Einführung¶

Bricks¶

Bricks sind die Basismodule von jedem Tinkerforge System. Es können verschiedene Bricks in einem System genutzt werden. Minimal ist aber immer mindestens ein Brick notwendig. Bricks können eigene Fähigkeiten besitzen (zum Beispiel Motoren steuern oder über einen Sensor verfügen), hauptsächlich können an Bricks aber sogenannte Bricklets angeschlossen werden. Jeder Brick verfügt über mehrere Brickletanschlüsse.

Viele Bricks können über ein externes Gerät ferngesteuert werden, wie zum Beispiel über einen (Embedded-)PC, mittels Schnittstellen wie USB-C, WIFI oder Ethernet. Das externe Gerät führt dann dein Programm aus, welches das System über unsere API steuert.

Es gibt Bricks, welche auf ein Raspberry Pi gesteckt werden können (HAT Brick, HAT Zero Brick), so dass deine Software auf dem Raspberry Pi die angeschlossene Hardware direkt steuert.

Master Bricks, ein spezieller Typ von Bricks mit USB-C Schnittstelle, können gestapelt werden (Beschreibung zum Stapelkonzept). Die USB-C Schnittstelle eines Master Bricks kann mit sogenannten Master Extensions durch WIFI, Ethernet oder RS485 ersetzt werden. Durch das Stapelkonzept können somit alle Bricks und Bricklets anstatt per USB auch per WLAN oder Ethernet ferngesteuert werden.

Es gibt einen extra Abschnitt für abgekündigte Bricks.

Bricklets¶

Bricklets erweitern die Fähigkeiten von Bricks. Es gibt Bricklets um physikalische Größen wie Rotation, elektrische Spannung, elektrischen Strom, Umgebungshelligkeit oder Umgebungstemperatur zu messen. Es gibt auch Bricklets für Steuerungsaufgaben wie Relais, digitale Ein- und Ausgänge sowie alphanumerische Ausgaben auf LCDs.

Jedes Bricklet hat die kleinste mögliche Größe. Jeder Brick hat typischerweise mehrere Anschlüsse für Bricklets. Über den Brick werden die angeschlossenen Bricks gesteuert.

Es gibt einen extra Abschnitt für abgekündigte Bricklets.

Master Extensions¶

Wird ein Master Brick alleine oder im Stapel eingesetzt, läuft die Kommunikation über seine USB Schnittstelle. Master Extensions erweitern die Kommunikationsmöglichkeiten von Master Bricks. Es gibt kabelgebundene (RS485, Ethernet) und drahtlose Master Extensions (WIFI). Anstatt über USB können Bricks und Bricklets somit über WLAN (Wi-Fi) oder Ethernet gesteuert werden. Über RS485 ist eine Vernetzung untereinander, auch über größere Strecken, möglich.

Aus Programmierersicht sind die verschiedenen Kommunikationsmöglichkeiten transparent. Ein Stapel mit Master Extension verhält sich so, als wären alle Bricks einzeln per USB am PC angeschlossen.

Das bedeutet: Während Programme entwickelt werden, können allen Bricks einzeln per USB am PC angeschlossen werden. Wenn später die Bricks gestapelt und/oder über eine Master Extension angebunden werden sollen, funktioniert das zuvor geschriebene Programm ohne Änderungen weiter.

Es gibt einen extra Abschnitt für abgekündigte Extensions.

Stromversorgungen¶

Nahezu alle Bricklets werden über den Brick, an dem sie über das Brickletkabel angeschlossen sind, mit Strom versorgt. Sollte das Bricklet eine andere Art von Stromversorgung benötigen, so ist dieses in der Dokumentation des Bricklets beschrieben.

Wie ein Brick und seine an ihm angeschlossenen Bricklets mit Strom versorgt werden können, ist in der Dokumentation des Bricks beschrieben. Die meisten Bricks können per USB-C mit Strom versorgt werden oder verfügen über einen DC Eingang.

Wenn ein Master Brick zusammen mit einem Brick-Stapel eingesetzt wird, so kann der gesamte Stapel mit allen angeschlossenen Bricklets über die USB Verbindung des Masters mit Strom versorgt werden. Diese Möglichkeit ist durch die USB-Spezifikation auf 500mA beschränkt. Ein großer Stapel kann einen höheren Stromverbrauch aufweisen.

Um auch größere Stapel mit Strom versorgen zu können, kann die Step Down Power Supply eingesetzt werden. Diese ist genauso groß wie der Master Brick, besitzt einen weiten DC-Spannungseingang und wird unter den Stapel gesteckt.

Eine weitere Alternative zur Stromversorgung eines Stapels ist der Einsatz der Ethernet Extension mit PoE. Über Power-over-Ethernet (PoE) kann dann der Stapel über das Netzwerkkabel mit Strom versorgt werden.

Stapel aus Master Bricks¶

Ein spezieller Brick ist der Master Brick. Dieser 4x4cm Brick verfügt über eine USB-C Schnittstelle über die er und seine angeschlossenen Bricklets gesteuert werden können. Master Bricks können gestapelt werden, so dass mehr Anschlüsse für Bricklets zur Verfügung stehen.

Der unterste Master Brick kümmert sich um die Kommunikation aller anderen Teilnehmer im Stapel: Er routet Nachrichten zwischen den Teilnehmern und dem steuernden Gerät. Es ist also nur eine USB-Verbindung notwendig, um die Bricks und Bricklets eines Stapels zu steuern. Aus Benutzersicht verhält sich ein Stapel so, als wären alle Bricks einzeln per USB am Gerät angeschlossen. Das Stapel-Tutorial beinhaltet weitere Informationen über Stapel.

Über Master Extensions kann die USB-Verbindung eines Stapels durch Ethernet, WLAN (Wi-Fi) oder RS485 ersetzt werden. Reicht die Stromzufuhr über USB nicht aus, kann ein Stapel auch mit einer Stromversorgung betrieben werden.

Programmierung/API¶

Eine generelle Beschreibung der Programmierschnittstelle kann hier gefunden werden. Eine Übersicht der API Bindings für die jeweilige Programmiersprache befindet sich hier. Die API eines Produkts ist auf der jeweiligen Produktseite dokumentiert. Dort finden sich auch spezifische Programmbeispiele für jedes Produkt in jeder unterstützen Programmiersprache.

Die folgenden Tutorials bilden einen Einstieg in die Verwendung von Bricks und Bricklets:

• Erste Schritte
• Robuster Ansatz
• Authentifizierung