Java - Thermocouple Bricklet

Dies ist die Beschreibung der Java API Bindings für das Thermocouple Bricklet. Allgemeine Informationen über die Funktionen und technischen Spezifikationen des Thermocouple Bricklet sind in dessen Hardware Beschreibung zusammengefasst.

Eine Installationanleitung für die Java API Bindings ist Teil deren allgemeine Beschreibung.

Beispiele

Der folgende Beispielcode ist Public Domain (CC0 1.0).

Simple

Download (ExampleSimple.java)

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import com.tinkerforge.IPConnection;
import com.tinkerforge.BrickletThermocouple;

public class ExampleSimple {
    private static final String HOST = "localhost";
    private static final int PORT = 4223;

    // Change XYZ to the UID of your Thermocouple Bricklet
    private static final String UID = "XYZ";

    // Note: To make the example code cleaner we do not handle exceptions. Exceptions
    //       you might normally want to catch are described in the documentation
    public static void main(String args[]) throws Exception {
        IPConnection ipcon = new IPConnection(); // Create IP connection
        BrickletThermocouple t = new BrickletThermocouple(UID, ipcon); // Create device object

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

        // Get current temperature
        int temperature = t.getTemperature(); // Can throw com.tinkerforge.TimeoutException
        System.out.println("Temperature: " + temperature/100.0 + " °C");

        System.out.println("Press key to exit"); System.in.read();
        ipcon.disconnect();
    }
}

Callback

Download (ExampleCallback.java)

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import com.tinkerforge.IPConnection;
import com.tinkerforge.BrickletThermocouple;

public class ExampleCallback {
    private static final String HOST = "localhost";
    private static final int PORT = 4223;

    // Change XYZ to the UID of your Thermocouple Bricklet
    private static final String UID = "XYZ";

    // Note: To make the example code cleaner we do not handle exceptions. Exceptions
    //       you might normally want to catch are described in the documentation
    public static void main(String args[]) throws Exception {
        IPConnection ipcon = new IPConnection(); // Create IP connection
        BrickletThermocouple t = new BrickletThermocouple(UID, ipcon); // Create device object

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

        // Add temperature listener
        t.addTemperatureListener(new BrickletThermocouple.TemperatureListener() {
            public void temperature(int temperature) {
                System.out.println("Temperature: " + temperature/100.0 + " °C");
            }
        });

        // Set period for temperature callback to 1s (1000ms)
        // Note: The temperature callback is only called every second
        //       if the temperature has changed since the last call!
        t.setTemperatureCallbackPeriod(1000);

        System.out.println("Press key to exit"); System.in.read();
        ipcon.disconnect();
    }
}

Threshold

Download (ExampleThreshold.java)

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import com.tinkerforge.IPConnection;
import com.tinkerforge.BrickletThermocouple;

public class ExampleThreshold {
    private static final String HOST = "localhost";
    private static final int PORT = 4223;

    // Change XYZ to the UID of your Thermocouple Bricklet
    private static final String UID = "XYZ";

    // Note: To make the example code cleaner we do not handle exceptions. Exceptions
    //       you might normally want to catch are described in the documentation
    public static void main(String args[]) throws Exception {
        IPConnection ipcon = new IPConnection(); // Create IP connection
        BrickletThermocouple t = new BrickletThermocouple(UID, ipcon); // Create device object

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

        // Get threshold callbacks with a debounce time of 10 seconds (10000ms)
        t.setDebouncePeriod(10000);

        // Add temperature reached listener
        t.addTemperatureReachedListener(new BrickletThermocouple.TemperatureReachedListener() {
            public void temperatureReached(int temperature) {
                System.out.println("Temperature: " + temperature/100.0 + " °C");
            }
        });

        // Configure threshold for temperature "greater than 30 °C"
        t.setTemperatureCallbackThreshold('>', 30*100, 0);

        System.out.println("Press key to exit"); System.in.read();
        ipcon.disconnect();
    }
}

