Ruby - HAT Brick

Dies ist die Beschreibung der Ruby API Bindings für den HAT Brick. Allgemeine Informationen über die Funktionen und technischen Spezifikationen des HAT Brick sind in dessen Hardware Beschreibung zusammengefasst.

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

Beispiele

Der folgende Beispielcode ist Public Domain (CC0 1.0).

Sleep

Download (example_sleep.rb)

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#!/usr/bin/env ruby
# -*- ruby encoding: utf-8 -*-

require 'tinkerforge/ip_connection'
require 'tinkerforge/brick_hat'

include Tinkerforge

HOST = 'localhost'
PORT = 4223
UID = 'XXYYZZ' # Change XXYYZZ to the UID of your HAT Brick

ipcon = IPConnection.new # Create IP connection
hat = BrickHAT.new UID, ipcon # Create device object

ipcon.connect HOST, PORT # Connect to brickd
# Don't use device before ipcon is connected

# Turn Raspberry Pi and Bricklets off in 2 seconds for 30 minutes with sleep indicator enabled
hat.set_sleep_mode 2, 1800, true, true, true

puts 'Press key to exit'
$stdin.gets
ipcon.disconnect

API

Alle folgend aufgelisteten Funktionen sind Thread-sicher.

Grundfunktionen

BrickHAT::new(uid, ipcon) → hat
Parameter:
  • uid – Typ: str
  • ipcon – Typ: IPConnection
Rückgabe:
  • hat – Typ: BrickHAT

Erzeugt ein Objekt mit der eindeutigen Geräte ID uid:

hat = BrickHAT.new 'YOUR_DEVICE_UID', ipcon

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

BrickHAT#set_sleep_mode(power_off_delay, power_off_duration, raspberry_pi_off, bricklets_off, enable_sleep_indicator) → nil
Parameter:
  • power_off_delay – Typ: int, Einheit: 1 s, Wertebereich: [0 bis 232 - 1]
  • power_off_duration – Typ: int, Einheit: 1 s, Wertebereich: [0 bis 232 - 1]
  • raspberry_pi_off – Typ: bool
  • bricklets_off – Typ: bool
  • enable_sleep_indicator – Typ: bool

Setzt den Schlaf-Modus.

Bemerkung

Diese Funktion schaltet die Stromversorgung des Raspberry Pis nach Power Off Delay Sekunden ab. Das Betriebssystem muss manuell heruntergefahren werden, zum Beispiel durch Ausführen von 'sudo shutdown -h now'.

Parameter:

  • Power Off Delay: Zeit in Sekunden bis der RPi/die Bricklets ausgeschaltet werden.
  • Power Off Duration: Dauer in Sekunden für die der RPi/die Bricklets ausgeschaltet bleiben.
  • Raspberry Pi Off: RPi wird ausgeschaltet, falls auf true gesetzt.
  • Bricklets Off: Bricklets werden ausgeschaltet falls auf true gesetzt.
  • Enable Sleep Indicator: Wenn dieser Parameter auf true gesetzt wird, blinkt die Status-LED während der Schlafdauer mit einem Intervall von 1s. Dies verbraucht zusätzliche 0,3mA.

Beispiel: Um den RPi und die Bricklets in 5 Sekunden für 10 Minuten mit aktivierter Status-LED auszuschalten, rufe (5, 60*10, true, true, true) auf.

Diese Funktion kann auch genutzt werden um einen Watchdog zu implementieren. Dazu kann ein Programm geschrieben werden, welches in einer Schleife einmal pro Sekunde folgendes aufruft: (10, 2, true, false, false). Dies führt dazu, dass das HAT den RPi nach 10 Sekunden neustartet, wenn dieser abgestürzt oder stecken geblieben ist.

BrickHAT#get_sleep_mode → [int, int, bool, bool, bool]
Rückgabe-Array:
  • 0: power_off_delay – Typ: int, Einheit: 1 s, Wertebereich: [0 bis 232 - 1]
  • 1: power_off_duration – Typ: int, Einheit: 1 s, Wertebereich: [0 bis 232 - 1]
  • 2: raspberry_pi_off – Typ: bool
  • 3: bricklets_off – Typ: bool
  • 4: enable_sleep_indicator – Typ: bool

Gibt die Sleep-Mode-Einstellungen zurück, wie von #set_sleep_mode gesetzt.

