Dies ist die Beschreibung der C/C++ API Bindings für das Energy Monitor Bricklet. Allgemeine Informationen über die Funktionen und technischen Spezifikationen des Energy Monitor Bricklet sind in dessen Hardware Beschreibung zusammengefasst.
Eine Installationanleitung für die C/C++ API Bindings ist Teil deren allgemeine Beschreibung.
Der folgende Beispielcode ist Public Domain (CC0 1.0).
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#include "ip_connection.h"
#include "bricklet_energy_monitor.h"
#define HOST "localhost"
#define PORT 4223
#define UID "XYZ" // Change XYZ to the UID of your Energy Monitor Bricklet
int main(void) {
// Create IP connection
IPConnection ipcon;
ipcon_create(&ipcon);
// Create device object
EnergyMonitor em;
energy_monitor_create(&em, UID, &ipcon);
// Connect to brickd
if(ipcon_connect(&ipcon, HOST, PORT) < 0) {
fprintf(stderr, "Could not connect\n");
return 1;
}
// Don't use device before ipcon is connected
// Get current energy data
int32_t voltage, current, energy, real_power, apparent_power, reactive_power;
uint16_t power_factor, frequency;
if(energy_monitor_get_energy_data(&em, &voltage, ¤t, &energy, &real_power,
&apparent_power, &reactive_power, &power_factor,
&frequency) < 0) {
fprintf(stderr, "Could not get energy data, probably timeout\n");
return 1;
}
printf("Voltage: %f V\n", voltage/100.0);
printf("Current: %f A\n", current/100.0);
printf("Energy: %f Wh\n", energy/100.0);
printf("Real Power: %f h\n", real_power/100.0);
printf("Apparent Power: %f VA\n", apparent_power/100.0);
printf("Reactive Power: %f var\n", reactive_power/100.0);
printf("Power Factor: %f\n", power_factor/1000.0);
printf("Frequency: %f Hz\n", frequency/100.0);
printf("Press key to exit\n");
getchar();
energy_monitor_destroy(&em);
ipcon_destroy(&ipcon); // Calls ipcon_disconnect internally
return 0;
}
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#include "ip_connection.h"
#include "bricklet_energy_monitor.h"
#define HOST "localhost"
#define PORT 4223
#define UID "XYZ" // Change XYZ to the UID of your Energy Monitor Bricklet
// Callback function for energy data callback
void cb_energy_data(int32_t voltage, int32_t current, int32_t energy, int32_t real_power,
int32_t apparent_power, int32_t reactive_power, uint16_t power_factor,
uint16_t frequency, void *user_data) {
(void)user_data; // avoid unused parameter warning
printf("Voltage: %f V\n", voltage/100.0);
printf("Current: %f A\n", current/100.0);
printf("Energy: %f Wh\n", energy/100.0);
printf("Real Power: %f h\n", real_power/100.0);
printf("Apparent Power: %f VA\n", apparent_power/100.0);
printf("Reactive Power: %f var\n", reactive_power/100.0);
printf("Power Factor: %f\n", power_factor/1000.0);
printf("Frequency: %f Hz\n", frequency/100.0);
printf("\n");
}
int main(void) {
// Create IP connection
IPConnection ipcon;
ipcon_create(&ipcon);
// Create device object
EnergyMonitor em;
energy_monitor_create(&em, UID, &ipcon);
// Connect to brickd
if(ipcon_connect(&ipcon, HOST, PORT) < 0) {
fprintf(stderr, "Could not connect\n");
return 1;
}
// Don't use device before ipcon is connected
// Register energy data callback to function cb_energy_data
energy_monitor_register_callback(&em,
ENERGY_MONITOR_CALLBACK_ENERGY_DATA,
(void (*)(void))cb_energy_data,
NULL);
// Set period for energy data callback to 1s (1000ms)
energy_monitor_set_energy_data_callback_configuration(&em, 1000, false);
printf("Press key to exit\n");
getchar();
energy_monitor_destroy(&em);
ipcon_destroy(&ipcon); // Calls ipcon_disconnect internally
return 0;
}
|
Die meistens Funktionen der C/C++ Bindings geben einen Fehlercode (e_code
)
zurück. Vom Gerät zurückgegebene Daten werden, wenn eine
Abfrage aufgerufen wurde, über Ausgabeparameter gehandhabt. Diese Parameter
sind mit dem ret_
Präfix gekennzeichnet.