API

Prinzipiell kann jede Methode der Java 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 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 BrickletThermocouple(String uid, IPConnection ipcon)
Parameter:
  • uid – Typ: String
  • ipcon – Typ: IPConnection
Rückgabe:
  • thermocouple – Typ: BrickletThermocouple

Erzeugt ein Objekt mit der eindeutigen Geräte ID uid:

BrickletThermocouple thermocouple = new BrickletThermocouple("YOUR_DEVICE_UID", ipcon);

Dieses Objekt kann benutzt werden, nachdem die IP Connection verbunden ist.

int BrickletThermocouple.getTemperature()
Rückgabe:
  • temperature – Typ: int, Einheit: 1/100 °C, Wertebereich: [-21000 bis 180000]

Gibt die Temperatur des Thermoelements zurück.

Wenn die Temperatur periodisch abgefragt werden soll, wird empfohlen den TemperatureListener Listener zu nutzen und die Periode mit setTemperatureCallbackPeriod() vorzugeben.

Fortgeschrittene Funktionen

void BrickletThermocouple.setConfiguration(short averaging, short thermocoupleType, short filter)
Parameter:
  • averaging – Typ: short, Wertebereich: Siehe Konstanten, Standardwert: 16
  • thermocoupleType – Typ: short, Wertebereich: Siehe Konstanten, Standardwert: 3
  • filter – Typ: short, Wertebereich: Siehe Konstanten, Standardwert: 0

Konfiguriert werden können Averaging-Größe, Thermoelement-Typ und Frequenz-Filterung.

Mögliche Averaging-Größen sind 1, 2, 4, 8 und 16 Samples.

Als Thermoelement-Typ stehen B, E, J, K, N, R, S und T zur Verfügung. Falls ein anderes Thermoelement benutzt werden soll, können G8 und G32 genutzt werden. Mit diesen Typen wird der Wert nicht in °C/100 zurückgegeben sondern er wird durch folgende Formeln bestimmt:

  • G8: Wert = 8 * 1.6 * 2^17 * Vin
  • G32: Wert = 32 * 1.6 * 2^17 * Vin

dabei ist Vin die Eingangsspannung des Thermoelements.

Der Frequenz-Filter kann auf 50Hz und 60Hz konfiguriert werden. Er sollte abhängig von der lokalen Netzfrequenz gewählt werden.

Die Konvertierungszeit ist abhängig von der Averaging-Größe und der Frequenz-Filter-Konfiguration. Sie kann wie folgt bestimmt werden:

  • 60Hz: Zeit = 82 + (Samples - 1) * 16.67
  • 50Hz: Zeit = 98 + (Samples - 1) * 20

Die folgenden Konstanten sind für diese Funktion verfügbar:

Für averaging:

  • BrickletThermocouple.AVERAGING_1 = 1
  • BrickletThermocouple.AVERAGING_2 = 2
  • BrickletThermocouple.AVERAGING_4 = 4
  • BrickletThermocouple.AVERAGING_8 = 8
  • BrickletThermocouple.AVERAGING_16 = 16

Für thermocoupleType:

  • BrickletThermocouple.TYPE_B = 0
  • BrickletThermocouple.TYPE_E = 1
  • BrickletThermocouple.TYPE_J = 2
  • BrickletThermocouple.TYPE_K = 3
  • BrickletThermocouple.TYPE_N = 4
  • BrickletThermocouple.TYPE_R = 5
  • BrickletThermocouple.TYPE_S = 6
  • BrickletThermocouple.TYPE_T = 7
  • BrickletThermocouple.TYPE_G8 = 8
  • BrickletThermocouple.TYPE_G32 = 9

Für filter:

  • BrickletThermocouple.FILTER_OPTION_50HZ = 0
  • BrickletThermocouple.FILTER_OPTION_60HZ = 1
BrickletThermocouple.Configuration BrickletThermocouple.getConfiguration()
Rückgabeobjekt:
  • averaging – Typ: short, Wertebereich: Siehe Konstanten, Standardwert: 16
  • thermocoupleType – Typ: short, Wertebereich: Siehe Konstanten, Standardwert: 3
  • filter – Typ: short, Wertebereich: Siehe Konstanten, Standardwert: 0

