MATLAB/Octave - Thermal Imaging Bricklet

Dies ist die Beschreibung der MATLAB/Octave API Bindings für das Thermal Imaging Bricklet. Allgemeine Informationen über die Funktionen und technischen Spezifikationen des Thermal Imaging 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).

Callback (MATLAB)

Download (matlab_example_callback.m)

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

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

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

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

    % Register high contrast image callback to function cb_high_contrast_image
    set(ti, 'HighContrastImageCallback', @(h, e) cb_high_contrast_image(e));

    % Enable high contrast image transfer for callback
    ti.setImageTransferConfig(BrickletThermalImaging.IMAGE_TRANSFER_CALLBACK_HIGH_CONTRAST_IMAGE);

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

% Callback function for high contrast image callback
function cb_high_contrast_image(e)
    % e.image is an array of size 80*60 with a 8 bit grey value for each element
end

Create Image (MATLAB)

Download (matlab_example_create_image.m)

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function matlab_example_create_image()
  import java.io.File;
  import javax.imageio.ImageIO;
  import com.tinkerforge.IPConnection;
  import java.awt.image.BufferedImage;
  import com.tinkerforge.BrickletThermalImaging;

  % Takes one thermal image and saves it as PNG

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

  WIDTH = 80;
  HEIGHT = 60;
  SCALE = 10;

  % Creates standard thermal image color palette (blue=cold, red=hot)
  paletteR = zeros(1, 255, 'int32');
  paletteG = zeros(1, 255, 'int32');
  paletteB = zeros(1, 255, 'int32');

  function createThermalImageColorPalette()
    for x = 1:1:255
      paletteR(x) = int32(fix(255 * sqrt(x / 255)));
      paletteG(x) = int32(fix(255 * (x / 255)^3));
      paletteB(x) = 0;

      paletteBSine = sin(2 * pi * (x / 255));

      if paletteBSine >= 0
        paletteB(x) = int32(fix(255 * sin(2 * pi * (x / 255))));
      end
    end
  end

  % Helper function for simple buffer resize
  function resizedBufferedImage = resize(sourceBufferedImage, newW, newH)
    import java.awt.Image;
    import java.awt.image.BufferedImage;

    scaledSourceBufferedImage = sourceBufferedImage.getScaledInstance(newW, ...
                                                                      newH, ...
                                                                      Image.SCALE_SMOOTH);
    resizedBufferedImage = BufferedImage(newW, newH, BufferedImage.TYPE_INT_ARGB);

    g2d = resizedBufferedImage.createGraphics();
    g2d.drawImage(scaledSourceBufferedImage, 0, 0, []);
    g2d.dispose();
  end

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

  ipcon.connect(HOST, PORT); % Connect to brickd
  % Do not use device before ipcon is connected

  % Enable high contrast image transfer for getter
  ti.setImageTransferConfig(BrickletThermalImaging.IMAGE_TRANSFER_MANUAL_HIGH_CONTRAST_IMAGE);

  createThermalImageColorPalette();

  % If we change between transfer modes we have to wait until one more
  % image is taken after the mode is set and the first image is saved
  % we can call get_high_contrast_image any time.
  pause on;
  pause(0.5);

  image = typecast(ti.getHighContrastImage(), 'int32');

  % Use palette mapping to create thermal image coloring
  for i = 1:1:4800
    % Because in MATLAB/Octave indexing starts from 1
    if image(i) < 255
      image(i) = image(i) + 1;
    end

    alphaLSH = uint32(bitshift(255, 24));
    redLSH = uint32(bitshift(paletteR(image(i)), 16));
    greenLSH = uint32(bitshift(paletteG(image(i)), 8));
    blueLSH = uint32(bitshift(paletteB(image(i)), 0));

    image(i) = typecast(bitor(bitor(alphaLSH, redLSH), bitor(greenLSH, blueLSH)), ...
                        'int32');
  end

  % Create BufferedImage with data
  bufferedImage = BufferedImage(WIDTH, HEIGHT, BufferedImage.TYPE_INT_ARGB);
  bufferedImage.setRGB(0, 0, WIDTH, HEIGHT, image, 0, WIDTH);

  % Scale to 800x600 and save thermal image!
  ImageIO.write(resize(bufferedImage, WIDTH*SCALE, HEIGHT*SCALE), 'png', File('thermal_image.png'));

  input('Press key to exit\n', 's');

  ipcon.disconnect();
end

Live Video (MATLAB)

Download (matlab_example_live_video.m)

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function matlab_example_live_video()
  import java.awt.*;
  import javax.swing.*;
  import java.awt.Image;
  import javax.swing.BoxLayout;
  import javax.swing.ImageIcon;
  import java.awt.event.WindowEvent;
  import com.tinkerforge.IPConnection;
  import java.awt.image.BufferedImage;
  import com.tinkerforge.BrickletThermalImaging;

  % Shows live thermal image video in in swing label

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

  WIDTH = 80;
  HEIGHT = 60;
  SCALE = 5;

