なんかうまく AVR だと動かなかったりしたので、カっとなってテストを充実させた。(動くようになった)

とはいえ、コード上でテストだけ書いてもよくわからないので、可視化させながらやった。つまり時系列にバスの動きをシミュレーションできるようなコードを書いた。Ruby で cairo が結構かんたんに使えたので良かった。Time.now によってグラフを書いているので、多少ゆらぎがある。しかしこうすることで、意図せず状態を変えてしまっているのが一目でわかるようになったので大変役にたった。

例えば、i2cset のテストの場合

i2cget のテストの場合

見ての通り get のほうが複雑、というのも get するためにどのアドレスを get するかを書かないといけないから……

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3. 続・GPIO (sysfs) を使ったソフトウェア I2C

普通の GPIO 経由で I2C できたらなんとなく嬉しいかなと思って作ってみた。つまりソフトウェアでピン状態をいじって I2C 通信するというもので、いわゆる bit banging というやつです。

[tech] Ruby の I2C ライブラリ | Sun, Feb 16. 2014 - 氾濫原 で I2C ライブラリを書いたけど、これは i2c-dev という Linux 組込みのドライバを使ったもので、ハードウェアが持ってる I2C の機能を使うので、もしハードウェアに I2C がない場合 (普通あるけど) で、GPIO はあるという場合に使えることがあるかもしれません。

require "i2c/device/mpl115a2"
require "i2c/driver/gpio"

mpl = MPL115A2.new(address: 0x60, driver: I2CDevice::Driver::GPIO.new(
    sda: 23, # pin 16 in raspberry pi
    scl: 24, # pin 18 in raspberry pi
))

p mpl.calculate_hPa

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3. GPIO (sysfs) を使ったソフトウェア I2C

Ruby から Linux の i2c-dev 経由でデバイスを操作するライブラリを適当に書いた。

• https://github.com/cho45/ruby-i2c-devices

比較的汎用的な I2CDevice クラスと、サブクラスとして特定デバイス用のものをいくつかまとめた。汎用クラスはそんな重要ではなくて、特定デバイスの操作を纏めるのを主な目的とする感じ……

デバイスごとのドライバを必要になり次第書いておいていく感じにするつもりなので (そんなに増えないと思うけど)、rubygems としてはアップロードしてない。

今のところあるのは

• ACM1602NI
  • 秋月で売ってる I2C 16x02 液晶デバイス
• AQM0802A
  • 秋月で売ってる I2C 8x2 液晶デバイス
• HD44780
  • 液晶ドライバチップの HD44780 コンパチっぽいコマンドを I2C にインターフェイス変換した感じのものに使えるやつ
  • ACM1602NI, AQM0802A の親クラスとして実装してあるけど、実際は ACM1602NI 以外で動作確認はしていない
• MPL115A2
  • 気圧計センサー
• ADT7410
  • 高精度温度センサ (±0.5℃) データシートを元に実装しただけで、まだ動作確認してない

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3. Ruby の I2C ライブラリ

CI とかで、あるディレクトリが毎回削除されて作りなおされ、そのディレクトリに package.json がある場合、毎回 npm install をすると大変非効率なので、別のディレクトリに node_modules ディレクトリを置いてそれを指定して使いたい。

しかし package.json に書かれた依存はそのディレクトリの node_modules ディレクトリにしか置けないようなので、以下のようにした。

• 任意の場所に node_modules ディレクトリをつくる
• npm install する前に、package.json があるディレクトリに ln -sf で、上記で作った node_modules ディレクトリへ symlink を貼る
• npm install する

これで、インストール済みモジュールはそのまま使われるようになり、毎回 npm install で何もかもが install されなおされるということがなくなった。

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3. node_modules を別の場所に置く

myApp = angular.module('myApp', [ 'myApp.filters', 'myApp.services' ]);

myApp.services = angular.module('myApp.services', []);
myApp.services.factory('loc', function () {
    return Location.parse(location.href);
});

myApp.filters = angular.module('myApp.filters', []);
myApp.filters.filter('page', function (loc) {
    return function (page) {
        return loc.params(angular.extend(loc.params(), { page : page })).href;
    };
});

services と filters のモジュールをわけて以上のようなのを実装した場合で、page filter をテストしたい場合、以下のようにするとエラーになる。

describe('filter', function () {
	beforeEach(module('myApp.filters'));

	describe('page', function () {
		it('should append page param', function () {
			inject(function (pageFilter) {
				expect(pageFilter(1)).toBe('foobar');
			});
		});
	});
});

