余談：なぜ rm -rf がダメか

Time Machine は差分バックアップのためハードリンクを活用します。これはディレクトリに対してもそうで、内容に変化のないディレクトリはハードリンクになります。 (ちなみにディレクトリのハードリンクは標準 ln では作れないので、brew install hardlink-osx で入る hln で試すことができます)

このとき、違うスナップショット間でも同じディレクトリエントリとなるわけなので、このディレクトリエントリ中のファイルエントリを削除 (unlink) してしまうと、このディレクトリにハードリンクしているスナップショット間でもファイルが消えてしまいます。なので rm -rf が禁止されています。

$ mkdir foo bar
$ touch foo/a.txt
$ ls
foo/ bar/
$ ls foo
a.txt
$ hln foo bar/foo
$ ls bar/foo
a.txt
$ rm -rf foo
$ ls
bar/
$ ls bar/foo
# a.txt が消える

キー

Cherry MX (及びその派生) はメカニカルで有接点のキー。

調べた感じ、HHKB のような静電容量無接点キーというのは部品単体での販売はないっぽいくて、これ系のメカニカルキーになる。

ErgoDox の設計(電子回路)

ErgoDox は Teensy (AVR ATMEGA32U48 というUSB付きAVRベース) に I2C の I/O エキスパンダを組合せてある。分割キーボード間の通信が I2C で、これのコネクションは TRRS (ステレオミニ4極) コネクタとなっている。

パーツリストを見てわかるように、上記以外に他に主要な部品はない。

自作する場合キーごとにダイオードつけるのが一番面倒そう。

ErgoDox のファームウェア

ファームウェアはユーザレベルでコンパイルして使えよみたいな感じになっていて、キーマップ変更(必須)すらコンパイルが必要になっている。なので結構派生物があるのと、ガイドが多いので困らなそう。

そんなに複雑なコードはない。USBキーボードデバイスとしての部分はライブラリになっているよう？回路構成多少変えてもファームウェアを対応させるのはそれほど大変ではなさそう。

所感

ErgoDox 面白い。とりあえず自分は現時点では買う予定はない。しかし実用キーボードが割と簡単に作れそうというのは良さそう。ソフトと違ってハードは我慢して使うことが多いけど、キーボードは自力で設計して自分にあうのを作るのもよさそう。暇になったらやってみたい。

作りたいものを決める

大変重要なところです。どの言語でも書けて、どの言語も多少の個性が出て、そこそこ簡単なものがいいですね。

ぼくの場合は blosxom という「テキストファイルをスキャンしてHTMLにするだけのブログツール」なんですが、まぁなんでもいいと思います。ぼくはウェブエンジニアなので、ブラウザに何か表示がでるとそれだけで嬉しいというところがあります。

リファレンスをひけるようにする

どの言語も必ずどこかに言語リファレンスがあります。必ず公式のものを一式見れる状態にします。そしてできれば Chemr とか Dash みたいな瞬間的にリファレンスをひけるツールを用意します。

リファレンスは無限にひくことになるので、多少ここに時間をかけても良いところです。

書きはじめる

とりあえず Hello, World! しましょう。Hello, World! をバカにしてはいけなくて、これは print デバッグという原始的でほとんどどんな言語でも通用するデバッグ方法を習得するために必要なことです。高級なデバッガは言語ごと、エディタごとに使い勝手が異なることが多いので、デバッグが辛すぎる状況になってから考えます。

このとき、公式にチュートリアルがあるならやってみても良いです。が、どうせチュートリアル見ても Hello, World! のやりかたぐらいしか分からないので無視しても良いです。

重要構文を覚える

• 条件分岐 (if)
• ループ (for)
• リテラルの表記方法 "foo" は文字列、123 は数字など

これぐらいあればベタっと動くコードを書くことができるはずです。

クラス構文とか、そういうものはとりあえず無視しましょう。Java とか C# だとエントリポイントを書くために最初っから必要になりますが、まずはできるだけ無視します。言語特有の機能はとりあえず置いておいて、動くコードにします。

設計をなおす

多少動くものが書けそうなら、その言語で「最も良い書きかた」にできるだけ全てを直します。ここではリファレンスの特に文法をよく読んで「ぼくの考える最高に読みやすい書きかた」を探ります。とはいえ、だいたい言語ごとにセオリーが決まっているので、言語公式のライブラリとかを読むとてっとり早く雰囲気をつかめます。ただ、公式ライブラリが十分綺麗に書かれているとは限らないので、できるだけリファレンスに頼ったほうがいいと思います。