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

Die folgenden Konstanten sind für diese Funktion verfügbar:

Für averaging:

  • BrickletThermocouple.AVERAGING_1 = 1
  • BrickletThermocouple.AVERAGING_2 = 2
  • BrickletThermocouple.AVERAGING_4 = 4
  • BrickletThermocouple.AVERAGING_8 = 8
  • BrickletThermocouple.AVERAGING_16 = 16

Für thermocoupleType:

  • BrickletThermocouple.TYPE_B = 0
  • BrickletThermocouple.TYPE_E = 1
  • BrickletThermocouple.TYPE_J = 2
  • BrickletThermocouple.TYPE_K = 3
  • BrickletThermocouple.TYPE_N = 4
  • BrickletThermocouple.TYPE_R = 5
  • BrickletThermocouple.TYPE_S = 6
  • BrickletThermocouple.TYPE_T = 7
  • BrickletThermocouple.TYPE_G8 = 8
  • BrickletThermocouple.TYPE_G32 = 9

Für filter:

  • BrickletThermocouple.FILTER_OPTION_50HZ = 0
  • BrickletThermocouple.FILTER_OPTION_60HZ = 1
BrickletThermocouple.ErrorState BrickletThermocouple.getErrorState()
Rückgabeobjekt:
  • overUnder – Typ: boolean
  • openCircuit – Typ: boolean

Gibt den aktuellen Error-Status zurück. Es gibt zwei mögliche Status:

  • Over/Under Voltage und
  • Open Circuit.

Over/Under Voltage bei Spannungen unter 0V oder über 3.3V ausgelöst. In diesem Fall ist mit hoher Wahrscheinlichkeit das Thermoelement defekt. Ein Open Circuit-Error deutet darauf hin, das kein Thermoelement angeschlossen ist.

Der ErrorStateListener Listener wird automatisch jedes mal ausgelöst, wenn sich der Error-Status ändert.

BrickletThermocouple.Identity BrickletThermocouple.getIdentity()
Rückgabeobjekt:
  • uid – Typ: String, Länge: bis zu 8
  • connectedUid – Typ: String, Länge: bis zu 8
  • position – Typ: char, Wertebereich: ['a' bis 'h', 'i', 'z']
  • hardwareVersion – Typ: short[], Länge: 3
    • 0: major – Typ: short, Wertebereich: [0 bis 255]
    • 1: minor – Typ: short, Wertebereich: [0 bis 255]
    • 2: revision – Typ: short, Wertebereich: [0 bis 255]
  • firmwareVersion – Typ: short[], Länge: 3
    • 0: major – Typ: short, Wertebereich: [0 bis 255]
    • 1: minor – Typ: short, Wertebereich: [0 bis 255]
    • 2: revision – Typ: short, 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 '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.

Konfigurationsfunktionen für Listener

void BrickletThermocouple.setTemperatureCallbackPeriod(long period)
Parameter:
  • period – Typ: long, Einheit: 1 ms, Wertebereich: [0 bis 232 - 1], Standardwert: 0

Setzt die Periode mit welcher der TemperatureListener Listener ausgelöst wird. Ein Wert von 0 deaktiviert den Listener.

Der TemperatureListener Listener wird nur ausgelöst, wenn sich die Temperatur seit der letzten Auslösung geändert hat.

long BrickletThermocouple.getTemperatureCallbackPeriod()
Rückgabe:
  • period – Typ: long, Einheit: 1 ms, Wertebereich: [0 bis 232 - 1], Standardwert: 0

Gibt die Periode zurück, wie von setTemperatureCallbackPeriod() gesetzt.

void BrickletThermocouple.setTemperatureCallbackThreshold(char option, int min, int max)
Parameter:
  • option – Typ: char, Wertebereich: Siehe Konstanten, Standardwert: 'x'
  • min – Typ: int, Einheit: 1/100 °C, Wertebereich: [-231 bis 231 - 1], Standardwert: 0
  • max – Typ: int, Einheit: 1/100 °C, Wertebereich: [-231 bis 231 - 1], Standardwert: 0

Setzt den Schwellwert für den TemperatureReachedListener Listener.

