Anyway folks! Let's get started with your Nerves machines.

とにかく動かす Nerves マシン
〜ホストは Mac で〜
Elixir/Nerves入門！
堅牢なIoT Edgeデバイスプログラミングを
お手軽に
2020.07.10 菊池豊高知工科大学 1

私の歴史
• 1997 学校法人高知工科大学
– 現：高知県公立大学法人高知工科大学
• 2004 有限会社ナインレイヤーズ
– 西日本エリアで専用回線を提供します
• 2011 高知小水力利用推進協議会
– 現：一般社団法人小水力協議会
• 2019 合同会社クラウドグリッド
– 小水力発電のコンサルティング会社
東北大震災
再エネ法
2011.03.11
twitter: @kikuyuta
qiita: @kikuyuta
email: yu@kikuken.org

渓流取水の発電所（フランシス145kW）

砂防堰堤の発電所（カプラン 49.9kW）

敷地内湧水の発電所（ペルトン 19.9kW）

制御で関わるヒト達の垣根を取り払いたい
盤のヒト
ハードのヒトソフトのヒト

Python は辛い… Elixir に行き着く…
• 並行・並列プログラミング関数型言語
– アクターモデルによる並行性（プロセスとメッセージ）
• プロセス（OSのプロセスと異なる軽量スレッド）
– 1CPUで数十万プロセスも可能
– 1プロセスあたり3kB程度のメモリ使用
• 耐障害性
– アプリ停止なしの障害時プロセス再起動
– プロセスのホットスワップ可能
• 元々は電話交換システム用（1986〜）
– にできた Erlang の上に乗ってる
• 詳しい経緯はこちらの記事を
– https://qiita.com/kikuyuta/items/96c3f91a850e9274b0e9

Nerves: Elixir の IoT フレームワーク
• Elixir の環境に連続する IoT 開発環境が利用可能
• 基本的な I/O アクセス手法を提供
• ターゲット用に 12MB〜のファームウェアを生成
• ターゲットHW: Raspberry Pi, BeagleBone, x86_64
• Apache 2.0

とにかく手を動かしてみよう 1
• Erlang / Elixir をインストール
– brew でもできるけど、できれば asdf が良い
• Nerves が Elixir のバージョンアップを後追いするため
• https://qiita.com/nishiuchikazuma/items/b9d319732ddb540fd990
– 手元で確認するとこんな感じ
2020.07.10 菊池豊高知工科大学 10
$ asdf current
elixir 1.10.3-otp-22 (set by /Users/yu/.tool-versions)
erlang 23.0.1 (set by /Users/yu/.tool-versions)

• Nerves の作業ディレクトリを作成して仕込みます
– mix nerves.new hogehoge
– cd hogehoge
– export MIX_TARGET=rpi0
• これはラズパイ0の場合 ↑
• rpi3（ラズパイ3B）や bbb（BeagleBone系）なども指定可能
– mix deps.get
– mix firmware
• ここまでできれば準備オケ
2020.07.10 菊池豊高知工科大学 11

• 必要なライブラリの記述
– ./mix.exs に追加
• 以下は GPIO 制御用のライブラリを追加する場合
2020.07.10 菊池豊高知工科大学 12
$ /usr/bin/vi mix.exs
...
defp deps do
[
# Dependencies for all targets
{:circuits_gpio, "~> 0.4"},
...

• ネットワーク関係の設定
– ssh で入れるようにすると大変便利
– $HOME/.ssh/config を変更するなど
• 私は id_nerves_rsa として別に鍵ファイルを用意しています
2020.07.10 菊池豊高知工科大学 13
$ /usr/bin/vi ~/.ssh/config
...
# for Nerves
Host nerves.local
UserKnownHostsFile /dev/null
StrictHostKeyChecking no
IdentityFile ~/.ssh/id_rsa
...