Mögliche Fehlercodes sind:
wie in ip_connection.h
definiert.
Alle folgend aufgelisteten Funktionen sind Thread-sicher.
energy_monitor_create
(EnergyMonitor *energy_monitor, const char *uid, IPConnection *ipcon)¶Parameter: |
|
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Erzeugt ein Geräteobjekt energy_monitor
mit der eindeutigen Geräte ID uid
und
fügt es der IP Connection ipcon
hinzu:
EnergyMonitor energy_monitor;
energy_monitor_create(&energy_monitor, "YOUR_DEVICE_UID", &ipcon);
Dieses Geräteobjekt kann benutzt werden, nachdem die IP Connection verbunden.
energy_monitor_destroy
(EnergyMonitor *energy_monitor)¶Parameter: |
|
---|
Entfernt das Geräteobjekt energy_monitor
von dessen IP Connection und zerstört es.
Das Geräteobjekt kann hiernach nicht mehr verwendet werden.
energy_monitor_get_energy_data
(EnergyMonitor *energy_monitor, int32_t *ret_voltage, int32_t *ret_current, int32_t *ret_energy, int32_t *ret_real_power, int32_t *ret_apparent_power, int32_t *ret_reactive_power, uint16_t *ret_power_factor, uint16_t *ret_frequency)¶Parameter: |
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Ausgabeparameter: |
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Rückgabe: |
|
Gibt alle Messdaten des Energy Monitor Bricklets zurück.
Die Frequenz wird alle 6 Sekunden neu berechnet.
Alle anderen Werte werden über 10 Nulldurchgänge der Spannungs-Sinuskurve integriert. Mit einer Standard Netzspannungsfrequenz von 50Hz entspricht das 5 Messungen pro Sekunde (oder einer Integrationszeit von 200ms pro Messung).
Wenn kein Spannungstransformator angeschlossen ist, nutzt das Bricklet den Kurvenverlauf des Stroms, um die Frequenz zu bestimmen und die Integrationszeit beträgt 10 Nulldurchläufe der Strom-Sinuskurve.
energy_monitor_reset_energy
(EnergyMonitor *energy_monitor)¶Parameter: |
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Rückgabe: |
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Setzt den Energiewert (siehe energy_monitor_get_energy_data()
) zurück auf 0Wh
energy_monitor_get_waveform
(EnergyMonitor *energy_monitor, int16_t *ret_waveform, uint16_t *ret_waveform_length)¶Parameter: |
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Ausgabeparameter: |
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Rückgabe: |
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Gibt eine Momentaufnahme des Spannungs- und Stromkurvenverlaufs zurück. Die Werte im zurückgegebenen Array alternieren zwischen Spannung und Strom. Die Daten eines Getter-Aufrufs beinhalten 768 Datenpunkte für Spannung und Strom, diese korrespondieren zu ungefähr 3 vollen Sinuskurven.
Die Spannung hat eine Auflösung von 100mV und der Strom hat eine Auflösung von 10mA.
Die Daten können für eine grafische Repräsentation (nicht-Realzeit) der Kurvenverläufe genutzt werden.
energy_monitor_get_transformer_status
(EnergyMonitor *energy_monitor, bool *ret_voltage_transformer_connected, bool *ret_current_transformer_connected)¶Parameter: |
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Ausgabeparameter: |
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Rückgabe: |
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Gibt true zurück wenn ein Spannungs-/Stromtransformator mit dem Bricklet verbunden ist.
energy_monitor_set_transformer_calibration
(EnergyMonitor *energy_monitor, uint16_t voltage_ratio, uint16_t current_ratio, int16_t phase_shift)¶Parameter: |
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Rückgabe: |
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Setzt das Transformer-Verhältnis für Strom und Spannung in Hundertstel.
Beispiel: Wenn die Netzspannung 230V beträgt und ein 9V Spannungstransformer sowie eine 1V:30A Spannungszange verwendet wird, ergibt das ein Spannungsverhältnis von 230/9 = 25,56 und ein Stromverhältnis von 30/1 = 30.
In diesem Fall müssten also die Werte 2556 und 3000 gesetzt werden.
Die Kalibrierung wird in nicht-flüchtigem Speicher gespeichert und muss nur einmal gesetzt werden.
