Python - Stepper Brick

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

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

Beispiele

Der folgende Beispielcode ist Public Domain (CC0 1.0).

Configuration

Download (example_configuration.py)

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#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-

HOST = "localhost"
PORT = 4223
UID = "XXYYZZ" # Change XXYYZZ to the UID of your Stepper Brick

from tinkerforge.ip_connection import IPConnection
from tinkerforge.brick_stepper import BrickStepper

if __name__ == "__main__":
    ipcon = IPConnection() # Create IP connection
    stepper = BrickStepper(UID, ipcon) # Create device object

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

    stepper.set_motor_current(800) # 800mA
    stepper.set_step_mode(8) # 1/8 step mode
    stepper.set_max_velocity(2000) # Velocity 2000 steps/s

    # Slow acceleration (500 steps/s^2),
    # Fast deacceleration (5000 steps/s^2)
    stepper.set_speed_ramping(500, 5000)

    stepper.enable() # Enable motor power
    stepper.set_steps(60000) # Drive 60000 steps forward

    raw_input("Press key to exit\n") # Use input() in Python 3
    stepper.disable()
    ipcon.disconnect()

Callback

Download (example_callback.py)

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#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-

HOST = "localhost"
PORT = 4223
UID = "XXYYZZ" # Change XXYYZZ to the UID of your Stepper Brick

import random

from tinkerforge.ip_connection import IPConnection
from tinkerforge.brick_stepper import BrickStepper

# Use position reached callback to program random movement
def cb_position_reached(position, stepper):
    if random.randint(0, 1):
        steps = random.randint(1000, 5000) # steps (forward)
        print("Driving forward: " + str(steps) + " steps")
    else:
        steps = random.randint(-5000, -1000) # steps (backward)
        print("Driving backward: " + str(steps) + " steps")

    vel = random.randint(200, 2000) # steps/s
    acc = random.randint(100, 1000) # steps/s^2
    dec = random.randint(100, 1000) # steps/s^2
    print("Configuration (vel, acc, dec): " + str((vel, acc, dec)))

    stepper.set_speed_ramping(acc, dec)
    stepper.set_max_velocity(vel)
    stepper.set_steps(steps)

if __name__ == "__main__":
    ipcon = IPConnection() # Create IP connection
    stepper = BrickStepper(UID, ipcon) # Create device object

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

    # Register position reached callback to function cb_position_reached
    stepper.register_callback(stepper.CALLBACK_POSITION_REACHED,
                              lambda x: cb_position_reached(x, stepper))

    stepper.enable() # Enable motor power
    stepper.set_steps(1) # Drive one step forward to get things going

    raw_input("Press key to exit\n") # Use input() in Python 3
    stepper.disable()
    ipcon.disconnect()

API

Prinzipiell kann jede Funktion der Python Bindings tinkerforge.ip_connection.Error Exception werfen, welche ein value und eine description Property hat. value kann verschiende Werte haben:

  • Error.TIMEOUT = -1
  • Error.NOT_ADDED = -6 (seit Bindings Version 2.0.0 nicht mehr verwendet)
  • Error.ALREADY_CONNECTED = -7
  • Error.NOT_CONNECTED = -8
  • Error.INVALID_PARAMETER = -9
  • Error.NOT_SUPPORTED = -10
  • Error.UNKNOWN_ERROR_CODE = -11
  • Error.STREAM_OUT_OF_SYNC = -12
  • Error.INVALID_UID = -13

Alle folgend aufgelisteten Funktionen sind Thread-sicher.

Grundfunktionen

BrickStepper(uid, ipcon)
Parameter:
  • uid -- string
  • ipcon -- IPConnection

Erzeugt ein Objekt mit der eindeutigen Geräte ID uid:

stepper = BrickStepper("YOUR_DEVICE_UID", ipcon)

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

BrickStepper.set_max_velocity(velocity)
Parameter:velocity -- int
Rückgabetyp:None

Setzt die maximale Geschwindigkeit des Schrittmotors in Schritten je Sekunde. Diese Funktion startet nicht den Motor, sondern setzt nur die maximale Geschwindigkeit auf welche der Schrittmotor beschleunigt wird. Um den Motor zu fahren können set_target_position(), set_steps(), drive_forward() oder drive_backward() verwendet werden.