% Creates standard thermal image color palette (blue=cold, red=hot)
  paletteR = zeros(1, 255, 'int32');
  paletteG = zeros(1, 255, 'int32');
  paletteB = zeros(1, 255, 'int32');

  function createThermalImageColorPalette()
    for x = 1:1:255
      paletteR(x) = int32(fix(255 * sqrt(x / 255)));
      paletteG(x) = int32(fix(255 * (x / 255)^3));
      paletteB(x) = 0;

      paletteBSine = sin(2 * pi * (x / 255));

      if paletteBSine >= 0
        paletteB(x) = int32(fix(255 * sin(2 * pi * (x / 255))));
      end
    end
  end

  % Function to handle example exit
  function end_example()
      ipcon.disconnect();
      frameExample.hide();
  end

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

  ipcon.connect(HOST, PORT); % Connect to brickd
  % Do not use device before ipcon is connected

  % Enable high contrast image transfer for callback
  ti.setImageTransferConfig(BrickletThermalImaging.IMAGE_TRANSFER_CALLBACK_HIGH_CONTRAST_IMAGE);

  createThermalImageColorPalette();

  % If we change between transfer modes we have to wait until one more
  % image is taken after the mode is set and the first image is saved
  % we can call get_high_contrast_image any time.
  pause on;
  pause(0.5);

  % Prepare the JPanel and the JFrame
  panelExample = JPanel();
  frameExample = JFrame('Example Live Video');

  set(frameExample, 'WindowClosingCallback', @(h, e) end_example());
  frameExample.setSize(WIDTH*SCALE, HEIGHT*SCALE);
  panelExample.setLayout(BoxLayout(panelExample, BoxLayout.Y_AXIS));

  % Prepare JLabel
  bufferedImage = BufferedImage(80, 60, BufferedImage.TYPE_INT_ARGB);

  newW = WIDTH*SCALE;
  newH = HEIGHT*SCALE;
  scaledSourceBufferedImage = bufferedImage.getScaledInstance(newW, ...
                                                              newH, ...
                                                              Image.SCALE_SMOOTH);
  resizedBufferedImage = BufferedImage(newW, newH, BufferedImage.TYPE_INT_ARGB);
  g2d = resizedBufferedImage.createGraphics();
  g2d.drawImage(scaledSourceBufferedImage, 0, 0, []);
  g2d.dispose();

  labelExample = JLabel(ImageIcon(resizedBufferedImage));
  labelExample.setAlignmentX(Component.CENTER_ALIGNMENT);

  % Populate the layout
  panelExample.add(labelExample);

  frameExample.getContentPane().add(panelExample);
  frameExample.pack();
  frameExample.show();

  % Register high contrast image callback to function cb_high_contrast_image
  set(ti, 'HighContrastImageCallback', @(h, e) cb_high_contrast_image(e, ...
                                                                      paletteR, ...
                                                                      paletteG, ...
                                                                      paletteB, ...
                                                                      WIDTH, ...
                                                                      HEIGHT, ...
                                                                      SCALE, ...
                                                                      labelExample));
end

% Callback function for high contrast image callback
function cb_high_contrast_image(e, ...
                                paletteR, ...
                                paletteG, ...
                                paletteB, ...
                                WIDTH, ...
                                HEIGHT, ...
                                SCALE, ...
                                labelExample)
    import java.awt.Image;
    import javax.swing.JLabel;
    import javax.swing.ImageIcon;
    import java.awt.image.BufferedImage;

    image = typecast(e.image, 'int32');

    % Use palette mapping to create thermal image coloring
    for i = 1:1:4800
      % Because in MATLAB/Octave indexing starts from 1
      if image(i) < 255
        image(i) = image(i) + 1;
      end

      alphaLSH = uint32(bitshift(255, 24));
      redLSH = uint32(bitshift(paletteR(image(i)), 16));
      greenLSH = uint32(bitshift(paletteG(image(i)), 8));
      blueLSH = uint32(bitshift(paletteB(image(i)), 0));

      image(i) = typecast(bitor(bitor(alphaLSH, redLSH), bitor(greenLSH, blueLSH)), ...
                          'int32');
    end

    % Create BufferedImage with data
    bufferedImage = BufferedImage(WIDTH, HEIGHT, BufferedImage.TYPE_INT_ARGB);
    bufferedImage.setRGB(0, 0, WIDTH, HEIGHT, image, 0, WIDTH);

    % Simple buffer resize
    newW = WIDTH*SCALE;
    newH = HEIGHT*SCALE;
    scaledSourceBufferedImage = bufferedImage.getScaledInstance(newW, ...
                                                                newH, ...
                                                                Image.SCALE_SMOOTH);
    resizedBufferedImage = BufferedImage(newW, newH, BufferedImage.TYPE_INT_ARGB);
    g2d = resizedBufferedImage.createGraphics();
    g2d.drawImage(scaledSourceBufferedImage, 0, 0, []);
    g2d.dispose();

    % Set resized buffered image as icon of label. Change SCALE to change the
    % size of the video
    labelExample.setIcon(ImageIcon(resizedBufferedImage));
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 Thermal Imaging Bricklet

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

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

    % Register high contrast image callback to function cb_high_contrast_image
    ti.addHighContrastImageCallback(@cb_high_contrast_image);

    % Enable high contrast image transfer for callback
    ti.setImageTransferConfig(ti.IMAGE_TRANSFER_CALLBACK_HIGH_CONTRAST_IMAGE);