//=> Error: [$injector:unpr] Unknown provider: locProvider <- loc <- pageFilter

loc の定義が別モジュールで、beforeEach で該当モジュールを読みこんでいないからだけど、そもそも DI で loc を注入してテストしたいところだと思う。

とりあえず以下のようにしたうまくいった。

describe('filter', function () {
	beforeEach(module('myApp.filters'));

	describe('page', function () {
		it('should append page param', function () {
			module(function ($provide) {
				$provide.factory('loc', function() {
					return Location.parse('http://localhost/foo');
				});
			});

			inject(function (pageFilter) {
				expect(pageFilter(1)).toBe('http://localhost/foo?page=1');
			});
		});
		it('should append page param', function () {
			module(function ($provide) {
				$provide.factory('loc', function() {
					return Location.parse('http://localhost/foo?foo=bar');
				});
			});
			inject(function (pageFilter) {
				expect(pageFilter(1)).toBe('http://localhost/foo?foo=bar&page=1');
			});
		});
	});
});

$provide でテスト用の loc factory を定義してやる。

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3. AngularJS 依存を持つ filter のテスト

DHT11 という比較的価格の安い(ただし精度はいまいちな)デジタル温湿度センサーがあるので読んでみた。1-wire ライクな (1-wireではない) プロトコルで、データシートを読みながら頑張って読む感じ。

1. 18ms 以上バスをローにすることでデータ送信を行わせる
2. 18ms のローを送信したあと、入力状態に変えて 50us ロー + 50us ハイを待つ (初期メッセージ)
3. そのあと 40回 50us ロー + (28us or 70us ハイ) のセットが送られてくる。70us のほうが「1」のビット

だいたいすぐできるんだけど、waiting for slope up と書いてあるところのディレイを入れないと、バスがハイになる前に loop_until_bit_is_clear してしまって状態がズレてしまうので、立ちあがる時間を適当に待つ必要があった。

湿度・温度それぞれ16bitが送られてくるんだけど、下位8bitは、このモジュールの場合、どちらも全部0しか返ってこない。のでコードでは無視している。下位 8bit はAM2302とか精度が良いがコストが高いというモジュールがあって、そちらの場合使われるっぽい。

あと、送られてくるデータは前回測定時のデータなので、2回読み出しを行って2回目を採用しないと、正しいデータにならない。連続して読むなら関係ない。

int main(void) {
	logger_init(9600);
	setup_io();

	printf("initializing...\r\n");
	sei();
	printf("initialized\r\n");

	uint8_t i, j, us;
	int16_t humidity, temperature;
	uint8_t res[5];
	set_input(DDRD, PD7); clear_bit(PORTD, PD7);  // hi-z

	for (;;) {
		set_output(DDRD, PD7); clear_bit(PORTD, PD7);
		_delay_ms(20);
		set_input(DDRD, PD7); // hi-z

		// waiting for slope up
		_delay_us(5);

		// waiting for slave initial response
		loop_until_bit_is_clear(PIND, PD7);
		loop_until_bit_is_set(PIND, PD7);
		loop_until_bit_is_clear(PIND, PD7);

		for (i = 0; i < 5; i++) {
			for (j = 0; j < 8; j++) {
				us = 0;
				// 50us
				loop_until_bit_is_set(PIND, PD7);
				while (bit_is_set(PIND, PD7)) {
					us++;
					_delay_us(1);
				}

				res[i] <<= 1;
				if (us > 50) { // 0: <28us 1: <70us
					res[i] |= 1;
				}
			}
		}

		printf("%02x %02x %02x %02x %02x\r\n", res[0], res[1], res[2], res[3], res[4]);
		if (( (res[0] + res[1] + res[2] + res[3]) & 0xff) == res[4]) {
			humidity    = res[0];
			temperature = res[2];
			printf("%d%%RH %dC\r\n", humidity, temperature);
		} else {
			printf("invalid data\r\n");
		}

		_delay_ms(5000);
	}
}

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3. DHT11 という温湿度センサーを読む

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3. ADC とローパスフィルタについてのメモ

• TI の WEBENCH Designer
• AnalogDevices の アナログ・フィルター・ウィザード

というのがウェブ上で使える。TI のやつのほうが応用範囲が広い。

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3. フィルタの設計ツール