BrickStepper.get_max_velocity()
Rückgabetyp:int

Gibt die Geschwindigkeit zurück, wie von set_max_velocity() gesetzt.

BrickStepper.get_current_velocity()
Rückgabetyp:int

Gibt die aktuelle Geschwindigkeit des Schrittmotors in Schritten je Sekunde zurück.

BrickStepper.set_speed_ramping(acceleration, deacceleration)
Parameter:
  • acceleration -- int
  • deacceleration -- int
Rückgabetyp:

None

Setzt die Beschleunigung und die Verzögerung des Schrittmotors. Die Werte müssen in Schritten/s² angegeben werden. Eine Beschleunigung von 1000 bedeutet, dass jede Sekunde die Geschwindigkeit um 1000 Schritte/s erhöht wird.

Beispiel: Wenn die aktuelle Geschwindigkeit 0 ist und es soll auf eine Geschwindigkeit von 8000 Schritten/s in 10 Sekunden beschleunigt werden, muss die Beschleunigung auf 800 Schritte/s² gesetzt werden.

Eine Beschleunigung/Verzögerung von 0 bedeutet ein sprunghaftes Beschleunigen/Verzögern (nicht empfohlen).

Der Standardwert ist 1000 für beide Parameter.

BrickStepper.get_speed_ramping()
Rückgabetyp:(int, int)

Gibt die Beschleunigung und Verzögerung zurück, wie von set_speed_ramping() gesetzt.

Das zurückgegebene namedtuple enthält die Variablen acceleration und deacceleration.

BrickStepper.full_brake()
Rückgabetyp:None

Führt eine aktive Vollbremsung aus.

Warnung

Diese Funktion ist für Notsituationen bestimmt, in denen ein unverzüglicher Halt notwendig ist. Abhängig von der aktuellen Geschwindigkeit und der Kraft des Motors kann eine Vollbremsung brachial sein.

Ein Aufruf von stop() stoppt den Motor.

BrickStepper.set_steps(steps)
Parameter:steps -- int
Rückgabetyp:None

Setzt die Anzahl der Schritte die der Schrittmotor fahren soll. Positive Werte fahren den Motor vorwärts und negative rückwärts. Dabei wird die Geschwindigkeit, Beschleunigung und Verzögerung, wie mit set_max_velocity() und set_speed_ramping() gesetzt, verwendet.

BrickStepper.get_steps()
Rückgabetyp:int

Gibt die letzten Schritte zurück, wie von set_steps() gesetzt.

BrickStepper.get_remaining_steps()
Rückgabetyp:int

Gibt die verbleibenden Schritte des letzten Aufrufs von set_steps() zurück. Beispiel: Wenn set_steps() mit 2000 aufgerufen wird und get_remaining_steps() aufgerufen wird wenn der Motor 500 Schritte fahren hat, wird 1500 zurückgegeben.

BrickStepper.drive_forward()
Rückgabetyp:None

Fährt den Schrittmotor vorwärts bis drive_backward() oder stop() aufgerufen wird. Dabei wird die Geschwindigkeit, Beschleunigung und Verzögerung, wie mit set_max_velocity() und set_speed_ramping() gesetzt, verwendet.

BrickStepper.drive_backward()
Rückgabetyp:None

Fährt den Schrittmotor rückwärts bis drive_forward() oder stop() aufgerufen wird. Dabei wird die Geschwindigkeit, Beschleunigung und Verzögerung, wie mit set_max_velocity() und set_speed_ramping() gesetzt, verwendet.

BrickStepper.stop()
Rückgabetyp:None

Stoppt den Schrittmotor mit der Verzögerung, wie von set_speed_ramping() gesetzt.

BrickStepper.set_motor_current(current)
Parameter:current -- int
Rückgabetyp:None

Setzt den Strom in mA mit welchem der Motor angetrieben wird. Der minimale Wert ist 100mA, der maximale Wert ist 2291mA und der Standardwert ist 800mA.

Warnung

Dieser Wert sollte nicht über die Spezifikation des Schrittmotors gesetzt werden. Sonst ist eine Beschädigung des Motors möglich.

BrickStepper.get_motor_current()
Rückgabetyp:int

Gibt den Strom zurück, wie von set_motor_current() gesetzt.

