni – Typ: Integer
    • 1: major – Typ: Integer, Wertebereich: [0 bis 255]
    • 2: minor – Typ: Integer, Wertebereich: [0 bis 255]
    • 3: revision – Typ: Integer, 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.

BrickletIndustrialQuadRelay@GetResponseExpected[functionId] → responseExpected
Parameter:
  • functionId – Typ: Integer, Wertebereich: Siehe Konstanten
Rückgabe:
  • responseExpected – Typ: 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.

Die folgenden Konstanten sind für diese Funktion verfügbar:

Für functionId:

  • BrickletIndustrialQuadRelay`FUNCTIONUSETUVALUE = 1
  • BrickletIndustrialQuadRelay`FUNCTIONUSETUMONOFLOP = 3
  • BrickletIndustrialQuadRelay`FUNCTIONUSETUGROUP = 5
  • BrickletIndustrialQuadRelay`FUNCTIONUSETUSELECTEDUVALUES = 9
BrickletIndustrialQuadRelay@SetResponseExpected[functionId, responseExpected] → Null
Parameter:
  • functionId – Typ: Integer, Wertebereich: Siehe Konstanten
  • responseExpected – Typ: 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 Konstanten sind für diese Funktion verfügbar:

Für functionId:

  • BrickletIndustrialQuadRelay`FUNCTIONUSETUVALUE = 1
  • BrickletIndustrialQuadRelay`FUNCTIONUSETUMONOFLOP = 3
  • BrickletIndustrialQuadRelay`FUNCTIONUSETUGROUP = 5
  • BrickletIndustrialQuadRelay`FUNCTIONUSETUSELECTEDUVALUES = 9
BrickletIndustrialQuadRelay@SetResponseExpectedAll[responseExpected] → Null
Parameter:
  • responseExpected – Typ: True/False

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

Konstanten

BrickletIndustrialQuadRelay`DEVICEUIDENTIFIER

Diese Konstante wird verwendet um ein Industrial Quad Relay 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.

BrickletIndustrialQuadRelay`DEVICEDISPLAYNAME

Diese Konstante stellt den Anzeigenamen eines Industrial Quad Relay Bricklet dar.