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Modbus - HAT Brick¶

Dies ist die Beschreibung des Modbus Protokolls für den HAT Brick. Allgemeine Informationen über die Funktionen und technischen Spezifikationen des HAT Brick sind in dessen Hardware Beschreibung zusammengefasst.

API¶

Eine allgemeine Beschreibung der Modbus Protokollstruktur findet sich hier.

Grundfunktionen¶

BrickHAT.set_sleep_mode¶

Funktions-ID:	1
Anfrage:	power_off_delay – Typ: uint32, Einheit: 1 s, Wertebereich: [0 bis 2³² - 1] power_off_duration – Typ: uint32, Einheit: 1 s, Wertebereich: [0 bis 2³² - 1] raspberry_pi_off – Typ: bool bricklets_off – Typ: bool enable_sleep_indicator – Typ: bool
Antwort:	keine Antwort

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¶

Funktions-ID:	2
Anfrage:	keine Nutzdaten
Antwort:	power_off_delay – Typ: uint32, Einheit: 1 s, Wertebereich: [0 bis 2³² - 1] power_off_duration – Typ: uint32, Einheit: 1 s, Wertebereich: [0 bis 2³² - 1] raspberry_pi_off – Typ: bool bricklets_off – Typ: bool enable_sleep_indicator – Typ: bool

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

BrickHAT.set_bricklet_power¶

Funktions-ID:	3
Anfrage:	bricklet_power – Typ: bool, Standardwert: true
Antwort:	keine Antwort

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

BrickHAT.get_bricklet_power¶

Funktions-ID:	4
Anfrage:	keine Nutzdaten
Antwort:	bricklet_power – Typ: bool, Standardwert: true

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

BrickHAT.get_voltages¶

Funktions-ID:	5
Anfrage:	keine Nutzdaten
Antwort:	voltage_usb – Typ: uint16, Einheit: 1 mV, Wertebereich: [0 bis 2¹⁶ - 1] voltage_dc – Typ: uint16, 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.set_rtc_driver¶

Funktions-ID:	9
Anfrage:	rtc_driver – Typ: uint8, Wertebereich: Siehe Bedeutungen
Antwort:	keine Antwort

Konfiguriert den RTC-Treiber der dem Raspberry Pi zur Nutzung gegeben wird. Aktuell werden zwei unterschiedliche RTCs verbaut:

Hardwareversion <= 1.5: PCF8523
Hardwareversion 1.6: DS1338

Der korrekte Treiber wird während dem ersten Flashens von Tinkerforge gesetzt.

Neu in Version 2.0.3 (Firmware).

Die folgenden Bedeutungen sind für die Elemente dieser Funktion definiert:

Für rtc_driver:

0 = PCF8523
1 = DS1338

BrickHAT.get_rtc_driver¶

Funktions-ID:	10
Anfrage:	keine Nutzdaten
Antwort:	rtc_driver – Typ: uint8, Wertebereich: Siehe Bedeutungen

Gibt den RTC-Treiber zurück, wie von set_rtc_driver gesetzt.

Neu in Version 2.0.3 (Firmware).

Die folgenden Bedeutungen sind für die Elemente dieser Funktion definiert:

Für rtc_driver:

0 = PCF8523
1 = DS1338

BrickHAT.get_spitfp_error_count¶

Funktions-ID:	234
Anfrage:	keine Nutzdaten
Antwort:	error_count_ack_checksum – Typ: uint32, Wertebereich: [0 bis 2³² - 1] error_count_message_checksum – Typ: uint32, Wertebereich: [0 bis 2³² - 1] error_count_frame – Typ: uint32, Wertebereich: [0 bis 2³² - 1] error_count_overflow – Typ: uint32, 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_status_led_config¶

Funktions-ID:	239
Anfrage:	config – Typ: uint8, Wertebereich: Siehe Bedeutungen, Standardwert: 3
Antwort:	keine Antwort

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 Bedeutungen sind für die Elemente dieser Funktion definiert:

Für config:

0 = Off
1 = On
2 = Show Heartbeat
3 = Show Status

BrickHAT.get_status_led_config¶

Funktions-ID:	240
Anfrage:	keine Nutzdaten
Antwort:	config – Typ: uint8, Wertebereich: Siehe Bedeutungen, Standardwert: 3

Gibt die Konfiguration zurück, wie von set_status_led_config gesetzt.