BrickStepper.enable()
Rückgabetyp:None

Aktiviert die Treiberstufe. Die Treiberparameter können vor der Aktivierung konfiguriert werden (maximale Geschwindigkeit, Beschleunigung, etc.).

BrickStepper.disable()
Rückgabetyp:None

Deaktiviert die Treiberstufe. Die Konfiguration (Geschwindigkeit, Beschleunigung, etc.) bleibt erhalten aber der Motor wird nicht angesteuert bis eine erneute Aktivierung erfolgt.

BrickStepper.is_enabled()
Rückgabetyp:bool

Gibt true zurück wenn die Treiberstufe aktiv ist, sonst false.

Fortgeschrittene Funktionen

BrickStepper.set_current_position(position)
Parameter:position -- int
Rückgabetyp:None

Setzt den aktuellen Schrittwert des internen Schrittzählers. Dies kann benutzt werden um die aktuelle Position auf 0 zu setzen wenn ein definierter Startpunkt erreicht wurde (z.B. wenn eine CNC Maschine eine Ecke erreicht).

BrickStepper.get_current_position()
Rückgabetyp:int

Gibt die aktuelle Position des Schrittmotors in Schritten zurück. Nach dem Hochfahren ist die Position 0. Die Schritte werden bei Verwendung aller möglichen Fahrfunktionen gezählt (set_target_position(), set_steps(), drive_forward() der drive_backward()). Es ist auch möglich den Schrittzähler auf 0 oder jeden anderen gewünschten Wert zu setzen mit set_current_position().

BrickStepper.set_target_position(position)
Parameter:position -- int
Rückgabetyp:None

Setzt die Zielposition des Schrittmotors in Schritten. Beispiel: Wenn die aktuelle Position des Motors 500 ist und set_target_position() mit 1000 aufgerufen wird, dann verfährt der Schrittmotor 500 Schritte vorwärts. Dabei wird die Geschwindigkeit, Beschleunigung und Verzögerung, wie mit set_max_velocity() und set_speed_ramping() gesetzt, verwendet.

Ein Aufruf von set_target_position() mit dem Parameter x ist äquivalent mit einem Aufruf von set_steps() mit dem Parameter (x - get_current_position()).

BrickStepper.get_target_position()
Rückgabetyp:int

Gibt die letzte Zielposition zurück, wie von set_target_position() gesetzt.

BrickStepper.set_step_mode(mode)
Parameter:mode -- int
Rückgabetyp:None

Setzt den Schrittmodus des Schrittmotors. Mögliche Werte sind:

  • Vollschritt = 1
  • Halbschritt = 2
  • Viertelschritt = 4
  • Achtelschritt = 8

Ein höherer Wert erhöht die Auflösung und verringert das Drehmoment des Schrittmotors.

Der Standardwert ist 8 (Achtelschritt).

Die folgenden Konstanten sind für diese Funktion verfügbar:

  • BrickStepper.STEP_MODE_FULL_STEP = 1
  • BrickStepper.STEP_MODE_HALF_STEP = 2
  • BrickStepper.STEP_MODE_QUARTER_STEP = 4
  • BrickStepper.STEP_MODE_EIGHTH_STEP = 8
BrickStepper.get_step_mode()
Rückgabetyp:int

Gibt den Schrittmodus zurück, wie von set_step_mode() gesetzt.

Die folgenden Konstanten sind für diese Funktion verfügbar:

  • BrickStepper.STEP_MODE_FULL_STEP = 1
  • BrickStepper.STEP_MODE_HALF_STEP = 2
  • BrickStepper.STEP_MODE_QUARTER_STEP = 4
  • BrickStepper.STEP_MODE_EIGHTH_STEP = 8
BrickStepper.get_stack_input_voltage()
Rückgabetyp:int

Gibt die Eingangsspannung (in mV) des Stapels zurück. Die Eingangsspannung des Stapel wird über diesen bereitgestellt und von einer Step-Down oder Step-Up Power Supply erzeugt.

BrickStepper.get_external_input_voltage()
Rückgabetyp:int

Gibt die externe Eingangsspannung (in mV) zurück. Die externe Eingangsspannung wird über die schwarze Stromversorgungsbuchse, in den Stepper Brick, eingespeist.

