Mathematica - Multi Touch Bricklet

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

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

(*Get current touch state*)
touchStateBits=IntegerDigits[mt@GetTouchState[],2,13]
result={}

If[touchStateBits[[-13]]==1,AppendTo[result,"In proximity, "]]

If[Total[touchStateBits[[2;;13]]]==0,
 AppendTo[result,"No electrodes touched"],
 AppendTo[result,"Electrodes "];
 For[i=-1,i>=-12,--i,
  If[touchStateBits[[i]]==1,AppendTo[result,ToString[Abs[i]-1]<>" "]]
 ];
 AppendTo[result,"touched"]
]

Print[StringJoin[result]]

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

Callback

Download (ExampleCallback.nb)

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

host="localhost"
port=4223
uid="XYZ"(*Change XYZ to the UID of your Multi Touch Bricklet*)

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

(*Callback function for touch state callback*)
TouchStateCB[sender_,state_]:=
 Module[{},
  touchStateBits=IntegerDigits[touchState,2,13];
  result={};
  If[touchStateBits[[-13]]==1,AppendTo[result,"In proximity, "]];
  If[Total[touchStateBits[[2;;13]]]==0,
   AppendTo[result,"No electrodes touched"],
   AppendTo[result,"Electrodes "];
   For[i=-1,i>=-12,--i,
    If[touchStateBits[[i]]==1,AppendTo[result,ToString[Abs[i]-1]<>" "]]
   ];
   AppendTo[result,"touched"]
  ];
  Print[StringJoin[result]]
 ]

AddEventHandler[mt@TouchStateCallback,TouchStateCB]

Input["Click OK to exit"]

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

BrickletMultiTouch[uid, ipcon] → multiTouch
Parameter:
  • uid -- String
  • ipcon -- NETObject[IPConnection]
Rückgabe:
  • multiTouch -- NETObject[BrickletMultiTouch]

Erzeugt ein Objekt mit der eindeutigen Geräte ID uid:

multiTouch=NETNew["Tinkerforge.BrickletMultiTouch","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.

BrickletMultiTouch@GetTouchState[] → state
Rückgabe:
  • state -- Integer

Gibt den aktuellen Tastzustand zurück. Der Zustand ist als ein Bitfeld repräsentiert.

Bits 0 bis 11 repräsentieren die 12 Elektroden und Bit 12 repräsentiert die Proximity (Nähe).

Wird eine Elektrode berührt, ist das korrespondierende Bit true. Wenn eine Hand oder vergleichbares in der Nähe der Elektroden ist wird Bit 12 auf true gesetzt.

Beispiel: Der Zustand 4103 = 0x1007 = 0b1000000000111 bedeutet dass die Elektroden 0, 1 und 2 berührt werden und das sich etwas in der nähe der Elektroden befindet.

Das Proximity Bit wird ab einer Distanz von ca. 1-2cm aktiviert. Eine Elektrode wird schon als berührt gezählt wenn ein Finger sie beinahe berührt. Dadurch ist es möglich ein Stück Papier oder Folie über die Elektrode zu kleben um damit ein Touchpanel mit einem professionellen Aussehen zu bauen.

BrickletMultiTouch@Recalibrate[] → Null

Rekalibriert die Elektroden. Rufe diese Funktion auf wenn die Elektroden verändert oder bewegt wurden.

BrickletMultiTouch@SetElectrodeConfig[enabledElectrodes] → Null
Parameter:
  • enabledElectrodes -- Integer

Aktiviert/deaktiviert Elektroden mit einem Bitfeld (siehe GetTouchState[]).

True aktiviert eine Elektrode, false deaktiviert eine Elektrode. Eine deaktivierte Elektrode hat immer den Zustand false. Wenn nicht alle Elektroden gebraucht werden können die ungebrauchten deaktiviert werden.

Wir empfehlen das Proximity Bit (Bit 12) zu deaktivieren wenn das Proximity-Feature nicht benötigt wird. Das verringert den Datenverkehr der durch den TouchStateCallback Callback ausgelöst wird.

Eine deaktivierte Elektrode verringert zusätzlich den Stromverbrauch.

Standardwert: 8191 = 0x1FFF = 0b1111111111111 (alle Elektroden aktiviert)

BrickletMultiTouch@GetElectrodeConfig[] → enabledElectrodes
Rückgabe:
  • enabledElectrodes -- Integer

Gibt die Elektrodenkonfiguration zurück, wie von SetElectrodeConfig[] gesetzt.

BrickletMultiTouch@SetElectrodeSensitivity[sensitivity] → Null
Parameter:
  • sensitivity -- Integer

Setzt die Empfindlichkeit der Elektrode. Eine Elektrode mit einer hohen Empfindlichkeit registriert eine Berührung früher als eine Elektrode mit einer niedrigen Empfindlichkeit.

Wenn eine große Elektrode verwendet wird sollte die Empfindlichkeit verringert werden, da eine größere Fläche aufgeladen werden kann. Wenn eine Elektrode aus größerem Abstand aktivierbar seien soll, muss die Empfindlichkeit vergrößert werden.

Nachdem eine neue Empfindlichkeit gesetzt wurde, macht es Sinn Recalibrate[] aufzurufen damit die Elektroden mit der neu definierten Empfindlichkeit kalibriert werden.

Der zulässige Wertebereich für den Empfindlichkeitswert ist 5-201.

Der voreingestellte Empfindlichkeitswert ist 181.

BrickletMultiTouch@GetElectrodeSensitivity[] → sensitivity
Rückgabe:
  • sensitivity -- Integer

Gibt die aktuelle Empfindlichkeit zurück, wie von SetElectrodeSensitivity[] gesetzt.

Fortgeschrittene Funktionen

BrickletMultiTouch@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.

BrickletMultiTouch@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.

BrickletMultiTouch@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:

  • BrickletMultiTouch`FUNCTIONURECALIBRATE = 2
  • BrickletMultiTouch`FUNCTIONUSETUELECTRODEUCONFIG = 3
  • BrickletMultiTouch`FUNCTIONUSETUELECTRODEUSENSITIVITY = 6
BrickletMultiTouch@SetResponseExpectedAll[responseExpected] → Null
Parameter:
  • responseExpected -- True/False

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

BrickletMultiTouch@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.

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[multiTouch@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 BrickletMultiTouch@TouchStateCallback[sender, state]
Parameter:
  • sender -- NETObject[BrickletMultiTouch]
  • state -- Integer

Gibt den aktuellen Tastzustand zurück, siehe GetTouchState[] für mehr Informationen über den Zustand.

Dieser Callback wird ausgelöst, wenn sich ein Tastzustand ändert.

Konstanten

BrickletMultiTouch`DEVICEUIDENTIFIER

Diese Konstante wird verwendet um ein Multi Touch 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.

BrickletMultiTouch`DEVICEDISPLAYNAME

Diese Konstante stellt den Anzeigenamen eines Multi Touch Bricklet dar.