このとき大事なのは「これは読みにくいぞ」とか「オレはこう書きたいんだけど」という気持ちです。そういう自分の信念と、言語ごとの雰囲気の擦り合せを行います。できるだけ言語特有の良さを出すように書きます。最終的に「このコードは(他の言語名)から来たヤツが書いてんな」みたいな田舎臭さを消滅させることを目標とします。

友達がいなくても言語は学べるか

リファレンスをひけば大丈夫です。安心しましょう。そして Google で検索すれば大抵のわからない問題は解決します。わからなかったことは公開される形で記録しつつ解決して、検索できるようにしましょう。そうすると後続の友達がいない人に優しいインターネットになります。

BLE Nano とは

http://redbearlab.com/blenano/

技適が通ってる小さい BLE 組込みの ARM SOC です。

開発環境

とりあえず mbed のオンラインコンパイラを使っています。というのもライブラリのリンクとかでハマるのが嫌だったからです。が、そのうち platformio で gcc ベースの開発はしたいところです。

BLE Nano + ブレッドボード

(この写真は MK20 のピンヘッダのうち、USBコネクタ側のピン2つが立っておらずスルーホールのままなので見間違えないように気をつける必要があります。MK20 + BLE Nano のセットを買ったら最初からピンヘッダはんだ付け済みでこうなっていたので、セットで買ってる限りは問題ないと思いますが…)

MK20 という書きこみ装置に亀の子的に挿して開発ができるんですが、これだと単に書きこめるってだけで周辺回路が作れないので、ブレッドボードに接続します。

必要な接続がいまいちわかりにくいですが、以下を接続すれば良さそうです。

• SWCLK
• SWDIO
• VDD または VIN
• GND

加えて、デバッグするなら

• TXD
• RXD

VDD は 1.8〜3.3V、VIN には 3.3V〜13V となっています。要は VIN にはレギュレータがついていて、VDD は直接入力になっているようです。

GPIO の入力範囲は？

VDD + 0.3 が絶対定格。5V トレラントとかではないので注意が必要そう。MK20 は裏面のジャンパで 1.8V モードにできる。低い外部電圧を使いつつ開発したい場合は 1.8V モードにする必要がある。

定格とかはnRF51822のダウンロードページから、nRF51822-PS (nRF51822 Product Specification) をダウンロードして見ればわかる。

レジスタ一覧とかは同じくnRF51822のダウンロードページから、nRF51 RM (nRF51 Series Reference Manual) を見れば書いてある。

オンラインコンパイラでもvimで開発したい

moco 使うといいです！！！ https://github.com/hotchpotch/moco

以下のようにするとよさそう

• ~/.mocorc に mbed のアカウント情報を書いておく
• mbed オンラインコンパイラでプロジェクトの雛形を作ってpublish
• hg 経由で手元にもってくる
• プロジェクトルートに .mocorc を置いて、platform とかを指定する
  • platform 名はmbed の Platforms 一覧ページから該当するボードに飛ぶと、URL に入るのがそれ。BLE Nano だとRedBearLab-BLE-Nano を指定すれば良い

前提

OS X El Capitan 10.11.5（15F34）

HID over GATT は Battery Service と DeviceInformationService と HIDService を提供します。

Battery Service と DeviceInformationService は mbed の BLE_API に含まれています。これはどちらのどの characteristics も open link (ペアリングなしで全ての情報を得られる) で公開しています。

HIDService は BLE_HID というライブラリに含まれています。これの characteristics は暗号化必須になっています。

問題

OS X でどうしてもペアリングが行なわれず、HID サービスが全く見えない状態でした。

Anrdoid や Windows 10 では問題なくペアリングできました。

OS X での挙動を詳細にすると

• Bluetooth 機器一覧にでる
• 「ペアリング」ボタンがでる
• デバイスとの接続はできる
• 「接続中」のまま止まり、パスコードなどを訊かれない

デバイス側のデバッグログ的には

• onConnect は呼ばれる
• セキュリティ関係のコールバックは一切呼ばれない

で、かなりお手上げでした。

解明と解決

OSX ではどうやら、何らかの条件で open link な characteristics があると bonding を行おうせず限定的なアクセスになり、HID サービスが見えないようでした。

仕方ないので BatteryService.h と DeviceInformationService.h をコピーして中身を書きかえて、requireSecurity(SecurityManager::SECURITY_MODE_ENCRYPTION_NO_MITM) するように変えました。外部から変えるAPIがないので辛い感じです。