Sobald eine externe Eingangsspannung und die Spannungsversorgung des Stapels anliegt, wird der Motor über die externe Spannung versorgt. Sollte nur die Spannungsversorgung des Stapels verfügbar sein, erfolgt die Versorgung des Motors über diese.

Warnung

Das bedeutet, bei einer hohen Versorgungsspannung des Stapels und einer geringen externen Versorgungsspannung erfolgt die Spannungsversorgung des Motors über die geringere externe Versorgungsspannung. Wenn dann die externe Spannungsversorgung getrennt wird, erfolgt sofort die Versorgung des Motors über die höhere Versorgungsspannung des Stapels.

BrickStepper.get_current_consumption()
Rückgabetyp:int

Gibt die Stromaufnahme des Motors zurück (in mA).

BrickStepper.set_decay(decay)
Parameter:decay -- int
Rückgabetyp:None

Setzt den Decay Modus (Abklingmodus) des Schrittmotors. Der mögliche Wertebereich ist 0 bis 65535. Ein Wert von 0 setzt den Fast Decay Modus (schneller Stromabbau), ein Wert von 65535 den Slow Decay Modus (langsamer Stromabbau) ein Wert dazwischen den Mixed Decay Modus (Nutzung beider Modi).

Eine Änderung des Decay Modus ist nur möglich wenn die Synchrongleichrichtung aktiviert ist (siehe set_sync_rect()).

Für eine gute Erläuterung der verschiedenen Decay Modi siehe diesen Blogeintrag (Englisch) von Avayan oder diesen Blogeintrag (Deutsch) von T. Ostermann.

Ein guter Decay Modus ist leider unterschiedlich für jeden Motor. Der beste Weg einen guten Decay Modus für den jeweiligen Schrittmotor zu finden, wenn der Strom nicht mit einem Oszilloskop gemessen werden kann, ist auf die Geräusche des Motors zu hören. Wenn der Wert zu gering ist, ist oftmals ein hoher Ton zu hören und wenn er zu hoch ist, oftmals ein brummendes Geräusch.

Im Allgemeinen ist der Fast Decay Modus (kleine Werte) geräuschvoller, erlaubt aber höhere Motorgeschwindigkeiten.

Der Standardwert ist 10000.

Bemerkung

Es existiert leider keine Formel zur Berechnung des optimalen Decay Modus eines Schrittmotors. Sollten Probleme mit lauten Geräuschen oder einer zu geringen maximalen Motorgeschwindigkeit bestehen, bleibt nur Ausprobieren um einen besseren Decay Modus zu finden.

BrickStepper.get_decay()
Rückgabetyp:int

Gibt den Decay Modus zurück, wie von set_decay() gesetzt.

BrickStepper.set_sync_rect(sync_rect)
Parameter:sync_rect -- bool
Rückgabetyp:None

Aktiviert oder deaktiviert (true oder false) die Synchrongleichrichtung.

Bei aktiver Synchrongleichrichtung kann der Decay Modus geändert werden (Siehe set_decay()). Ohne Synchrongleichrichtung wird der Fast Decay Modus verwendet.

Für eine Erläuterung der Synchrongleichrichtung siehe hier.

Warnung

Wenn hohe Geschwindigkeiten (> 10000 Schritte/s) mit einem großen Schrittmotor mit einer hohen Induktivität genutzt werden sollen, wird dringend geraten die Synchrongleichrichtung zu deaktivieren. Sonst kann es vorkommen, dass der Brick die Last nicht bewältigen kann und überhitzt.

Der Standardwert ist false.

BrickStepper.is_sync_rect()
Rückgabetyp:bool

Gibt zurück ob die Synchrongleichrichtung aktiviert ist.

BrickStepper.set_time_base(time_base)
Parameter:time_base -- int
Rückgabetyp:None

Setzt die Zeitbasis der Geschwindigkeit und Beschleunigung des Stepper Brick (in Sekunden).

Beispiel: Wenn aller 1,5 Sekunden ein Schritt gefahren werden soll, kann die Zeitbasis auf 15 und die Geschwindigkeit auf 10 gesetzt werden. Damit ist die Geschwindigkeit 10Schritte/15s = 1Schritt/1,5s.

Der Standardwert ist 1.

BrickStepper.get_time_base()
Rückgabetyp:int

Gibt die Zeitbasis zurück, wie von set_time_base() gesetzt.

