Androidのメモとか

ポキオの日記です。京急は神。

Arduino/EPS8266のコードをVisual Studio Codeから書ける歓びを噛みしめる

いやー、体中を電気が走ったような感じがした。

CodeからArduinoが書ける時代

forest.watch.impress.co.jp

要点はこの記事を読んで理解して下さい。サマると、Arduinoのコーディングとかバイナリのアップロードが、Visual Studio Codeから行えるようになるよ!ということ。ただし、

なお、本拡張機能を利用するには「Arduino IDE」v1.6.0以降の導入が必要。“Microsoft ストア”で配布されているバージョンは対応していないため、“Arduino”の公式サイトからインストーラー版かZIP版をダウンロード・インストールする必要がある。

今のところは本家のIDEも必要そうです。

とりあえずやってる

Arduino拡張はMarketPlaceからダウンロード可能。

Visual Studio Code Arduino ESP8266

さくっとインストール。ただ、インストールが完了してもあまり見栄えは変わりません。ただし、.inoファイルを開くと、こんな感じ。F1ボタンを押すと、おなじみのメニューが表示されます。

Visual Studio Code Arduino ESP8266

たとえば、Arduino: Board Configを開くと、Arduino IDEでインストール済みのボートが選択できます。もちろん、ESP8266も選択可能。

Visual Studio Code Arduino ESP8266

ほうほう。意外と使えるのね。

コンパイルには注意が必要

そのままだと、includeしているライブラリを参照できなかったりして、コンパイルが成功しません。

Visual Studio Code Arduino ESP8266

その場合は、Codeで開いているワーキングディレクトリにJSON形式の設定ファイル(c_cpp_properties.json)を作成し、そこにArduinoのライブラリのパスを書く必要がある。コード上のincludeの部分がCode上で怒られてる状態だと、その設定ファイルは簡単に作れる。JSONの、"configurations" -> "browse" -> "path" に、以下の2行を追加した。(僕の環境の場合は、ですが)

"/Users/(ユーザー名)/Library/Arduino15/",
"/Users/(ユーザー名)/Documents/Arduino" 

そうすれば、ちゃんとライブラリのincludeができるようになりました。

いざコンパイル

今回は、ポキオ基板v2(ESPr Developer)にバイナリを流し込んでみました。

ESPr Developer(ESP-WROOM-02開発ボード)

ESPr Developer(ESP-WROOM-02開発ボード)

Visual Studio Code Arduino ESP8266

プログラムの流し込みも基本的にはIDEと変わらず、F1ボタンからBoard Configを選択して、ボードの設定をしてから、Select Serial Portでポートの選択、そしてUploadを押すとコンパイル・流し込みが開始されます。

Visual Studio Code Arduino ESP8266

ただ、本家IDEと決定的に違うのは、ボードをUSB接続したタイミングで、「もしかして、このボードですか?(意訳)」見たいなメッセージが出ること。これは便利!と思いきや、ESPrを挿してるのに、SparkFun製のボードと判定されてしまうハプニング。まぁ、これからの伸びしろということで。

流し込み完了・・・したの・・・?

ボードの設定、ポートの設定を無事に済ませてESPrに書き込もうとすると、最後の罠が。

[Starting] Upload sketch - unko2/unko2.ino
構成をロード中…
パッケージを初期化中…
ボードを準備中…
検証中…
最大1044464バイトのフラッシュメモリのうち、スケッチが231913バイト(22%)を使っています。
最大81920バイトのRAMのうち、グローバル変数が32240バイト(39%)を使っていて、ローカル変数で49680バイト使うことができます。
マイコンボードに書き込んでいます...
Uploading 236064 bytes from /var/folders/jl/xtvx_dl51qg1yn70n399sfv00000gn/T/arduino_build_932727/unko2.ino.bin to flash at 0x00000000
................................................................................ [ 34% ]
................................................................................ [ 69% ]
.........................[Done] Uploaded the sketch: unko2/unko2.ino

こんな感じで、ESP8266へのバイナリの書き込みのProgressが100%に達しない件。正確には100%に達する前にProgressが停止。少し経って[Done]と表示される。これで大丈夫か?と思うけど、ちゃんとプログラムはESPrに書き込まれてるっぽい。こんなんでいいのかな(笑)