Die folgenden Optionen sind möglich:

Option Beschreibung
'x' Listener ist inaktiv
'o' Listener wird ausgelöst, wenn die Temperatur außerhalb des min und max Wertes ist
'i' Listener wird ausgelöst, wenn die Temperatur innerhalb des min und max Wertes ist
'<' Listener wird ausgelöst, wenn die Temperatur kleiner als der min Wert ist (max wird ignoriert)
'>' Listener wird ausgelöst, wenn die Temperatur größer als der min Wert ist (max wird ignoriert)

Die folgenden Konstanten sind für diese Funktion verfügbar:

Für option:

  • BrickletThermocouple.THRESHOLD_OPTION_OFF = 'x'
  • BrickletThermocouple.THRESHOLD_OPTION_OUTSIDE = 'o'
  • BrickletThermocouple.THRESHOLD_OPTION_INSIDE = 'i'
  • BrickletThermocouple.THRESHOLD_OPTION_SMALLER = '<'
  • BrickletThermocouple.THRESHOLD_OPTION_GREATER = '>'
BrickletThermocouple.TemperatureCallbackThreshold BrickletThermocouple.getTemperatureCallbackThreshold()
Rückgabeobjekt:
  • option – Typ: char, Wertebereich: Siehe Konstanten, Standardwert: 'x'
  • min – Typ: int, Einheit: 1/100 °C, Wertebereich: [-231 bis 231 - 1], Standardwert: 0
  • max – Typ: int, Einheit: 1/100 °C, Wertebereich: [-231 bis 231 - 1], Standardwert: 0

Gibt den Schwellwert zurück, wie von setTemperatureCallbackThreshold() gesetzt.

Die folgenden Konstanten sind für diese Funktion verfügbar:

Für option:

  • BrickletThermocouple.THRESHOLD_OPTION_OFF = 'x'
  • BrickletThermocouple.THRESHOLD_OPTION_OUTSIDE = 'o'
  • BrickletThermocouple.THRESHOLD_OPTION_INSIDE = 'i'
  • BrickletThermocouple.THRESHOLD_OPTION_SMALLER = '<'
  • BrickletThermocouple.THRESHOLD_OPTION_GREATER = '>'
void BrickletThermocouple.setDebouncePeriod(long debounce)
Parameter:
  • debounce – Typ: long, Einheit: 1 ms, Wertebereich: [0 bis 232 - 1], Standardwert: 100

Setzt die Periode mit welcher die Schwellwert Listener

ausgelöst wird, wenn der Schwellwert

weiterhin erreicht bleibt.

long BrickletThermocouple.getDebouncePeriod()
Rückgabe:
  • debounce – Typ: long, Einheit: 1 ms, Wertebereich: [0 bis 232 - 1], Standardwert: 100

Gibt die Entprellperiode zurück, wie von setDebouncePeriod() gesetzt.

Listener

Listener können registriert werden um zeitkritische oder wiederkehrende Daten vom Gerät zu erhalten. Die Registrierung kann mit add*Listener() Funktionen eines Geräteobjekts durchgeführt werden.

Der Parameter ist ein Listener Klassen Objekt, z.B.:

device.addExampleListener(new BrickletThermocouple.ExampleListener() {
    public void property(int value) {
        System.out.println("Value: " + value);
    }
});

Die verfügbaren Listener Klassen mit den Methoden welche überschrieben werden können werden unterhalb beschrieben. Es ist möglich mehrere Listener hinzuzufügen und auch mit einem korrespondierenden remove*Listener() wieder zu entfernen.