BrickStepper.get_all_data()
Rückgabetyp:(int, int, int, int, int, int)

Gibt die folgenden Parameter zurück: Die aktuelle Geschwindigkeit, die aktuelle Position, die verbleibenden Schritte, die Spannung des Stapels, die externe Spannung und der aktuelle Stromverbrauch des Schrittmotors.

Es existiert auch ein Callback für diese Funktion, siehe CALLBACK_ALL_DATA Callback.

Das zurückgegebene namedtuple enthält die Variablen current_velocity, current_position, remaining_steps, stack_voltage, external_voltage und current_consumption.

BrickStepper.get_api_version()
Rückgabetyp:[int, int, int]

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.

BrickStepper.get_response_expected(function_id)
Parameter:function_id -- int
Rückgabetyp: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:

  • BrickStepper.FUNCTION_SET_MAX_VELOCITY = 1
  • BrickStepper.FUNCTION_SET_SPEED_RAMPING = 4
  • BrickStepper.FUNCTION_FULL_BRAKE = 6
  • BrickStepper.FUNCTION_SET_CURRENT_POSITION = 7
  • BrickStepper.FUNCTION_SET_TARGET_POSITION = 9
  • BrickStepper.FUNCTION_SET_STEPS = 11
  • BrickStepper.FUNCTION_SET_STEP_MODE = 14
  • BrickStepper.FUNCTION_DRIVE_FORWARD = 16
  • BrickStepper.FUNCTION_DRIVE_BACKWARD = 17
  • BrickStepper.FUNCTION_STOP = 18
  • BrickStepper.FUNCTION_SET_MOTOR_CURRENT = 22
  • BrickStepper.FUNCTION_ENABLE = 24
  • BrickStepper.FUNCTION_DISABLE = 25
  • BrickStepper.FUNCTION_SET_DECAY = 27
  • BrickStepper.FUNCTION_SET_MINIMUM_VOLTAGE = 29
  • BrickStepper.FUNCTION_SET_SYNC_RECT = 33
  • BrickStepper.FUNCTION_SET_TIME_BASE = 35
  • BrickStepper.FUNCTION_SET_ALL_DATA_PERIOD = 38
  • BrickStepper.FUNCTION_SET_SPITFP_BAUDRATE_CONFIG = 231
  • BrickStepper.FUNCTION_SET_SPITFP_BAUDRATE = 234
  • BrickStepper.FUNCTION_ENABLE_STATUS_LED = 238
  • BrickStepper.FUNCTION_DISABLE_STATUS_LED = 239
  • BrickStepper.FUNCTION_RESET = 243
BrickStepper.set_response_expected(function_id, response_expected)
Parameter:
  • function_id -- int
  • response_expected -- bool
Rückgabetyp:

None

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:

  • BrickStepper.FUNCTION_SET_MAX_VELOCITY = 1
  • BrickStepper.FUNCTION_SET_SPEED_RAMPING = 4
  • BrickStepper.FUNCTION_FULL_BRAKE = 6
  • BrickStepper.FUNCTION_SET_CURRENT_POSITION = 7
  • BrickStepper.FUNCTION_SET_TARGET_POSITION = 9
  • BrickStepper.FUNCTION_SET_STEPS = 11
  • BrickStepper.FUNCTION_SET_STEP_MODE = 14
  • BrickStepper.FUNCTION_DRIVE_FORWARD = 16
  • BrickStepper.FUNCTION_DRIVE_BACKWARD = 17
  • BrickStepper.FUNCTION_STOP = 18
  • BrickStepper.FUNCTION_SET_MOTOR_CURRENT = 22
  • BrickStepper.FUNCTION_ENABLE = 24
  • BrickStepper.FUNCTION_DISABLE = 25
  • BrickStepper.FUNCTION_SET_DECAY = 27
  • BrickStepper.FUNCTION_SET_MINIMUM_VOLTAGE = 29
  • BrickStepper.FUNCTION_SET_SYNC_RECT = 33
  • BrickStepper.FUNCTION_SET_TIME_BASE = 35
  • BrickStepper.FUNCTION_SET_ALL_DATA_PERIOD = 38
  • BrickStepper.FUNCTION_SET_SPITFP_BAUDRATE_CONFIG = 231
  • BrickStepper.FUNCTION_SET_SPITFP_BAUDRATE = 234
  • BrickStepper.FUNCTION_ENABLE_STATUS_LED = 238
  • BrickStepper.FUNCTION_DISABLE_STATUS_LED = 239
  • BrickStepper.FUNCTION_RESET = 243
BrickStepper.set_response_expected_all(response_expected)
Parameter:response_expected -- bool
Rückgabetyp:None