Der Parameter Phase Shift muss auf 0 gesetzt werden. Dieser Parameter wird aktuell von der Firmware nicht genutzt.
energy_monitor_get_transformer_calibration
(EnergyMonitor *energy_monitor, uint16_t *ret_voltage_ratio, uint16_t *ret_current_ratio, int16_t *ret_phase_shift)¶Parameter: |
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Ausgabeparameter: |
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Rückgabe: |
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Gibt die Transformator-Kalibrierung zurück, wie von energy_monitor_set_transformer_calibration()
gesetzt.
energy_monitor_calibrate_offset
(EnergyMonitor *energy_monitor)¶Parameter: |
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Rückgabe: |
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Ein Aufruf dieser Funktion startet eine Offset-Kalibrierung. Dazu werden die Spannungs- und Stromkurvenverläufe über einen längeren Zeitraum aufsummiert, um den Nulldurchgangspunkt der Sinuskurve zu finden.
Der Offset für das Bricklet wird von Tinkerforge ab Werk kalibriert. Ein Aufruf dieser Funktion sollte also nicht notwendig sein.
Wenn der Offset rekalibriert werden soll, empfehlen wir entweder eine Last anzuschließen, die eine glatte Sinuskurve für Spannung und Strom erzeugt, oder die beiden Eingänge kurzzuschließen.
Die Kalibrierung wird in nicht-flüchtigem Speicher gespeichert und muss nur einmal gesetzt werden.
energy_monitor_get_spitfp_error_count
(EnergyMonitor *energy_monitor, uint32_t *ret_error_count_ack_checksum, uint32_t *ret_error_count_message_checksum, uint32_t *ret_error_count_frame, uint32_t *ret_error_count_overflow)¶Parameter: |
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Ausgabeparameter: |
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Rückgabe: |
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Gibt die Anzahl der Fehler die während der Kommunikation zwischen Brick und Bricklet aufgetreten sind zurück.
Die Fehler sind aufgeteilt in
Die Fehlerzähler sind für Fehler die auf der Seite des Bricklets auftreten. Jedes Brick hat eine ähnliche Funktion welche die Fehler auf Brickseite ausgibt.
energy_monitor_set_status_led_config
(EnergyMonitor *energy_monitor, uint8_t config)¶Parameter: |
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Rückgabe: |
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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:
energy_monitor_get_status_led_config
(EnergyMonitor *energy_monitor, uint8_t *ret_config)¶Parameter: |
|
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Ausgabeparameter: |
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Rückgabe: |
|
Gibt die Konfiguration zurück, wie von energy_monitor_set_status_led_config()
gesetzt.
Die folgenden Konstanten sind für diese Funktion verfügbar:
Für ret_config:
energy_monitor_get_chip_temperature
(EnergyMonitor *energy_monitor, int16_t *ret_temperature)¶Parameter: |
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Ausgabeparameter: |
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Rückgabe: |
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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.
energy_monitor_reset
(EnergyMonitor *energy_monitor)¶Parameter: |
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Rückgabe: |
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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.
energy_monitor_get_identity
(EnergyMonitor *energy_monitor, char ret_uid[8], char ret_connected_uid[8], char *ret_position, uint8_t ret_hardware_version[3], uint8_t ret_firmware_version[3], uint16_t *ret_device_identifier)¶Parameter: |
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Ausgabeparameter: |
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Rückgabe: |
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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 ist 'a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f', 'g' oder 'h' (Bricklet Anschluss). Ein 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.
energy_monitor_register_callback
(EnergyMonitor *energy_monitor, int16_t callback_id, void (*function)(void), void *user_data)¶Parameter: |
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Registriert die function
für die gegebene callback_id
. Die user_data
werden der Funktion als letztes Parameter mit übergeben.
Die verfügbaren Callback IDs mit den zugehörigen Funktionssignaturen sind unten zu finden.
energy_monitor_set_energy_data_callback_configuration
(EnergyMonitor *energy_monitor, uint32_t period, bool value_has_to_change)¶Parameter: |
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Rückgabe: |
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Die Periode ist die Periode mit der der ENERGY_MONITOR_CALLBACK_ENERGY_DATA
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.
energy_monitor_get_energy_data_callback_configuration
(EnergyMonitor *energy_monitor, uint32_t *ret_period, bool *ret_value_has_to_change)¶Parameter: |
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Ausgabeparameter: |
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Rückgabe: |
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Gibt die Callback-Konfiguration zurück, wie mittels
energy_monitor_set_energy_data_callback_configuration()
gesetzt.