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

% Callback function for high contrast image callback
function cb_high_contrast_image(e)
    % e.image is an array of size 80*60 with a 8 bit grey value for each element
end

Create Image (Octave)

Download (octave_example_create_image.m)

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function octave_example_create_image()
  more off;

  % Takes one thermal image and saves it as PNG

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

  WIDTH = 80;
  HEIGHT = 60;
  SCALE = 10;

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

  % Creates standard thermal image color palette (blue=cold, red=hot)
  paletteR = zeros(1, 255, "int32");
  paletteG = zeros(1, 255, "int32");
  paletteB = zeros(1, 255, "int32");

  function createThermalImageColorPalette()
    for x = 1:1:255
      paletteR(x) = int32(fix(255 * sqrt(x / 255)));
      paletteG(x) = int32(fix(255 * (x / 255)^3));
      paletteB(x) = 0;

      paletteBSine = sin(2 * pi * (x / 255));

      if paletteBSine >= 0
        paletteB(x) = int32(fix(255 * sin(2 * pi * (x / 255))));
      end
    end
  end

  % Helper function for simple buffer resize
  function resizedBufferedImage = resize(sourceBufferedImage, newW, newH)
    scaledSourceBufferedImage = sourceBufferedImage.getScaledInstance(newW, ...
                                                                      newH, ...
                                                                      java_get("java.awt.Image", "SCALE_SMOOTH"));
    resizedBufferedImage = javaObject("java.awt.image.BufferedImage", ...
                                      newW, ...
                                      newH, ...
                                      java_get("java.awt.image.BufferedImage", "TYPE_INT_ARGB"));
    g2d = resizedBufferedImage.createGraphics();
    g2d.drawImage(scaledSourceBufferedImage, 0, 0, []);
    g2d.dispose();
  end

  ipcon.connect(HOST, PORT); % Connect to brickd
  % Do not use device before ipcon is connected

  % Enable high contrast image transfer for getter
  ti.setImageTransferConfig(java_get("com.tinkerforge.BrickletThermalImaging", ...
                                     "IMAGE_TRANSFER_MANUAL_HIGH_CONTRAST_IMAGE"));

  createThermalImageColorPalette();

  % If we change between transfer modes we have to wait until one more
  % image is taken after the mode is set and the first image is saved
  % we can call get_high_contrast_image any time.
  pause(0.5);

  image = typecast(ti.getHighContrastImage(), "int32");

  % Use palette mapping to create thermal image coloring
  for i = 1:1:4800
    % Because in MATLAB/Octave indexing starts from 1
    if image(i) < 255
      image(i) = image(i) + 1;
    end

    alphaLSH = uint32(bitshift(255, 24));
    redLSH = uint32(bitshift(paletteR(image(i)), 16));
    greenLSH = uint32(bitshift(paletteG(image(i)), 8));
    blueLSH = uint32(bitshift(paletteB(image(i)), 0));

    image(i) = typecast(bitor(bitor(alphaLSH, redLSH), bitor(greenLSH, blueLSH)), ...
                        "int32");
  end

  % Create BufferedImage with data
  bufferedImage = javaObject("java.awt.image.BufferedImage", ...
                             WIDTH, ...
                             HEIGHT, ...
                             java_get("java.awt.image.BufferedImage", "TYPE_INT_ARGB"));

  bufferedImage.setRGB(0, 0, WIDTH, HEIGHT, image, 0, WIDTH);

  % Scale to 800x600 and save thermal image!
  javaMethod("write", ...
             "javax.imageio.ImageIO", ...
             resize(bufferedImage, WIDTH*SCALE, HEIGHT*SCALE), ...
             "png", ...
             javaObject("java.io.File", "thermal_image.png"));

  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

class BrickletThermalImaging(String uid, IPConnection ipcon)
Parameter:
  • uid – Typ: String
  • ipcon – Typ: IPConnection
Rückgabe:
  • thermalImaging – Typ: BrickletThermalImaging

Erzeugt ein Objekt mit der eindeutigen Geräte ID uid.

In MATLAB:

import com.tinkerforge.BrickletThermalImaging;

thermalImaging = BrickletThermalImaging("YOUR_DEVICE_UID", ipcon);

In Octave:

thermalImaging = java_new("com.tinkerforge.BrickletThermalImaging", "YOUR_DEVICE_UID", ipcon);

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

int[] BrickletThermalImaging.getHighContrastImage()
Rückgabe:
  • image – Typ: int[], Länge: 4800, Wertebereich: [0 bis 255]

Gibt das aktuelle High Contrast Image zurück. Siehe hier für eine Beschreibung des Unterschieds zwischen High Contrast Image und einem Temperature Image. Wenn unbekannt ist welche Darstellungsform genutzt werden soll, ist vermutlich das High Contrast Image die richtige form.

Die Daten der 80x60 Pixel-Matrix werden als ein eindimensionales Array bestehend aus 8-Bit Werten dargestellt. Die Daten sind Zeile für Zeile von oben links bis unten rechts angeordnet.

Jeder 8-Bit Wert stellt ein Pixel aus dem Grauwertbild dar und kann als solcher direkt dargestellt werden.