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

BrickStepper.set_spitfp_baudrate_config(enable_dynamic_baudrate, minimum_dynamic_baudrate)
Parameter:
  • enable_dynamic_baudrate -- bool
  • minimum_dynamic_baudrate -- int
Rückgabetyp:

None

Das SPITF-Protokoll kann mit einer dynamischen Baudrate genutzt werden. Wenn die dynamische Baudrate aktiviert ist, versucht der Brick die Baudrate anhand des Datenaufkommens zwischen Brick und Bricklet anzupassen.

Die Baudrate wird exponentiell erhöht wenn viele Daten gesendet/empfangen werden und linear verringert wenn wenig Daten gesendet/empfangen werden.

Diese Vorgehensweise verringert die Baudrate in Anwendungen wo nur wenig Daten ausgetauscht werden müssen (z.B. eine Wetterstation) und erhöht die Robustheit. Wenn immer viele Daten ausgetauscht werden (z.B. Thermal Imaging Bricklet), wird die Baudrate automatisch erhöht.

In Fällen wo wenige Daten all paar Sekunden so schnell wie Möglich übertragen werden sollen (z.B. RS485 Bricklet mit hoher Baudrate aber kleinem Payload) kann die dynamische Baudrate zum maximieren der Performance ausgestellt werden.

Die maximale Baudrate kann pro Port mit der Funktion set_spitfp_baudrate(). gesetzt werden. Falls die dynamische Baudrate nicht aktiviert ist, wird die Baudrate wie von set_spitfp_baudrate() gesetzt statisch verwendet.

Die minimale dynamische Baudrate hat einen Wertebereich von 400000 bis 2000000 Baud.

Standardmäßig ist die dynamische Baudrate aktiviert und die minimale dynamische Baudrate ist 400000.

Neu in Version 2.3.6 (Firmware).

BrickStepper.get_spitfp_baudrate_config()
Rückgabetyp:(bool, int)

Gibt die Baudratenkonfiguration zurück, siehe set_spitfp_baudrate_config().

Neu in Version 2.3.6 (Firmware).

Das zurückgegebene namedtuple enthält die Variablen enable_dynamic_baudrate und minimum_dynamic_baudrate.

BrickStepper.get_send_timeout_count(communication_method)
Parameter:communication_method -- int
Rückgabetyp:int

Gibt den Timeout-Zähler für die verschiedenen Kommunikationsmöglichkeiten zurück

Die Kommunikationsmöglichkeiten 0-2 stehen auf allen Bricks zur verfügung, 3-7 nur auf Master Bricks.

Diese Funktion ist hauptsächlich zum debuggen während der Entwicklung gedacht. Im normalen Betrieb sollten alle Zähler fast immer auf 0 stehen bleiben.

Die folgenden Konstanten sind für diese Funktion verfügbar:

  • BrickStepper.COMMUNICATION_METHOD_NONE = 0
  • BrickStepper.COMMUNICATION_METHOD_USB = 1
  • BrickStepper.COMMUNICATION_METHOD_SPI_STACK = 2
  • BrickStepper.COMMUNICATION_METHOD_CHIBI = 3
  • BrickStepper.COMMUNICATION_METHOD_RS485 = 4
  • BrickStepper.COMMUNICATION_METHOD_WIFI = 5
  • BrickStepper.COMMUNICATION_METHOD_ETHERNET = 6
  • BrickStepper.COMMUNICATION_METHOD_WIFI_V2 = 7

Neu in Version 2.3.4 (Firmware).

BrickStepper.set_spitfp_baudrate(bricklet_port, baudrate)
Parameter:
  • bricklet_port -- chr
  • baudrate -- int
Rückgabetyp:

None

Setzt die Baudrate eines spezifischen Bricklet Ports ('a' - 'd'). Die Baudrate hat einen möglichen Wertebereich von 400000 bis 2000000.