サマリ

というわけで、Visual Studio CodeからESP8266へプログラムの書き込みを行ってみました。

Pros

  • Visual Studio Codeから書き込めるワクワク感
  • Syntax Highlightが本家IDEよりリッチな感じがする
  • 補完機能やエディタ本来の機能は本家IDEより上

Cons

  • 現状、Arduino IDEがインストールされている必要がある
  • Codeの独特の操作感に慣れる必要がある

今後、Codeだけでプログラムの書き込みができるようになったらいいなぁ。Codeのエディタとしての基本性能が高いだけに、今後に期待せざるをえない感じです。

Google Apps ScriptのWebAPIで、ESP8266が光らせるLEDの色を指定する

GASとESP8266の禁断の関係。 (タイトルの日本語がおかしかったので修正したけど、まだなんかおかしい)

ESP8266ですべて処理させる時代は終わった

個人的にはそう思ってます(笑)

relativelayout.hatenablog.com

以前、思いつきで、「GASですべて判断して、ESP8266はGPIOだけ制御してればイイのでは?」みたいなことを考えていました。

ESP8266 Google Apps Script

要は、何かWeb上の情報をもとに判断して、フルカラーのLEDの光る色を変えるくらいなら、判断ロジックをGASに集約させて、GASとESP8266の界面では、何色に光らせるか会話しておけばいいのでは?ということでした。だんだん動作確認ができてきたので、実際にそういうコードを書いてみます。

GAS側の実装

WebAPIでアクセスされた時に、何色に光らせるかをRGBで返すようにします。特に難しいことはしたくないので、Plain Textで返すクソコードになっています。また、今回は色は決め打ちで赤としています。

function doGet() {
  return ContentService.createTextOutput("pokio,255,0,0");
}

pokioという文字をプレフィックスで付けています。念のため、ESP8266側では、プレフィックスの有無を確認します。(たぶん、その必要はないと思うけど、念のため)

ESP8266側

WebAPIを叩いて取得した文字列で、まずプレフィックスの有無を確認。その後、R/G/Bの値をintに変換して、その色で一定期間光らせます。WebAPIは定期的に叩いて、その都度色を計算します。

#include <ESP8266WiFi.h>
#include <Adafruit_NeoPixel.h>
#include <HTTPSRedirect.h>

#define PIN 4
#define NUMLED 1
#define SSID "xxxxx"
#define PASSWORD "yyyyy"

#define HTTPS_PORT 443
#define HOST "script.google.com"
#define URL "/macros/s/zzzzz/exec"
#define FINGERPRINT "ここにフィンガープリント"

#define INTERVAL_SEC 60 // 60秒おきにWebAPIを叩くつもり

HTTPSRedirect* client = nullptr;
Adafruit_NeoPixel pixels = Adafruit_NeoPixel(NUMLED, PIN, NEO_RGB + NEO_KHZ800);

void setup() {
  // Serialの初期化
  Serial.begin(115200);
  Serial.println("");

  // マイコン内蔵RGB LEDの初期化
  pixels.begin();
}

void loop() {
  // Wi-Fi接続開始
  connectWifi();

  // Google Apps Scriptを叩く
  String result = doRedirectGet();

  // Wi-Fi接続終了
  disconnectWifi();

  // サフィックスを念のため確認
  if (!result.startsWith("pokio")) {
    delay(INTERVAL_SEC * 1000);
    return;
  }

  letMeBlink(result);
}

// Wi-Fi接続
void connectWifi() {
  WiFi.mode(WIFI_STA);
  WiFi.begin(SSID, PASSWORD);

  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    Serial.print(".");
    blinkRGB(3, 255, 255, 255);
  }

  Serial.println("Wi-Fi connected");
}

// Wi-Fi切断
void disconnectWifi() {
  WiFi.disconnect();
  Serial.println("Wi-Fi disconnected");
}