備考：VDD の電圧を測りたい場合

VDD の電圧をADCしたい場合は、外部接続しなくとも INPSEL を ADC_CONFIG_INPSEL_SupplyOneThirdPrescaling にすればできそうです。mbed 側では対応していませんが、現状の実装だと、CONFIG を書きかえてから、AnalogIn (なんでもいい) を read すればいけそうな雰囲気です。

備考：mbed 側の実装

TARGET_MCU_NRF51822 の analogin_api.c に実装があります。

    NRF_ADC->CONFIG = (ADC_CONFIG_RES_10bit << ADC_CONFIG_RES_Pos) |
                      (ADC_CONFIG_INPSEL_AnalogInputOneThirdPrescaling << ADC_CONFIG_INPSEL_Pos) |
                      (ADC_CONFIG_REFSEL_SupplyOneThirdPrescaling << ADC_CONFIG_REFSEL_Pos) |
                      (analogInputPin << ADC_CONFIG_PSEL_Pos) |

背景

ErgoDox を見てから左右分割キーボードに対して興味が沸いたので、簡単に試せる方法を探していました。Karabiner の機能ページを見てみたら修飾キーを共有する機能が書いてあったので「これでできるやん」と思いやってみました。HHKB は自宅用と会社用とかで2台持っている人も多いと思うので、意外と試しやすいのではないでしょうか?

あと ErgoDox って結構高価なので、不安なら価値が安定しているHHKB2台買っても良いのではないしょうか。僕は1台は貰いものなので他人のこと言えませんが……

感想

最初の5分ぐらいは同じキー配列にも関わらず、ちょっと頭が混乱していてうまく打てませんでした。少ししたら全く問題なく打てるようにはなりました。しかしパスワードはかなり複雑で特殊な打ちかたをしていたのでうまく打てません。

とりあえず使うにはこれでもいいんですが、使い続けようと思うと会社用と家用に2台ずつHHKBが必要になって大変コスパが悪そうです。また、修飾キー共有をソフトウェアに頼っているので環境が限定されます。

左右分割すればエルゴノミクスなのか?

知るかよ

解決方法

Serial を初期化したあと、CTS/RTS の機能割当をはずせば良いようです。すなわち

NRF_UART0->PSELRTS = 0xFFFFFFFFUL;
NRF_UART0->PSELCTS = 0xFFFFFFFFUL;

というようなコードを main を最初あたりに入れておけば良いです。0xFFFFFFFFUL は Disconnected を表す定数です (NC という定数になっていますが型が違うのでリテラルで書いてます)

背景

KiCAD は1つのプロジェクトにつき1つのボードしか作れない。小さな基板であれば1つの基板にVカットを入れるでいいが、どうしても複数ボードとして設計したい場合に困る。

複数プロジェクトにして回路図をわけると、今度はこの回路図間でコピペが動かないという問題が発生する。KiCAD はプロジェクト間のブロックコピー・ペーストができない。

考えたやりかた

$ cp Root.sch ModuleA.sch
$ cp Root-cache.lib ModuleA-cache.lib

結果的にできる構造

Root.sch
  _module_a.sch
  _module_b.sch
 
ModuleA.sch
  _module_a.sch

ModuleB.sch
  _module_b.sch

それぞれキャメルケースのファイル名の回路図がルート回路図で、_ から始まるスネークケースのファイル名の回路図が階層化回路図になっていて、上記のような参照関係になる。

こうすると、Root.sch で全体を見ながら各階層化回路図に変更をかけたことが、個々のモジュール用回路図にも反映される。ネットリストはモジュールごとの回路図から生成するので、これでボードごとのネットリスト出力ができる (Root.sch に対応する kicad_pcb ファイルは作らない)。

ワークフロー

基本的に Root.sch 開いた状態で階層化回路図を編集する。

これで保存をして閉じて、ModuleA.sch を開くと、編集が反映された状態になっている。この状態でフットプリントの関連付け、及びネットリスト出力をして pcbnew すると、該当する基板の部品だけを出せる。

ネットリスト・pcbnew した後は以下のようになる

Root.sch はあくまで全体管理用なのでネットリストとかは出さない。

.sch 間のコピペ

コピペ対象の回路図が階層化回路図になっていなければならない。なので、全体を見ながらモジュールの構成をしたいときは Root.sch を開いてそれぞれコピペ(ブロックを保存)することになる。

他に方法はないのか

わかりません。普通に全部を吐きだしたネットリストから、うまいこと各階層シートごとのネットリストだけ分離するようなスクリプトを書けばもっと楽に管理できるかもしれません。