Für einen höheren Durchsatz der Bricklets kann die Baudrate erhöht werden. Wenn der Fehlerzähler auf Grund von lokaler Störeinstrahlung hoch ist (siehe get_spitfp_error_count()) kann die Baudrate verringert werden.

Wenn das Feature der dynamische Baudrate aktiviert ist, setzt diese Funktion die maximale Baudrate (siehe set_spitfp_baudrate_config()).

EMV Tests werden mit der Standardbaudrate durchgeführt. Falls eine CE-Kompatibilität o.ä. in der Anwendung notwendig ist empfehlen wir die Baudrate nicht zu ändern.

Die Standardbaudrate für alle Ports ist 1400000.

Neu in Version 2.3.3 (Firmware).

BrickStepper.get_spitfp_baudrate(bricklet_port)
Parameter:bricklet_port -- chr
Rückgabetyp:int

Gibt die Baudrate für einen Bricklet Port zurück, siehe set_spitfp_baudrate().

Neu in Version 2.3.3 (Firmware).

BrickStepper.get_spitfp_error_count(bricklet_port)
Parameter:bricklet_port -- chr
Rückgabetyp:(int, int, int, int)

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 Bricks auftreten. Jedes Bricklet hat eine ähnliche Funktion welche die Fehler auf Brickletseite ausgibt.

Neu in Version 2.3.3 (Firmware).

Das zurückgegebene namedtuple enthält die Variablen error_count_ack_checksum, error_count_message_checksum, error_count_frame und error_count_overflow.

BrickStepper.enable_status_led()
Rückgabetyp:None

Aktiviert die Status LED.

Die Status LED ist die blaue LED neben dem USB-Stecker. Wenn diese aktiviert ist, ist sie an und sie flackert wenn Daten transferiert werden. Wenn sie deaktiviert ist, ist sie immer aus.

Der Standardzustand ist aktiviert.

Neu in Version 2.3.1 (Firmware).

BrickStepper.disable_status_led()
Rückgabetyp:None

Deaktiviert die Status LED.

Die Status LED ist die blaue LED neben dem USB-Stecker. Wenn diese aktiviert ist, ist sie an und sie flackert wenn Daten transferiert werden. Wenn sie deaktiviert ist, ist sie immer aus.

Der Standardzustand ist aktiviert.

Neu in Version 2.3.1 (Firmware).

BrickStepper.is_status_led_enabled()
Rückgabetyp:bool

Gibt true zurück wenn die Status LED aktiviert ist, false sonst.

Neu in Version 2.3.1 (Firmware).

BrickStepper.get_protocol1_bricklet_name(port)
Parameter:port -- chr
Rückgabetyp:(int, [int, int, int], str)

Gibt die Firmware und Protokoll Version und den Namen des Bricklets für einen gegebenen Port zurück.

Der einzige Zweck dieser Funktion ist es, automatischen Flashen von Bricklet v1.x.y Plugins zu ermöglichen.

Das zurückgegebene namedtuple enthält die Variablen protocol_version, firmware_version und name.

BrickStepper.get_chip_temperature()
Rückgabetyp:int

Gibt die Temperatur in °C/10, gemessen im Mikrocontroller, aus. Der Rückgabewert ist nicht die Umgebungstemperatur.

Die Temperatur ist lediglich proportional zur echten Temperatur und hat eine Genauigkeit von ±15%. Daher beschränkt sich der praktische Nutzen auf die Indikation von Temperaturveränderungen.

BrickStepper.reset()
Rückgabetyp:None

Ein Aufruf dieser Funktion setzt den Brick zurück. Befindet sich der Brick innerhalb eines Stapels wird der gesamte Stapel zurück gesetzt.

Nach dem Zurücksetzen ist es notwendig neue Geräteobjekte zu erzeugen, Funktionsaufrufe auf bestehende führt zu undefiniertem Verhalten.

BrickStepper.get_identity()
Rückgabetyp:(str, str, chr, [int, int, int], [int, int, int], int)

Gibt die UID, die UID zu der der Brick verbunden ist, die Position, die Hard- und Firmware Version sowie den Device Identifier zurück.

Die Position kann '0'-'8' (Stack Position) sein.

Eine Liste der Device Identifier Werte ist hier zu finden. Es gibt auch eine Konstante für den Device Identifier dieses Bricks.