// 取得した文字列をパースして、指定された色で光らせる
void letMeBlink(String result) {
  result = result.substring(result.indexOf(",") + 1);
  int r =  result.substring(0, result.indexOf(",")).toInt();

  result = result.substring(result.indexOf(",") + 1);
  int g =  result.substring(0, result.indexOf(",")).toInt();

  result = result.substring(result.indexOf(",") + 1);
  int b =  result.substring(0, result.indexOf(",")).toInt();

  Serial.println(String("blinking : ") + r + "," + g + "," + b);
  blinkRGB(INTERVAL_SEC, r, g, b);
}

// 点滅
void blinkRGB(int sec, int r, int g, int b) {
  int count = 0;

  while (count < sec) {
    for (int i = 0; i < 256; i += 5) {
      setColor((r * i / 255), (g * i / 255), (b * i / 255));
    }

    for (int i = 255; i >= 0; i -= 5) {
      setColor((r * i / 255), (g * i / 255), (b * i / 255));
    }

    count++;
  }
}

// LEDを指定した色で光らせる
void setColor(int r, int g, int b) {
  for (int i = 0 ; i < NUMLED; i++) {
    pixels.setPixelColor(i, pixels.Color(r, g, b));
    pixels.show();
  }
  delay(10);
}

// Redirectを回避してHTTP-GETする
String doRedirectGet() {
  String body = "";
  client = new HTTPSRedirect(HTTPS_PORT);

  if (!client->connect(HOST, HTTPS_PORT)) {
    Serial.println("connection failed");
    return body;
  }

  if (!client->verify(FINGERPRINT, HOST)) {
    Serial.println("certificate doesn't match");
  }

  client->GET(URL, HOST);
  body = client->getResponseBody();
  delete client;
  client = nullptr;
  return body;
}

動作確認

まず、シリアルモニターから。

..Wi-Fi connected
Wi-Fi disconnected
blinking : 255,0,0

しっかり、赤で光らせることを理解できていそうです。

ESP8266 Google Apps Script

ポキオ基板v2上のLEDも赤く光っています。

これはイケそう

というわけで、ESP8266は判断ロジックは持たず、すべてGASにまとめても、LEDの色を変えることはできそう。今後は、GASに色んなロジックを搭載して、LEDを光らせまくります。Lチカ最高。

暗闇だと趣深いですね。

ESP8266からGoogle Apps Scriptを叩くのはちょっと面倒

一定のつらみ。

Google Apps ScriptのWebAPIは厳しい

GASのWebAPIをESP8266から叩くときに、2つの大きな問題があります。

  1. HTTPSに対応すること
  2. HTTPリダイレクトに対応すること

HTTPS対応

いままではポート80にアクセスしていましたが、HTTPSになると443にアクセスしなければなりません。また、それでだけでは不十分で、通常のHTTP接続を行ってくれる便利クラスのインスタンスのコンストラクタで、フィンガープリントなる文字列を引数に与えなければなりません。

www.grc.com

そこで、便利なのがこのサイト。アクセスしたいアドレスを打ち込むだけで、フィンガープリントを生成してくれます。ターミナルからSSLのコマンドを売ったりする必要はありません。

HTTPリダイレクト対応

Google Apps Scriptで作ったWebAPIは、アドレスにアクセスしても別のアドレスにリダイレクトされてしまいます。

Content Service  |  Apps Script  |  Google Developers

For security reasons, content returned by the Content service isn’t served from script.google.com, but instead redirected to a one-time URL at script.googleusercontent.com.

ただし、ESP8266の実装でよく使われるHTTPClientやWifiClient (WifiClientSecure)はリダイレクションに対応していないようで、上手く動作しません。そこで、今回はHTTPSRedirectというライブラリを使って実装をしてみます。

github.com

サンプルコードも載っているので非常にわかりやすいです。

いざ実装

今回は、以前作ったポキオ基板v2を使って実装してみます。

relativelayout.hatenablog.com

ESP8266 HTTP REDIRECTION

基本的にはESPr Developerで、IO4がマイコン内蔵RGB LEDとつながっています。また、アクセスする先は、前回作ったpokioという文字列を返すだけのGASのWebAPIです。

relativelayout.hatenablog.com

クソコードはこんな感じ。

#include <ESP8266WiFi.h>
#include <Adafruit_NeoPixel.h>
#include <HTTPSRedirect.h>

#define PIN 4
#define NUMLED 1

#define SSID "xxxxx"
#define PASSWORD "yyyyy"

#define HTTPS_PORT 443
#define HOST "script.google.com"
#define URL "/macros/s/zzzzz/exec"
#define FINGERPRINT "FI NG ER PR IN T!"