Bemerkung

Listener 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.

class BrickletThermocouple.TemperatureListener()

Dieser Listener kann mit der Funktion addTemperatureListener() hinzugefügt werde. Ein hinzugefügter Listener kann mit der Funktion removeTemperatureListener() wieder entfernt werden.

void temperature(int temperature)
Parameter:
  • temperature – Typ: int, Einheit: 1/100 °C, Wertebereich: [-21000 bis 180000]

Dieser Listener wird mit der Periode, wie gesetzt mit setTemperatureCallbackPeriod(), ausgelöst. Der Parameter ist die Temperatur des Thermoelements.

Der TemperatureListener Listener wird nur ausgelöst, wenn sich die Temperatur seit der letzten Auslösung geändert hat.

class BrickletThermocouple.TemperatureReachedListener()

Dieser Listener kann mit der Funktion addTemperatureReachedListener() hinzugefügt werde. Ein hinzugefügter Listener kann mit der Funktion removeTemperatureReachedListener() wieder entfernt werden.

void temperatureReached(int temperature)
Parameter:
  • temperature – Typ: int, Einheit: 1/100 °C, Wertebereich: [-21000 bis 180000]

Dieser Listener wird ausgelöst, wenn der Schwellwert, wie von setTemperatureCallbackThreshold() gesetzt, erreicht wird. Der Parameter ist die Temperatur des Thermoelements.

Wenn der Schwellwert erreicht bleibt, wird der Listener mit der Periode, wie mit setDebouncePeriod() gesetzt, ausgelöst.

class BrickletThermocouple.ErrorStateListener()

Dieser Listener kann mit der Funktion addErrorStateListener() hinzugefügt werde. Ein hinzugefügter Listener kann mit der Funktion removeErrorStateListener() wieder entfernt werden.

void errorState(boolean overUnder, boolean openCircuit)
Parameter:
  • overUnder – Typ: boolean
  • openCircuit – Typ: boolean

Dieser Listener wird ausgelöst, wenn der Error-Status sich verändert (siehe getErrorState()).

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.

short[] BrickletThermocouple.getAPIVersion()
Rückgabeobjekt:
  • apiVersion – Typ: short[], Länge: 3
    • 0: major – Typ: short, Wertebereich: [0 bis 255]
    • 1: minor – Typ: short, Wertebereich: [0 bis 255]
    • 2: revision – Typ: short, 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.

boolean BrickletThermocouple.getResponseExpected(byte functionId)
Parameter:
  • functionId – Typ: byte, 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 Listeners 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:

  • BrickletThermocouple.FUNCTION_SET_TEMPERATURE_CALLBACK_PERIOD = 2
  • BrickletThermocouple.FUNCTION_SET_TEMPERATURE_CALLBACK_THRESHOLD = 4
  • BrickletThermocouple.FUNCTION_SET_DEBOUNCE_PERIOD = 6
  • BrickletThermocouple.FUNCTION_SET_CONFIGURATION = 10
void BrickletThermocouple.setResponseExpected(byte functionId, boolean responseExpected)
Parameter:
  • functionId – Typ: byte, 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 Listeners (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:

  • BrickletThermocouple.FUNCTION_SET_TEMPERATURE_CALLBACK_PERIOD = 2
  • BrickletThermocouple.FUNCTION_SET_TEMPERATURE_CALLBACK_THRESHOLD = 4
  • BrickletThermocouple.FUNCTION_SET_DEBOUNCE_PERIOD = 6
  • BrickletThermocouple.FUNCTION_SET_CONFIGURATION = 10
void BrickletThermocouple.setResponseExpectedAll(boolean responseExpected)
Parameter:
  • responseExpected – Typ: boolean

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

Konstanten

int BrickletThermocouple.DEVICE_IDENTIFIER

Diese Konstante wird verwendet um ein Thermocouple Bricklet zu identifizieren.

Die getIdentity() Funktion und der IPConnection.EnumerateListener Listener der IP Connection haben ein deviceIdentifier Parameter um den Typ des Bricks oder Bricklets anzugeben.

String BrickletThermocouple.DEVICE_DISPLAY_NAME

Diese Konstante stellt den Anzeigenamen eines Thermocouple Bricklet dar.