Callbacks können registriert werden um zeitkritische oder wiederkehrende Daten
vom Gerät zu erhalten. Die Registrierung kann mit der energy_monitor_register_callback()
Funktion durchgeführt werden:
void my_callback(int value, void *user_data) { printf("Value: %d\n", value); } energy_monitor_register_callback(&energy_monitor, ENERGY_MONITOR_CALLBACK_EXAMPLE, (void (*)(void))my_callback, NULL);
Die verfügbaren Konstanten mit den zugehörigen Funktionssignaturen 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.
ENERGY_MONITOR_CALLBACK_ENERGY_DATA
¶void callback(int32_t voltage, int32_t current, int32_t energy, int32_t real_power, int32_t apparent_power, int32_t reactive_power, uint16_t power_factor, uint16_t frequency, void *user_data)
Callback-Parameter: |
|
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Dieser Callback wird periodisch ausgelöst abhängig von der mittels
energy_monitor_set_energy_data_callback_configuration()
gesetzten Konfiguration
Die Parameter sind der gleiche wie energy_monitor_get_energy_data()
.
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.
energy_monitor_get_api_version
(EnergyMonitor *energy_monitor, uint8_t ret_api_version[3])¶Parameter: |
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Ausgabeparameter: |
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Rückgabe: |
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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.
energy_monitor_get_response_expected
(EnergyMonitor *energy_monitor, uint8_t function_id, bool *ret_response_expected)¶Parameter: |
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Ausgabeparameter: |
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Rückgabe: |
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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 energy_monitor_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:
energy_monitor_set_response_expected
(EnergyMonitor *energy_monitor, uint8_t function_id, bool response_expected)¶Parameter: |
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Rückgabe: |
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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:
energy_monitor_set_response_expected_all
(EnergyMonitor *energy_monitor, bool response_expected)¶Parameter: |
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Rückgabe: |
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Ändert das Response-Expected-Flag für alle Setter-Funktionen und Konfigurationsfunktionen für Callbacks diese Gerätes.
Interne Funktionen werden für Wartungsaufgaben, wie zum Beispiel das Flashen einer neuen Firmware oder das Ändern der UID eines Bricklets, verwendet. Diese Aufgaben sollten mit Brick Viewer durchgeführt werden, anstelle die internen Funktionen direkt zu verwenden.
energy_monitor_set_bootloader_mode
(EnergyMonitor *energy_monitor, uint8_t mode, uint8_t *ret_status)¶Parameter: |
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Ausgabeparameter: |
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Rückgabe: |
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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:
Für ret_status:
energy_monitor_get_bootloader_mode
(EnergyMonitor *energy_monitor, uint8_t *ret_mode)¶Parameter: |
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Ausgabeparameter: |
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Rückgabe: |
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Gibt den aktuellen Bootloader-Modus zurück, siehe energy_monitor_set_bootloader_mode()
.
Die folgenden Konstanten sind für diese Funktion verfügbar:
Für ret_mode:
energy_monitor_set_write_firmware_pointer
(EnergyMonitor *energy_monitor, uint32_t pointer)¶Parameter: |
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Rückgabe: |
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Setzt den Firmware-Pointer für energy_monitor_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.
energy_monitor_write_firmware
(EnergyMonitor *energy_monitor, uint8_t data[64], uint8_t *ret_status)¶Parameter: |
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Ausgabeparameter: |
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Rückgabe: |
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Schreibt 64 Bytes Firmware an die Position die vorher von
energy_monitor_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.
energy_monitor_write_uid
(EnergyMonitor *energy_monitor, uint32_t uid)¶Parameter: |
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Rückgabe: |
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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.
energy_monitor_read_uid
(EnergyMonitor *energy_monitor, uint32_t *ret_uid)¶Parameter: |
|
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Ausgabeparameter: |
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Rückgabe: |
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Gibt die aktuelle UID als Integer zurück. Dieser Integer kann als Base58 encodiert werden um an den üblichen UID-String zu gelangen.
ENERGY_MONITOR_DEVICE_IDENTIFIER
¶Diese Konstante wird verwendet um ein Energy Monitor Bricklet zu identifizieren.
Die energy_monitor_get_identity()
Funktion und der IPCON_CALLBACK_ENUMERATE
Callback der IP Connection haben ein device_identifier
Parameter um den Typ
des Bricks oder Bricklets anzugeben.
ENERGY_MONITOR_DEVICE_DISPLAY_NAME
¶Diese Konstante stellt den Anzeigenamen eines Energy Monitor Bricklet dar.