Bevor die Funktion genutzt werden kann muss diese mittels setImageTransferConfig() aktiviert werden.

int[] BrickletThermalImaging.getTemperatureImage()
Rückgabe:
  • image – Typ: int[], Länge: 4800, Wertebereich: [0 bis 216 - 1]

Gibt das aktuelle Temperature Image zurück. See hier für eine Beschreibung des Unterschieds zwischen High Contrast und Temperature Image. Wenn unbekannt ist welche Darstellungsform genutzt werden soll, ist vermutlich das High Contrast Image die richtige Form.

Die Daten der 80x60 Pixel-Matrix werden als ein eindimensionales Array bestehend aus 16-Bit Werten dargestellt. Die Daten sind Zeile für Zeile von oben links bis unten rechts angeordnet.

Jeder 16-Bit Wert stellt eine Temperaturmessung in entweder Kelvin/10 oder Kelvin/100 dar (abhängig von der Auflösung die mittels setResolution() eingestellt wurde).

Bevor die Funktion genutzt werden kann muss diese mittels setImageTransferConfig() aktiviert werden.

BrickletThermalImaging.Statistics BrickletThermalImaging.getStatistics()
Rückgabeobjekt:
  • spotmeterStatistics – Typ: int[], Länge: 4, Wertebereich: [0 bis 216 - 1]
  • temperatures – Typ: int[], Länge: 4, Wertebereich: [0 bis 216 - 1]
  • resolution – Typ: int, Wertebereich: Siehe Konstanten
  • ffcStatus – Typ: int, Wertebereich: Siehe Konstanten
  • temperatureWarning – Typ: boolean[], Länge: 2

Gibt die Spotmeter Statistiken, verschiedene Temperaturen, die aktuelle Auflösung und Status-Bits zurück.

Die Spotmeter Statistiken bestehen aus:

  • Index 0: Durchschnittstemperatur.
  • Index 1: Maximal Temperatur.
  • Index 2: Minimal Temperatur.
  • Index 3: Pixel Anzahl der Spotmeter Region (Spotmeter Region of Interest).

Die Temperaturen sind:

  • Index 0: Sensorflächen Temperatur (Focal Plain Array Temperature).
  • Index 1: Sensorflächen Temperatur bei der letzten FFC (Flat Field Correction).
  • Index 2: Gehäusetemperatur.
  • Index 3: Gehäusetemperatur bei der letzten FFC.

Die Auflösung ist entweder 0 bis 6553 Kelvin oder 0 bis 655 Kelvin. Ist die Auflösung ersteres, so ist die Auflösung Kelvin/10. Ansonsten ist sie Kelvin/100.

FFC (Flat Field Correction) Status:

  • FFC Never Commanded: FFC wurde niemals ausgeführt. Dies ist nur nach dem Start vor dem ersten FFC der Fall.
  • FFC Imminent: Dieser Zustand wird zwei Sekunden vor einem FFC angenommen.
  • FFC In Progress: FFC wird ausgeführt (Der Shutter bewegt sich vor die Linse und wieder zurück). Dies benötigt ca. 1 Sekunde.
  • FFC Complete: FFC ist ausgeführt worden. Der Shutter ist wieder in der Warteposition.

Temperaturwarnungs-Status:

  • Index 0: Shutter-Sperre (shutter lockout). Wenn True, ist der Shutter gesperrt, da die Temperatur außerhalb des Bereichs -10°C bis +65°C liegt.
  • Index 1: Übertemperaturabschaltung steht bevor, wenn dieses Bit True ist. Bit wird 10 Sekunden vor der Abschaltung gesetzt.

Die folgenden Konstanten sind für diese Funktion verfügbar:

Für resolution:

  • BrickletThermalImaging.RESOLUTION_0_TO_6553_KELVIN = 0
  • BrickletThermalImaging.RESOLUTION_0_TO_655_KELVIN = 1

Für ffcStatus:

  • BrickletThermalImaging.FFC_STATUS_NEVER_COMMANDED = 0
  • BrickletThermalImaging.FFC_STATUS_IMMINENT = 1
  • BrickletThermalImaging.FFC_STATUS_IN_PROGRESS = 2
  • BrickletThermalImaging.FFC_STATUS_COMPLETE = 3
void BrickletThermalImaging.setResolution(int resolution)
Parameter:
  • resolution – Typ: int, Wertebereich: Siehe Konstanten

Setzt die Auflösung. Das Thermal Imaging Bricklet kann entweder

  • von 0 bis 6553 Kelvin (-273,15°C bis +6279,85°C) mit 0,1°C Auflösung oder
  • von 0 bis 655 Kelvin (-273,15°C bis +381,85°C) mit 0,01°C Auflösung messen.

Die Genauigkeit ist spezifiziert von -10°C bis 450°C im ersten Auflösungsbereich und von -10°C bis 140°C im zweiten Bereich.

Der Standardwert ist 0 bis 655 Kelvin.

Die folgenden Konstanten sind für diese Funktion verfügbar:

Für resolution:

  • BrickletThermalImaging.RESOLUTION_0_TO_6553_KELVIN = 0
  • BrickletThermalImaging.RESOLUTION_0_TO_655_KELVIN = 1
int BrickletThermalImaging.getResolution()
Rückgabe:
  • resolution – Typ: int, Wertebereich: Siehe Konstanten

Gibt die Auflösung zurück, wie von setResolution() gesetzt.