Die folgenden Bedeutungen sind für die Elemente dieser Funktion definiert:

Für config:

0 = Off
1 = On
2 = Show Heartbeat
3 = Show Status

BrickHAT.get_chip_temperature¶

Funktions-ID:	242
Anfrage:	keine Nutzdaten
Antwort:	temperature – Typ: int16, 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¶

Funktions-ID:	243
Anfrage:	keine Nutzdaten
Antwort:	keine Antwort

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.get_identity¶

Funktions-ID:	255
Anfrage:	keine Nutzdaten
Antwort:	uid – Typ: char[8] connected_uid – Typ: char[8] position – Typ: char, Wertebereich: ['i'] hardware_version – Typ: uint8[3] 0: major – Typ: uint8, Wertebereich: [0 bis 255] 1: minor – Typ: uint8, Wertebereich: [0 bis 255] 2: revision – Typ: uint8, Wertebereich: [0 bis 255] firmware_version – Typ: uint8[3] 0: major – Typ: uint8, Wertebereich: [0 bis 255] 1: minor – Typ: uint8, Wertebereich: [0 bis 255] 2: revision – Typ: uint8, Wertebereich: [0 bis 255] device_identifier – Typ: uint16, Wertebereich: [0 bis 2¹⁶ - 1]

Gibt die UID, die UID zu der das HAT verbunden ist (typischerweise '0' da das HAT das Wurzelgerät der Topologie ist), die Position, die Hard- und Firmware Version sowie den Device Identifier zurück.

Der HAT (Zero) Brick ist immer an Position 'i'.

Eine Liste der Device Identifier Werte ist hier zu finden.

Konfigurationsfunktionen für Callbacks¶

BrickHAT.set_voltages_callback_configuration¶

Funktions-ID:	6
Anfrage:	period – Typ: uint32, Einheit: 1 ms, Wertebereich: [0 bis 2³² - 1], Standardwert: 0 value_has_to_change – Typ: bool, Standardwert: false
Antwort:	keine Antwort

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¶

Funktions-ID:	7
Anfrage:	keine Nutzdaten
Antwort:	period – Typ: uint32, Einheit: 1 ms, Wertebereich: [0 bis 2³² - 1], Standardwert: 0 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¶

BrickHAT.CALLBACK_VOLTAGES¶

Funktions-ID:	8
Antwort:	voltage_usb – Typ: uint16, Einheit: 1 mV, Wertebereich: [0 bis 2¹⁶ - 1] voltage_dc – Typ: uint16, Einheit: 1 mV, Wertebereich: [0 bis 2¹⁶ - 1]

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

Die Rückgabewerte sind der gleiche wie get_voltages.

Neu in Version 2.0.1 (Firmware).

Interne Funktionen¶

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.

BrickHAT.set_bootloader_mode¶

Funktions-ID:	235
Anfrage:	mode – Typ: uint8, Wertebereich: Siehe Bedeutungen
Antwort:	status – Typ: uint8, Wertebereich: Siehe Bedeutungen

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 Bedeutungen sind für die Elemente dieser Funktion definiert:

Für mode:

0 = Bootloader
1 = Firmware
2 = Bootloader Wait For Reboot
3 = Firmware Wait For Reboot
4 = Firmware Wait For Erase And Reboot

Für status:

0 = OK
1 = Invalid Mode
2 = No Change
3 = Entry Function Not Present
4 = Device Identifier Incorrect
5 = CRC Mismatch

BrickHAT.get_bootloader_mode¶

Funktions-ID:	236
Anfrage:	keine Nutzdaten
Antwort:	mode – Typ: uint8, Wertebereich: Siehe Bedeutungen

Gibt den aktuellen Bootloader-Modus zurück, siehe set_bootloader_mode.

Die folgenden Bedeutungen sind für die Elemente dieser Funktion definiert:

Für mode:

0 = Bootloader
1 = Firmware
2 = Bootloader Wait For Reboot
3 = Firmware Wait For Reboot
4 = Firmware Wait For Erase And Reboot

BrickHAT.set_write_firmware_pointer¶

Funktions-ID:	237
Anfrage:	pointer – Typ: uint32, Einheit: 1 B, Wertebereich: [0 bis 2³² - 1]
Antwort:	keine Antwort

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¶

Funktions-ID:	238
Anfrage:	data – Typ: uint8[64], Wertebereich: [0 bis 255]
Antwort:	status – Typ: uint8, 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.write_uid¶

Funktions-ID:	248
Anfrage:	uid – Typ: uint32, Wertebereich: [0 bis 2³² - 1]
Antwort:	keine Antwort

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¶

Funktions-ID:	249
Anfrage:	keine Nutzdaten
Antwort:	uid – Typ: uint32, 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.