標準のネットリストファイルはS式なんですが、ちょっと見た感じだと簡単にはできない気がしました。

前提

どのOSでもレンダリングは遅くて、多少乱れるので、OS X だから遅いのかな〜とか考える必要はない。

OS X 固有の話

• pcbnew / eeschema は一定の大きさまでウィンドウを広げると刺さります
  • GPU のメモリとかに左右されるかもしれません
  • 自分の環境で「ギリギリまで広げられる範囲」を見つける必要があります
  • Retina だとちょっと広げただけで刺さるので、Retina ではない外部ディスプレイを使いましょう。内蔵Retina に限らず、ppi 高いディスプレイだと使いにくいのでダメです……
• pcbnew を起動したときOpenGL ビューの初期化に失敗します
  • 気にしないで起動してから OpenGL ビューに変えれば普通に動きます
  • または標準ビューにしましょう
• pcbnew はズームレベルを広げすぎる(俯瞰にしすぎる)と刺さります
  • うっかりマウスホイールを回転しすぎないようにしましょう
  • これが一番困ります

eeschema / pcbnew 共通の罠

• ホイール使うとポインタが飛ぶ!!
  • 「設定」から「拡大縮小時にカーソルを中心へ移動」のチェックを外します
• 中クリックしながらドラッグでパンする機能が動かない
  • 「設定」から「画面のパンにマウスの中ボタンを使用」にチェックを入れます
  • 一回ウィンドウの内側を左クリックすると動いたりします
• フットプリントの関連づけに自分の部品がでない
  • 既存ライブラリにある部品名とかぶっていると出ないことがあります (優先順位による)

pcbnew の罠

• 描画モードによって機能が変わります
  • 部品を一括で並べかえる機能はデフォルトのビューじゃないと使えません
  • おしのけ配線は OpenGL のビューじゃないと使えません
• 部品を一括で並べかえる機能は基板外形がないと機能しません
  • チュートリアル的なPDFだと外形なしでやってる風なんですが、できません
• 配線の undo できない
  • 配線ツールを選択している状態だと undo できないので ESC 連打して通常の選択ツールにします。するとなんと undo できます。
• 全配線の ripup
  • 標準描画モードにして、全体を選択する。このとき選択対象にワイヤーとviaを入れる。選択されたら削除する
• 配線を維持してコンポーネントの移動
  • OpenGL ビューだとできません
  • 標準ビューだと回路図エディタと同様に G でできる
• ここにさらに追記されます

前提

どのOSでもレンダリングは遅くて、多少乱れるので、OS X だから遅いのかな〜とか考える必要はない。

OS X 固有の話

• pcbnew / eeschema は一定の大きさまでウィンドウを広げると刺さります
  • GPU のメモリとかに左右されるかもしれません
  • 自分の環境で「ギリギリまで広げられる範囲」を見つける必要があります
  • Retina だとちょっと広げただけで刺さるので、Retina ではない外部ディスプレイを使いましょう。内蔵Retina に限らず、ppi 高いディスプレイだと使いにくいのでダメです……
• pcbnew を起動したときOpenGL ビューの初期化に失敗します
  • 気にしないで起動してから OpenGL ビューに変えれば普通に動きます
  • または標準ビューにしましょう
• pcbnew はズームレベルを広げすぎる(俯瞰にしすぎる)と刺さります
  • うっかりマウスホイールを回転しすぎないようにしましょう
  • これが一番困ります

eeschema / pcbnew 共通の罠

• ホイール使うとポインタが飛ぶ!!
  • 「設定」から「拡大縮小時にカーソルを中心へ移動」のチェックを外します
• 中クリックしながらドラッグでパンする機能が動かない
  • 「設定」から「画面のパンにマウスの中ボタンを使用」にチェックを入れます
  • 一回ウィンドウの内側を左クリックすると動いたりします
• フットプリントの関連づけに自分の部品がでない
  • 既存ライブラリにある部品名とかぶっていると出ないことがあります (優先順位による)

pcbnew の罠

• 描画モードによって機能が変わります
  • 部品を一括で並べかえる機能はデフォルトのビューじゃないと使えません
  • おしのけ配線は OpenGL のビューじゃないと使えません
• 部品を一括で並べかえる機能は基板外形がないと機能しません
  • チュートリアル的なPDFだと外形なしでやってる風なんですが、できません
• 配線の undo できない
  • 配線ツールを選択している状態だと undo できないので ESC 連打して通常の選択ツールにします。するとなんと undo できます。
• 全配線の ripup
  • 標準描画モードにして、全体を選択する。このとき選択対象にワイヤーとviaを入れる。選択されたら削除する
• 配線を維持してコンポーネントの移動
  • OpenGL ビューだとできません
  • 標準ビューだと回路図エディタと同様に G でできる
• ここにさらに追記されます