BrickHAT#set_bricklet_power(bricklet_power) → nil
Parameter:
  • bricklet_power – Typ: bool, Standardwert: true

Kann auf true/false gesetzt werden um die Spannungsversorgung der angeschlossenen Bricklets an/aus zu stellen.

BrickHAT#get_bricklet_power → bool
Rückgabe:
  • bricklet_power – Typ: bool, Standardwert: true

Gibt den Status der Stromversorgung der angeschlossenen Bricklets zurück, wie von #set_bricklet_power gesetzt.

BrickHAT#get_voltages → [int, int]
Rückgabe-Array:
  • 0: voltage_usb – Typ: int, Einheit: 1 mV, Wertebereich: [0 bis 216 - 1]
  • 1: voltage_dc – Typ: int, Einheit: 1 mV, Wertebereich: [0 bis 216 - 1]

Gibt die USB- und DC-Input-Versorgungsspannung zurück.

Es gibt drei mögliche Kombinationen:

  • Nur USB verbunden: Die USB-Versorgungsspannung wird auf den DC-Input-Stecker zurückgespeist. Die USB-Spannung wird angezeigt und die DC-Input-Spannung ist etwas niedriger als die USB-Spannung.
  • Nur DC-Input verbunden: Die DC-Versorgungsspannung wird nicht auf den USB-Stecker zurückgespeist. Die DC-Versorgungsspannung wird angezeigt und die USB-Spannung ist 0.
  • USB und DC-Input verbunden: Beide Spannungen werden angezeigt. In diesem Fall ist die USB-Versorgungsspannung ohne Last, sie wird als Backup verwendet wenn der DC-Input getrennt wird (oder die DC-Input-Versorgungsspannung unter die USB-Spannung fällt).

Fortgeschrittene Funktionen

BrickHAT#get_spitfp_error_count → [int, int, int, int]
Rückgabe-Array:
  • 0: error_count_ack_checksum – Typ: int, Wertebereich: [0 bis 232 - 1]
  • 1: error_count_message_checksum – Typ: int, Wertebereich: [0 bis 232 - 1]
  • 2: error_count_frame – Typ: int, Wertebereich: [0 bis 232 - 1]
  • 3: error_count_overflow – Typ: int, 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.

BrickHAT#set_bootloader_mode(mode) → int
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 Bootloader- 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:

  • BrickHAT::BOOTLOADER_MODE_BOOTLOADER = 0
  • BrickHAT::BOOTLOADER_MODE_FIRMWARE = 1
  • BrickHAT::BOOTLOADER_MODE_BOOTLOADER_WAIT_FOR_REBOOT = 2
  • BrickHAT::BOOTLOADER_MODE_FIRMWARE_WAIT_FOR_REBOOT = 3
  • BrickHAT::BOOTLOADER_MODE_FIRMWARE_WAIT_FOR_ERASE_AND_REBOOT = 4

Für status:

  • BrickHAT::BOOTLOADER_STATUS_OK = 0
  • BrickHAT::BOOTLOADER_STATUS_INVALID_MODE = 1
  • BrickHAT::BOOTLOADER_STATUS_NO_CHANGE = 2
  • BrickHAT::BOOTLOADER_STATUS_ENTRY_FUNCTION_NOT_PRESENT = 3
  • BrickHAT::BOOTLOADER_STATUS_DEVICE_IDENTIFIER_INCORRECT = 4
  • BrickHAT::BOOTLOADER_STATUS_CRC_MISMATCH = 5
BrickHAT#get_bootloader_mode → int
Rückgabe:
  • mode – Typ: int, Wertebereich: Siehe Konstanten

Gibt den aktuellen Bootloader-Modus zurück, siehe #set_bootloader_mode.

Die folgenden Konstanten sind für diese Funktion verfügbar:

Für mode:

  • BrickHAT::BOOTLOADER_MODE_BOOTLOADER = 0
  • BrickHAT::BOOTLOADER_MODE_FIRMWARE = 1
  • BrickHAT::BOOTLOADER_MODE_BOOTLOADER_WAIT_FOR_REBOOT = 2
  • BrickHAT::BOOTLOADER_MODE_FIRMWARE_WAIT_FOR_REBOOT = 3
  • BrickHAT::BOOTLOADER_MODE_FIRMWARE_WAIT_FOR_ERASE_AND_REBOOT = 4
BrickHAT#set_write_firmware_pointer(pointer) → nil
Parameter:
  • pointer – Typ: int, Einheit: 1 B, Wertebereich: [0 bis 232 - 1]

Setzt den Firmware-Pointer für #write_firmware. 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.