HTTPSRedirect* client = nullptr;
Adafruit_NeoPixel pixels = Adafruit_NeoPixel(NUMLED, PIN, NEO_RGB + NEO_KHZ800);

void setup() {
  // Serialの初期化
  Serial.begin(115200);
  Serial.println("");

  // マイコン内蔵RGB LEDの初期化
  pixels.begin();
}

void loop() {
  // Wi-Fi接続開始
  connectWifi();

  // Google Apps Scriptを叩く
  Serial.println(doRedirectGet());

  // Wi-Fi接続終了
  disconnectWifi();

  delay(10000);
}

// Wi-Fi接続
void connectWifi() {
  WiFi.mode(WIFI_STA);
  WiFi.begin(SSID, PASSWORD);

  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    Serial.print(".");
    blinkWhite(3);
  }

  Serial.println("Wi-Fi connected");
}

// Wi-Fi切断
void disconnectWifi() {
  WiFi.disconnect();
  Serial.println("Wi-Fi disconnected");
}

// 白い点滅
void blinkWhite(int sec) {
  int count = 0;

  while (count < sec) {
    for (int i = 0; i < 256; i += 5) {
      setColor( i, i, i);
    }

    for (int i = 255; i >= 0; i -= 5) {
      setColor( i, i, i);
    }

    count++;
  }
}

// LEDを指定した色で光らせる
void setColor(int r, int g, int b) {
  for (int i = 0 ; i < NUMLED; i++) {
    pixels.setPixelColor(i, pixels.Color(r, g, b));
    pixels.show();
  }
  delay(10);
}

// Redirectを回避してHTTP-GETする
String doRedirectGet() {
  String body = "";
  client = new HTTPSRedirect(HTTPS_PORT);

  if (!client->connect(HOST, HTTPS_PORT)) {
    Serial.println("connection failed");
    return body;
  }

  if (!client->verify(FINGERPRINT, HOST)) {
    Serial.println("certificate doesn't match");
  }

  client->GET(URL, HOST);
  body = client->getResponseBody();
  delete client;
  client = nullptr;
  return body;
}

動作確認

Serial Monitorの出力はこんな感じ。

.Wi-Fi connected
pokio

Wi-Fi disconnected

いい感じですね。たまに、

..Wi-Fi connected
certificate doesn't match
pokio

Wi-Fi disconnected

こんな感じでフィンガープリントでの認証が通らない時もありますが、それでもAPIは正しく返ってきています(笑)

Google Apps ScriptでWebAPIを光の速さで作る

ちょっぱや。

簡単に作れます

developers.google.com

まぁ、兎に角簡単なんです。主な手順としては、

  1. HTTP-GETされたときの挙動をGAS上で書く
  2. ウェブアプリケーションとして公開
  3. アクセスする

簡単ですね。サーバーを立てたり、そういうのは一切不要。

実際に作ってみます

GASでテキトーなプロジェクトを作ります。

Google Apps Script WebAPI

HTTP-GETされたときの挙動は、下記のような容量で定義できます。

function doGet() {
  return ContentService.createTextOutput("pokio");
}

今回は、pokioという文字列を返すだけのWebAPIを作ります。

HTTP-GET時の挙動が書けたら、[公開] > [ウェブアプリケーションとして導入…]から、WebAPIとしてアクセスできるように設定します。

Google Apps Script WebAPI

次のユーザーとしてアプリケーションを実行:自分
アプリケーションにアクセスできるユーザー:全員(匿名ユーザーを含む)

このように設定しておけば、WebAPIを叩いた時にGoogleにログインする必要がありません。設定が終了すると、URLが発行され、それがWebAPIのアドレスになります。