Die folgenden Konstanten sind für diese Funktion verfügbar:

Für resolution:

  • BrickletThermalImaging.RESOLUTION_0_TO_6553_KELVIN = 0
  • BrickletThermalImaging.RESOLUTION_0_TO_655_KELVIN = 1
void BrickletThermalImaging.setSpotmeterConfig(int[] regionOfInterest)
Parameter:
  • regionOfInterest – Typ: int[], Länge: 4, Wertebereich: [0 bis 255]

Setzt die Spotmeter Region (Spotmeter Region of Interest). Die 4 Werte sind

  • Index 0: Spaltenstart (muss kleiner sein wie Spaltenende).
  • Index 1: Zeilenstart (muss kleine sein wie Zeilenende).
  • Index 2: Spaltenende (muss kleiner sein wie 80).
  • Index 3: Zeilenende (muss kleiner sein wie 60).

Die Spotmeter Statistiken können mittels getStatistics() ausgelesen werden.

Der Standardwert für die Spotmeter Region ist (39, 29, 40, 30).

int[] BrickletThermalImaging.getSpotmeterConfig()
Rückgabe:
  • regionOfInterest – Typ: int[], Länge: 4, Wertebereich: [0 bis 255]

Gibt die Spotmeter Konfiguration zurück, wie von setSpotmeterConfig() gesetzt.

void BrickletThermalImaging.setHighContrastConfig(int[] regionOfInterest, int dampeningFactor, int[] clipLimit, int emptyCounts)
Parameter:
  • regionOfInterest – Typ: int[], Länge: 4, Wertebereich: [0 bis 255]
  • dampeningFactor – Typ: int, Wertebereich: [0 bis 216 - 1]
  • clipLimit – Typ: int[], Länge: 2, Wertebereich: [0 bis 216 - 1]
  • emptyCounts – Typ: int, Wertebereich: [0 bis 216 - 1]

Setzt die Region of Interest für das High Contrast Image, den Dampening Faktor, das Clip Limit und die Empty Counts. Diese Konfiguration wird nur im High Contrast Modus genutzt (siehe setImageTransferConfig()).

Die High Contrast Region of Interest besteht aus vier Werten:

  • Index 0: Spaltenstart (muss kleiner sein wie Spaltenende).
  • Index 1: Zeilenstart (muss kleiner sein wie Zeilenende).
  • Index 2: Spaltenende (muss kleiner sein wie 80).
  • Index 3: Zeilenende (muss kleiner sein wie 60).

Der Algorithmus zum Erzeugen eines High Contrast Images wird auf diese Region angewandt.

Dampening Factor: Dieser Parameter stellt die Stärke der zeitlichen Dämpfung dar, die auf der HEQ (History Equalization) Transformationsfunktion angewendet wird. Ein IIR-Filter der Form:

(N / 256) * transformation_zuvor + ((256 - N) / 256) * transformation_aktuell

wird dort angewendet. Der HEQ Dämpfungsfaktor stellt dabei den Wert N in der Gleichung dar. Der Faktor stellt also ein, wie stark der Einfluss der vorherigen HEQ Transformation auf die aktuelle ist. Umso niedriger der Wert von N um so größer ist der Einfluss des aktuellen Bildes. Umso größer der Wert von N umso kleiner ist der Einfluss der vorherigen Dämpfungs-Transferfunktion.

Clip Limit Index 0 (AGC HEQ Clip Limit High): Dieser Parameter definiert die maximale Anzahl an Pixeln, die sich in jeder Histogrammklasse sammeln dürfen. Jedes weitere Pixel wird verworfen. Der Effekt dieses Parameters ist den Einfluss von stark gefüllten Klassen in der HEQ Transformation zu beschränken.

Clip Limit Index 1 (AGC HEQ Clip Limit Low): Dieser Parameter definiert einen künstliche Menge, die jeder nicht leeren Histogrammklasse hinzugefügt wird. Wenn Clip Limit Low mit L dargestellt wird, so erhält jede Klasse mit der aktuellen Menge X die effektive Menge L + X. Jede Klasse, die nahe einer gefüllten Klasse ist erhält die Menge L. Der Effekt von höheren Werten ist eine stärkere lineare Transferfunktion bereitzustellen. Niedrigere Werte führen zu einer nichtlinearen Transferfunktion.

Empty Counts: Dieser Parameter spezifiziert die maximale Anzahl von Pixeln in einer Klasse, damit die Klasse als leere Klasse interpretiert wird. Jede Histogrammklasse mit dieser Anzahl an Pixeln oder weniger wird als leere Klasse behandelt.

Die Standardwerte sind:

  • Region Of Interest = (0, 0, 79, 59),
  • Dampening Factor = 64,
  • Clip Limit = (4800, 512) und
  • Empty Counts = 2.
BrickletThermalImaging.HighContrastConfig BrickletThermalImaging.getHighContrastConfig()
Rückgabeobjekt:
  • regionOfInterest – Typ: int[], Länge: 4, Wertebereich: [0 bis 255]
  • dampeningFactor – Typ: int, Wertebereich: [0 bis 216 - 1]
  • clipLimit – Typ: int[], Länge: 2, Wertebereich: [0 bis 216 - 1]
  • emptyCounts – Typ: int, Wertebereich: [0 bis 216 - 1]

Gibt die High Contrast Konfiguration zurück, wie von setHighContrastConfig() gesetzt.