BrickHAT#write_firmware(data) → int
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 #set_write_firmware_pointer 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.

BrickHAT#set_status_led_config(config) → nil
Parameter:
  • config – Typ: int, Wertebereich: Siehe Konstanten, Standardwert: 3

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:

  • BrickHAT::STATUS_LED_CONFIG_OFF = 0
  • BrickHAT::STATUS_LED_CONFIG_ON = 1
  • BrickHAT::STATUS_LED_CONFIG_SHOW_HEARTBEAT = 2
  • BrickHAT::STATUS_LED_CONFIG_SHOW_STATUS = 3
BrickHAT#get_status_led_config → int
Rückgabe:
  • config – Typ: int, Wertebereich: Siehe Konstanten, Standardwert: 3

Gibt die Konfiguration zurück, wie von #set_status_led_config gesetzt.

Die folgenden Konstanten sind für diese Funktion verfügbar:

Für config:

  • BrickHAT::STATUS_LED_CONFIG_OFF = 0
  • BrickHAT::STATUS_LED_CONFIG_ON = 1
  • BrickHAT::STATUS_LED_CONFIG_SHOW_HEARTBEAT = 2
  • BrickHAT::STATUS_LED_CONFIG_SHOW_STATUS = 3
BrickHAT#get_chip_temperature → int
Rückgabe:
  • temperature – Typ: int, Einheit: 1 °C, Wertebereich: [-215 bis 215 - 1]

Gibt die Temperatur, 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.

BrickHAT#reset → nil

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.

BrickHAT#write_uid(uid) → nil
Parameter:
  • uid – Typ: int, 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.

BrickHAT#read_uid → int
Rückgabe:
  • uid – Typ: int, 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.

BrickHAT#get_identity → [str, str, chr, [int, ...], [int, ...], int]
Rückgabe-Array:
  • 0: uid – Typ: str, Länge: bis zu 8
  • 1: connected_uid – Typ: str, Länge: bis zu 8
  • 2: position – Typ: chr, Wertebereich: ['a' bis 'h', 'i', 'z']
  • 3: hardware_version – Typ: [int, ...], Länge: 3
    • 0: major – Typ: int, Wertebereich: [0 bis 255]
    • 1: minor – Typ: int, Wertebereich: [0 bis 255]
    • 2: revision – Typ: int, Wertebereich: [0 bis 255]
  • 4: firmware_version – Typ: [int, ...], Länge: 3
    • 0: major – Typ: int, Wertebereich: [0 bis 255]
    • 1: minor – Typ: int, Wertebereich: [0 bis 255]
    • 2: revision – Typ: int, Wertebereich: [0 bis 255]
  • 5: device_identifier – 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 Bricks.

Konfigurationsfunktionen für Callbacks

BrickHAT#register_callback(callback_id) { |param [, ...]| block } → nil
Parameter:
  • callback_id – Typ: int

Registriert den block für die gegebene callback_id.

Die verfügbaren Callback IDs mit den zugehörigen Funktionssignaturen sind unten zu finden.

BrickHAT#set_voltages_callback_configuration(period, value_has_to_change) → nil
Parameter:
  • period – Typ: int, Einheit: 1 ms, Wertebereich: [0 bis 232 - 1], Standardwert: 0
  • value_has_to_change – Typ: bool, Standardwert: false

Die Periode ist die Periode mit der der ::CALLBACK_VOLTAGES Callback ausgelöst wird. Ein Wert von 0 schaltet den Callback ab.

Wenn der value has to change-Parameter auf True gesetzt wird, wird der Callback nur ausgelöst, wenn der Wert sich im Vergleich zum letzten mal geändert hat. Ändert der Wert sich nicht innerhalb der Periode, so wird der Callback sofort ausgelöst, wenn der Wert sich das nächste mal ändert.