• ファームウェアを焼く
– mix firmware # ファームウェアをクロスコンパイル
– SDカードを準備
• ホストマシンの USBソケットにSDアダプタを挿す
• そこにSDカードを挿す（SDHCタイプの16GBぐらいにしとけ）
– mix burn
• 一応、焼く先のデバイスがUSBの先であることを確認
– じゃないとホストOSを上書きするかもしれない（経験はないが…）
2020.07.10 菊池豊高知工科大学 14

• ターゲットマシンを起動する
– 焼いたSDカードをターゲットデバイスに挿す
– USBケーブルで電源供給開始
• 通信できないケーブルが（経験上）過半数なので注意！！
– ブートしてくるのを待つ
2020.07.10 菊池豊高知工科大学 15

• 動作チェック
– iex が出てきたら、それが Elixir の REPL だ
2020.07.10 菊池豊高知工科大学 16
$ ping nerves.local
PING nerves.local (172.31.118.229): 56 data bytes
64 bytes from 172.31.118.229: icmp_seq=0 ttl=64 time=0.815 ms
^C
$ ssh nerves.local
Interactive Elixir (1.10.3) - press Ctrl+C to exit (type h() ENTER for help)
...
iex(1)> 1 + 2
3
iex(2)>

• ターゲットから一旦 ssh を抜ける時
• ターゲットを停止する時
2020.07.10 菊池豊高知工科大学 17
iex(1)> exit
$
iex(1)> System.stop
:ok
iex(2)> Received disconnect from 172.31.118.229 port 22:11: Terminated (shutdown) by supervisor
Disconnected from 172.31.118.229 port 22
$

• ラズパイに LED を装填
– 今回は GPIO 18 へ
• 回路図は100Ωだけど写真は330Ω
2020.07.10 菊池豊高知工科大学 18
出典：https://github.com/elixir-circuits/circuits_gpio

• ついにLチカ
– GPIO 18 をオープンして、1 と 0 とを順に書き込んでみる
2020.07.10 菊池豊高知工科大学 19
$ ssh nerves.local
...
iex(1)> {:ok, ref} = Circuits.GPIO.open(18, :output)
{:ok, #Reference<0.4220564217.268566531.77799>}
iex(2)> Circuits.GPIO.write(ref, 1)
:ok
iex(3)> Circuits.GPIO.write(ref, 0)
:ok
iex(4)>

• 点いた！
2020.07.10 菊池豊高知工科大学 20

• 次からはSDカードの抜き差しは不要
– mix firmware.gen.script
• これを実行すると upload.sh というコマンドスクリプトができる
• ssh でファームウェアアップデートをする
– ホストマシンでプログラムを編集して…
– mix firmware でクロスコンパイルして…
– ./upload.sh すると…
2020.07.10 菊池豊高知工科大学 21

• …すると別パーティションにファームウェアをロードして…
• …新しいファームウェアでリブートしてくる…
• これは便利！
2020.07.10 菊池豊高知工科大学 22
$ mix firmware
...
$ ./upload.sh
...
fwup: Upgrading partition B
100% [====================================] 31.74 MB in / 33.84 MB out
Success!
Elapsed time: 18.811 s
Rebooting...
$
いごいてるのがパーティションAの場合は、
パーティションBに書き込む

参考文献
• 本家
– https://www.nerves-project.org
– https://hexdocs.pm/nerves/getting-started.html
– https://github.com/nerves-project
• kochi.ex （高知のElixirコミュニティ）
– https://kochi-ex.connpass.com
– https://qiita.com/organizations/kochi-ex
– はじめてNerves(0) ElixirによるIoTフレームワークNervesがとに
かく動くようになるためのリンク集
• https://qiita.com/kikuyuta/items/9dee85c32004c8e827e7
2020.07.10 菊池豊高知工科大学 23

宣伝 2020.07.17 (fri) 夜
• 高知組み込み会 #5
– 「ロボットシステムのつくりかた」
– と題して ROS2 の入門編を
…高瀬先生と三宅さんが…
やります！
– オンライン配信予定
• https://kochi-embedded-meeting.connpass.com/event/169398/
2020.07.10 菊池豊高知工科大学 24

Anyway folks! Let's get started with your Nerves machines.

More Related Content

Similar to Anyway folks! Let's get started with your Nerves machines. (17)

More from Yutaka Kikuchi (20)

Anyway folks! Let's get started with your Nerves machines.