Fortgeschrittene Funktionen

int[] BrickletThermalImaging.getAPIVersion()
Rückgabe:
  • apiVersion – Typ: int[], Länge: 3, Wertebereich: [0 bis 255]

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.

boolean BrickletThermalImaging.getResponseExpected(int functionId)
Parameter:
  • functionId – Typ: int, 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:

  • BrickletThermalImaging.FUNCTION_SET_RESOLUTION = 4
  • BrickletThermalImaging.FUNCTION_SET_SPOTMETER_CONFIG = 6
  • BrickletThermalImaging.FUNCTION_SET_HIGH_CONTRAST_CONFIG = 8
  • BrickletThermalImaging.FUNCTION_SET_IMAGE_TRANSFER_CONFIG = 10
  • BrickletThermalImaging.FUNCTION_SET_WRITE_FIRMWARE_POINTER = 237
  • BrickletThermalImaging.FUNCTION_SET_STATUS_LED_CONFIG = 239
  • BrickletThermalImaging.FUNCTION_RESET = 243
  • BrickletThermalImaging.FUNCTION_WRITE_UID = 248
void BrickletThermalImaging.setResponseExpected(int functionId, boolean responseExpected)
Parameter:
  • functionId – Typ: int, 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:

  • BrickletThermalImaging.FUNCTION_SET_RESOLUTION = 4
  • BrickletThermalImaging.FUNCTION_SET_SPOTMETER_CONFIG = 6
  • BrickletThermalImaging.FUNCTION_SET_HIGH_CONTRAST_CONFIG = 8
  • BrickletThermalImaging.FUNCTION_SET_IMAGE_TRANSFER_CONFIG = 10
  • BrickletThermalImaging.FUNCTION_SET_WRITE_FIRMWARE_POINTER = 237
  • BrickletThermalImaging.FUNCTION_SET_STATUS_LED_CONFIG = 239
  • BrickletThermalImaging.FUNCTION_RESET = 243
  • BrickletThermalImaging.FUNCTION_WRITE_UID = 248
void BrickletThermalImaging.setResponseExpectedAll(boolean responseExpected)
Parameter:
  • responseExpected – Typ: boolean

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

BrickletThermalImaging.SPITFPErrorCount BrickletThermalImaging.getSPITFPErrorCount()
Rückgabeobjekt:
  • errorCountAckChecksum – Typ: long, Wertebereich: [0 bis 232 - 1]
  • errorCountMessageChecksum – Typ: long, Wertebereich: [0 bis 232 - 1]
  • errorCountFrame – Typ: long, Wertebereich: [0 bis 232 - 1]
  • errorCountOverflow – Typ: long, Wertebereich: [0 bis 232 - 1]

Gibt die Anzahl der Fehler die während der Kommunikation zwischen Brick und Bricklet aufgetreten sind zurück.

Die Fehler sind aufgeteilt in

  • ACK-Checksummen Fehler,
  • Message-Checksummen Fehler,
  • Framing Fehler und
  • Overflow Fehler.

Die Fehlerzähler sind für Fehler die auf der Seite des Bricklets auftreten. Jedes Brick hat eine ähnliche Funktion welche die Fehler auf Brickseite ausgibt.

int BrickletThermalImaging.setBootloaderMode(int mode)
Parameter:
  • mode – Typ: int, Wertebereich: Siehe Konstanten
Rückgabe:
  • status – Typ: int, Wertebereich: Siehe Konstanten

Setzt den Bootloader-Modus und gibt den Status zurück nachdem die Modusänderungsanfrage bearbeitet wurde.

Mit dieser Funktion ist es möglich vom Bootloader- in den Firmware-Modus zu wechseln und umgekehrt. Ein Welchsel vom Bootlodaer- in der den Firmware-Modus ist nur möglich wenn Entry-Funktion, Device Identifier und CRC vorhanden und korrekt sind.

Diese Funktion wird vom Brick Viewer während des flashens benutzt. In einem normalem Nutzerprogramm sollte diese Funktion nicht benötigt werden.

Die folgenden Konstanten sind für diese Funktion verfügbar:

Für mode:

  • BrickletThermalImaging.BOOTLOADER_MODE_BOOTLOADER = 0
  • BrickletThermalImaging.BOOTLOADER_MODE_FIRMWARE = 1
  • BrickletThermalImaging.BOOTLOADER_MODE_BOOTLOADER_WAIT_FOR_REBOOT = 2
  • BrickletThermalImaging.BOOTLOADER_MODE_FIRMWARE_WAIT_FOR_REBOOT = 3
  • BrickletThermalImaging.BOOTLOADER_MODE_FIRMWARE_WAIT_FOR_ERASE_AND_REBOOT = 4

Für status:

  • BrickletThermalImaging.BOOTLOADER_STATUS_OK = 0
  • BrickletThermalImaging.BOOTLOADER_STATUS_INVALID_MODE = 1
  • BrickletThermalImaging.BOOTLOADER_STATUS_NO_CHANGE = 2
  • BrickletThermalImaging.BOOTLOADER_STATUS_ENTRY_FUNCTION_NOT_PRESENT = 3
  • BrickletThermalImaging.BOOTLOADER_STATUS_DEVICE_IDENTIFIER_INCORRECT = 4
  • BrickletThermalImaging.BOOTLOADER_STATUS_CRC_MISMATCH = 5
int BrickletThermalImaging.getBootloaderMode()
Rückgabe:
  • mode – Typ: int, Wertebereich: Siehe Konstanten

Gibt den aktuellen Bootloader-Modus zurück, siehe setBootloaderMode().

Die folgenden Konstanten sind für diese Funktion verfügbar:

Für mode:

  • BrickletThermalImaging.BOOTLOADER_MODE_BOOTLOADER = 0
  • BrickletThermalImaging.BOOTLOADER_MODE_FIRMWARE = 1
  • BrickletThermalImaging.BOOTLOADER_MODE_BOOTLOADER_WAIT_FOR_REBOOT = 2
  • BrickletThermalImaging.BOOTLOADER_MODE_FIRMWARE_WAIT_FOR_REBOOT = 3
  • BrickletThermalImaging.BOOTLOADER_MODE_FIRMWARE_WAIT_FOR_ERASE_AND_REBOOT = 4
void BrickletThermalImaging.setWriteFirmwarePointer(long pointer)
Parameter:
  • pointer – Typ: long, Wertebereich: [0 bis 232 - 1]

Setzt den Firmware-Pointer für writeFirmware(). Der Pointer muss um je 64 Byte erhöht werden. Die Daten werden alle 4 Datenblöcke in den Flash geschrieben (4 Datenblöcke entsprechen einer Page mit 256 Byte).

Diese Funktion wird vom Brick Viewer während des flashens benutzt. In einem normalem Nutzerprogramm sollte diese Funktion nicht benötigt werden.

int BrickletThermalImaging.writeFirmware(int[] data)
Parameter:
  • data – Typ: int[], Länge: 64, Wertebereich: [0 bis 255]
Rückgabe:
  • status – Typ: int, Wertebereich: [0 bis 255]

Schreibt 64 Bytes Firmware an die Position die vorher von setWriteFirmwarePointer() gesetzt wurde. Die Firmware wird alle 4 Datenblöcke in den Flash geschrieben.

Eine Firmware kann nur im Bootloader-Mode geschrieben werden.

Diese Funktion wird vom Brick Viewer während des flashens benutzt. In einem normalem Nutzerprogramm sollte diese Funktion nicht benötigt werden.

void BrickletThermalImaging.setStatusLEDConfig(int config)
Parameter:
  • config – Typ: int, Wertebereich: Siehe Konstanten

Setzt die Konfiguration der Status-LED. Standardmäßig zeigt die LED die Kommunikationsdatenmenge an. Sie blinkt einmal auf pro 10 empfangenen Datenpaketen zwischen Brick und Bricklet.

Die LED kann auch permanent an/aus gestellt werden oder einen Herzschlag anzeigen.

Wenn das Bricklet sich im Bootlodermodus befindet ist die LED aus.

Die folgenden Konstanten sind für diese Funktion verfügbar:

Für config:

  • BrickletThermalImaging.STATUS_LED_CONFIG_OFF = 0
  • BrickletThermalImaging.STATUS_LED_CONFIG_ON = 1
  • BrickletThermalImaging.STATUS_LED_CONFIG_SHOW_HEARTBEAT = 2
  • BrickletThermalImaging.STATUS_LED_CONFIG_SHOW_STATUS = 3
int BrickletThermalImaging.getStatusLEDConfig()
Rückgabe:
  • config – Typ: int, Wertebereich: Siehe Konstanten

Gibt die Konfiguration zurück, wie von setStatusLEDConfig() gesetzt.

Die folgenden Konstanten sind für diese Funktion verfügbar:

Für config:

  • BrickletThermalImaging.STATUS_LED_CONFIG_OFF = 0
  • BrickletThermalImaging.STATUS_LED_CONFIG_ON = 1
  • BrickletThermalImaging.STATUS_LED_CONFIG_SHOW_HEARTBEAT = 2
  • BrickletThermalImaging.STATUS_LED_CONFIG_SHOW_STATUS = 3
int BrickletThermalImaging.getChipTemperature()
Rückgabe:
  • temperature – Typ: int, Wertebereich: [-215 bis 215 - 1]

Gibt die Temperatur in °C, gemessen im Mikrocontroller, aus. Der Rückgabewert ist nicht die Umgebungstemperatur.

Die Temperatur ist lediglich proportional zur echten Temperatur und hat eine hohe Ungenauigkeit. Daher beschränkt sich der praktische Nutzen auf die Indikation von Temperaturveränderungen.

void BrickletThermalImaging.reset()

Ein Aufruf dieser Funktion setzt das Bricklet zurück. Nach einem Neustart sind alle Konfiguration verloren.