Wird der Parameter auf False gesetzt, so wird der Callback dauerhaft mit der festen Periode ausgelöst unabhängig von den Änderungen des Werts.

Neu in Version 2.0.1 (Firmware).

BrickHAT#get_voltages_callback_configuration → [int, bool]
Rückgabe-Array:
  • 0: period – Typ: int, Einheit: 1 ms, Wertebereich: [0 bis 232 - 1], Standardwert: 0
  • 1: value_has_to_change – Typ: bool, Standardwert: false

Gibt die Callback-Konfiguration zurück, wie mittels #set_voltages_callback_configuration gesetzt.

Neu in Version 2.0.1 (Firmware).

Callbacks

Callbacks können registriert werden um zeitkritische oder wiederkehrende Daten vom Gerät zu erhalten. Die Registrierung kann mit der Funktion #register_callback des Geräte Objektes durchgeführt werden. Der erste Parameter ist der Callback ID und der zweite Parameter der Block:

hat.register_callback BrickHAT::CALLBACK_EXAMPLE, do |param|
  puts "#{param}"
end

Die verfügbaren IDs mit der dazugehörigen Parameteranzahl und -typen 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.

BrickHAT::CALLBACK_VOLTAGES
Callback-Parameter:
  • voltage_usb – Typ: int, Einheit: 1 mV, Wertebereich: [0 bis 216 - 1]
  • voltage_dc – Typ: int, Einheit: 1 mV, Wertebereich: [0 bis 216 - 1]

Dieser Callback wird periodisch ausgelöst abhängig von der mittels #set_voltages_callback_configuration gesetzten Konfiguration

Die Parameter sind der gleiche wie #get_voltages.

Neu in Version 2.0.1 (Firmware).

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.

BrickHAT#get_api_version → [int, ...]
Rückgabe-Array:
  • 0: api_version – Typ: [int, ...], Länge: 3
    • 0: major – Typ: int, Wertebereich: [0 bis 255]
    • 1: minor – Typ: int, Wertebereich: [0 bis 255]
    • 2: revision – Typ: int, 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.

BrickHAT#get_response_expected(function_id) → bool
Parameter:
  • function_id – Typ: int, Wertebereich: Siehe Konstanten
Rückgabe:
  • response_expected – Typ: bool

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 #set_response_expected. 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 function_id:

  • BrickHAT::FUNCTION_SET_SLEEP_MODE = 1
  • BrickHAT::FUNCTION_SET_BRICKLET_POWER = 3
  • BrickHAT::FUNCTION_SET_VOLTAGES_CALLBACK_CONFIGURATION = 6
  • BrickHAT::FUNCTION_SET_WRITE_FIRMWARE_POINTER = 237
  • BrickHAT::FUNCTION_SET_STATUS_LED_CONFIG = 239
  • BrickHAT::FUNCTION_RESET = 243
  • BrickHAT::FUNCTION_WRITE_UID = 248
BrickHAT#set_response_expected(function_id, response_expected) → nil
Parameter:
  • function_id – Typ: int, Wertebereich: Siehe Konstanten
  • response_expected – Typ: bool

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 function_id:

  • BrickHAT::FUNCTION_SET_SLEEP_MODE = 1
  • BrickHAT::FUNCTION_SET_BRICKLET_POWER = 3
  • BrickHAT::FUNCTION_SET_VOLTAGES_CALLBACK_CONFIGURATION = 6
  • BrickHAT::FUNCTION_SET_WRITE_FIRMWARE_POINTER = 237
  • BrickHAT::FUNCTION_SET_STATUS_LED_CONFIG = 239
  • BrickHAT::FUNCTION_RESET = 243
  • BrickHAT::FUNCTION_WRITE_UID = 248
BrickHAT#set_response_expected_all(response_expected) → nil
Parameter:
  • response_expected – Typ: bool

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

Konstanten

BrickHAT::DEVICE_IDENTIFIER

Diese Konstante wird verwendet um einen HAT Brick zu identifizieren.

Die #get_identity() Funktion und der IPConnection::CALLBACK_ENUMERATE Callback der IP Connection haben ein device_identifier Parameter um den Typ des Bricks oder Bricklets anzugeben.

BrickHAT::DEVICE_DISPLAY_NAME

Diese Konstante stellt den Anzeigenamen eines HAT Brick dar.