Das zurückgegebene namedtuple enthält die Variablen uid, connected_uid, position, hardware_version, firmware_version und device_identifier.

Konfigurationsfunktionen für Callbacks

BrickStepper.register_callback(callback_id, function)
Parameter:
  • callback_id -- int
  • function -- callable
Rückgabetyp:

None

Registriert die function für die gegebene callback_id.

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

BrickStepper.set_minimum_voltage(voltage)
Parameter:voltage -- int
Rückgabetyp:None

Setzt die minimale Spannung in mV, bei welcher der CALLBACK_UNDER_VOLTAGE Callback ausgelöst wird. Der kleinste mögliche Wert mit dem der Stepper Brick noch funktioniert, ist 8V. Mit dieser Funktion kann eine Entladung der versorgenden Batterie detektiert werden. Beim Einsatz einer Netzstromversorgung wird diese Funktionalität höchstwahrscheinlich nicht benötigt.

Der Standardwert ist 8V.

BrickStepper.get_minimum_voltage()
Rückgabetyp:int

Gibt die minimale Spannung zurück, wie von set_minimum_voltage() gesetzt.

BrickStepper.set_all_data_period(period)
Parameter:period -- int
Rückgabetyp:None

Setzt die Periode in ms mit welcher der CALLBACK_ALL_DATA Callback ausgelöst wird. Ein Wert von 0 deaktiviert den Callback.

BrickStepper.get_all_data_period()
Rückgabetyp:int

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

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 die Callback ID und der zweite Parameter die Callback-Funktion:

def my_callback(param):
    print(param)

stepper.register_callback(BrickStepper.CALLBACK_EXAMPLE, my_callback)

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.

BrickStepper.CALLBACK_UNDER_VOLTAGE
Parameter:voltage -- int

Dieser Callback wird ausgelöst, wenn die Eingangsspannung unter den, mittels set_minimum_voltage() gesetzten, Schwellwert sinkt. Der Parameter ist die aktuelle Spannung in mV.

BrickStepper.CALLBACK_POSITION_REACHED
Parameter:position -- int

Dieser Callback wird ausgelöst immer wenn eine konfigurierte Position, wie von set_steps() oder set_target_position() gesetzt, erreicht wird.

Bemerkung

Da es nicht möglich ist eine Rückmeldung vom Schrittmotor zu erhalten, funktioniert dies nur wenn die konfigurierte Beschleunigung (siehe set_speed_ramping()) kleiner oder gleich der maximalen Beschleunigung des Motors ist. Andernfalls wird der Motor hinter dem Vorgabewert zurückbleiben und der Callback wird zu früh ausgelöst.

BrickStepper.CALLBACK_ALL_DATA
Parameter:
  • current_velocity -- int
  • current_position -- int
  • remaining_steps -- int
  • stack_voltage -- int
  • external_voltage -- int
  • current_consumption -- int

Dieser Callback wird mit der Periode, wie gesetzt mit set_all_data_period(), ausgelöst. Die Parameter sind die aktuelle Geschwindigkeit, die aktuelle Position, die verbleibenden Schritte, die Spannung des Stapels, die externe Spannung und der aktuelle Stromverbrauch des Schrittmotors.

BrickStepper.CALLBACK_NEW_STATE
Parameter:
  • state_new -- int
  • state_previous -- int

Dieser Callback wird immer dann ausgelöst, wenn der Stepper Brick einen neuen Zustand erreicht. Es wird sowohl der neue wie auch der alte Zustand zurückgegeben.

Die folgenden Konstanten sind für diese Funktion verfügbar:

  • BrickStepper.STATE_STOP = 1
  • BrickStepper.STATE_ACCELERATION = 2
  • BrickStepper.STATE_RUN = 3
  • BrickStepper.STATE_DEACCELERATION = 4
  • BrickStepper.STATE_DIRECTION_CHANGE_TO_FORWARD = 5
  • BrickStepper.STATE_DIRECTION_CHANGE_TO_BACKWARD = 6

Konstanten

BrickStepper.DEVICE_IDENTIFIER

Diese Konstante wird verwendet um einen Stepper 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.

BrickStepper.DEVICE_DISPLAY_NAME

Diese Konstante stellt den Anzeigenamen eines Stepper Brick dar.