Nach dem Zurücksetzen ist es notwendig neue Objekte zu erzeugen, Funktionsaufrufe auf bestehenden führen zu undefiniertem Verhalten.

void BrickletThermalImaging.writeUID(long uid)
Parameter:
  • uid – Typ: long, Wertebereich: [0 bis 232 - 1]

Schreibt eine neue UID in den Flash. Die UID muss zuerst vom Base58 encodierten String in einen Integer decodiert werden.

Wir empfehlen die Nutzung des Brick Viewers zum ändern der UID.

long BrickletThermalImaging.readUID()
Rückgabe:
  • uid – Typ: long, Wertebereich: [0 bis 232 - 1]

Gibt die aktuelle UID als Integer zurück. Dieser Integer kann als Base58 encodiert werden um an den üblichen UID-String zu gelangen.

BrickletThermalImaging.Identity BrickletThermalImaging.getIdentity()
Rückgabeobjekt:
  • uid – Typ: String, Länge: bis zu 8
  • connectedUid – Typ: String, Länge: bis zu 8
  • position – Typ: char
  • hardwareVersion – Typ: int[], Länge: 3, Wertebereich: [0 bis 255]
  • firmwareVersion – Typ: int[], Länge: 3, 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 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

void BrickletThermalImaging.setImageTransferConfig(int config)
Parameter:
  • config – Typ: int, Wertebereich: Siehe Konstanten

Die notwendige Bandbreite für dieses Bricklet ist zu groß um Getter/Callbacks oder High Contrast/Temperature Images gleichzeitig zu nutzen. Daher muss konfiguriert werden was genutzt werden soll. Das Bricklet optimiert seine interne Konfiguration anschließend dahingehend.

Zugehörige Funktionen:

Der Standardwert ist Manual High Contrast Image (0).

Die folgenden Konstanten sind für diese Funktion verfügbar:

Für config:

  • BrickletThermalImaging.IMAGE_TRANSFER_MANUAL_HIGH_CONTRAST_IMAGE = 0
  • BrickletThermalImaging.IMAGE_TRANSFER_MANUAL_TEMPERATURE_IMAGE = 1
  • BrickletThermalImaging.IMAGE_TRANSFER_CALLBACK_HIGH_CONTRAST_IMAGE = 2
  • BrickletThermalImaging.IMAGE_TRANSFER_CALLBACK_TEMPERATURE_IMAGE = 3
int BrickletThermalImaging.getImageTransferConfig()
Rückgabe:
  • config – Typ: int, Wertebereich: Siehe Konstanten

Gibt die Image Transfer Konfiguration zurück, wie von setImageTransferConfig() gesetzt.

Die folgenden Konstanten sind für diese Funktion verfügbar:

Für config:

  • BrickletThermalImaging.IMAGE_TRANSFER_MANUAL_HIGH_CONTRAST_IMAGE = 0
  • BrickletThermalImaging.IMAGE_TRANSFER_MANUAL_TEMPERATURE_IMAGE = 1
  • BrickletThermalImaging.IMAGE_TRANSFER_CALLBACK_HIGH_CONTRAST_IMAGE = 2
  • BrickletThermalImaging.IMAGE_TRANSFER_CALLBACK_TEMPERATURE_IMAGE = 3

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 BrickletThermalImaging.HighContrastImageCallback
Event-Objekt:
  • image – Typ: int[], Länge: 4800, Wertebereich: [0 bis 255]

Dieser Callback wird für jedes neue High Contrast Image ausgelöst, wenn die Transfer Image Config für diesen Callback konfiguriert wurde (siehe setImageTransferConfig()).

Die Daten der 80x60 Pixel-Matrix werden als ein eindimensionales Array bestehend aus 8-Bit Werten dargestellt. Die Daten sind Zeile für Zeile von oben links bis unten rechts angeordnet.

Jeder 8-Bit Wert stellt ein Pixel aus dem Grauwertbild dar und kann als solcher direkt dargestellt werden.

Bemerkung

Falls das Rekonstruieren des Wertes fehlschlägt, wird der Callback mit null für image ausgelöst.

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

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

callback BrickletThermalImaging.TemperatureImageCallback
Event-Objekt:
  • image – Typ: int[], Länge: 4800, Wertebereich: [0 bis 216 - 1]

Dieser Callback wird für jedes neue Temperature Image ausgelöst, wenn die Transfer Image Config für diesen Callback konfiguriert wurde (siehe setImageTransferConfig()).

Die Daten der 80x60 Pixel-Matrix werden als ein eindimensionales Array bestehend aus 16-Bit Werten dargestellt. Die Daten sind Zeile für Zeile von oben links bis unten rechts angeordnet.

Jeder 16-Bit Wert stellt ein Pixel aus dem Temperatur Bild dar und kann als solcher direkt dargestellt werden.

Bemerkung

Falls das Rekonstruieren des Wertes fehlschlägt, wird der Callback mit null für image ausgelöst.

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

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

Konstanten

int BrickletThermalImaging.DEVICE_IDENTIFIER

Diese Konstante wird verwendet um ein Thermal Imaging 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 BrickletThermalImaging.DEVICE_DISPLAY_NAME

Diese Konstante stellt den Anzeigenamen eines Thermal Imaging Bricklet dar.