実際にアクセスしてみる

アクセスします。

Google Apps Script WebAPI

pokio。はい、簡単ですね。

Google Apps Scriptを使ってESP8266をズボラコーディングする

GASならなんでもできる。

ESP8266の弱点

ESPr Developer(ESP-WROOM-02開発ボード)

ESPr Developer(ESP-WROOM-02開発ボード)

ESP8266はArduino IDEからコーディングできるし、Wi-Fiもついてるし色々できるマイコン。ただ、敢えて弱点をあげるとすると、こんな感じかしら。

  • Arduino/ESP8266でできる処理がちょっとPoor
  • デバッグが面倒
  • いちいちプログラムを流し込むのが面倒

色々プラグインは有るものの、いちいち入れるのも面倒だし、デバッグもめんどくさいし、プログラムのデプロイも時間かかるし。ちゃんとしたコードを一度書き込んじゃえばイイんですけどね。

これってもしかしてGASで幸せになれる

もともと、私のIoTレベルではESP8266でLEDを光らせるくらいのレベルです。京急が遅延すると光るアレとかは、ざっくりこんな感じで光ってます。

ESP8266 Google Apps Script

こんな感じでESP8266にかなりの責務が課されています。これをGAS経由にするとこんな感じになります。

ESP8266 Google Apps Script

なにが言いたいかというと、

  • メインのロジックはGASに集約できる
  • ESP8266はGASに何色に光らせるか問い合わせるだけ
  • ESP8266は任意の色に光らせることだけを責務とする

さらに、GASにメインの判断ロジックを寄せることで、こんなメリットがあったりします。

  • ロジックの修正はGASだけ触ればいい(ESP8266はそのまま)
  • 例えば、京急線遅延インジケータから京浜東北線遅延インジケータに変えるときも、GASだけ書き換えれば完了する
  • GASならいろんなAPIGoogle系のサービスとの連携が用意されている

なので、一度GASのResponseをパースしてLEDを光らせるコーディングをESP8266にしてしまえば、あとはGASを弄るだけでインテリジェントなLチカガジェットが作れるというわけです。たぶん、同じこと考えてる人はいっぱいいるんでしょうね。

というわけでサマリ

GASでWebAPIをつくって、それをESP8266から叩くようにしてしまえば、GASだけ相手にすればいいようになる。そうすると、ESP8266はLチカだけしてればイイわけです。メインのロジックはGASに書く。有言実行、今度なにか作ってみます。

Google Apps ScriptからYahooのAPI(YOLP)を叩いてピンポイント天気予報を取得する

安心と信頼のGAS。

YOLPとは?

developer.yahoo.co.jp

Yahoo! Open Local Platformの略。無料で使えるAPIの一つで、地図に関するAPIが沢山用意されています。その中で、今回は天気予報のAPIを触ってみます。

developer.yahoo.co.jp

YahooのIDの取得と、アプリケーションの登録ができている前提で実装しています。

超簡単

早速GASで実装。

var appId = "xxx";
var secret = "yyy"; // 使わなかった
var place = "139.739425,35.637008";
var url = "https://map.yahooapis.jp/weather/V1/place?coordinates=" + place + "&output=json&appid=" + appId;

function myFunction() {
  var response = UrlFetchApp.fetch(url);
  Logger.log(response.getContentText());
}

これだけ。Log出力を見てみると・・・

{  
   "ResultInfo":{  
      "Count":1,
      "Total":1,
      "Start":1,
      "Status":200,
      "Latency":0.004212,
      "Description":"",
      "Copyright":"(C) Yahoo Japan Corporation."
   },
   "Feature":[  
      {  
         "Id":"201706202355_139.73943_35.637008",
         "Name":"地点(139.73943,35.637008)の2017年06月20日 23時55分から60分間の天気情報",
         "Geometry":{  
            "Type":"point",
            "Coordinates":"139.73943,35.637008"
         },
         "Property":{  
            "WeatherAreaCode":4410,
            "WeatherList":{  
               "Weather":[  
                  {  
                     "Type":"observation",
                     "Date":"201706202355",
                     "Rainfall":0.00
                  },
                  {  
                     "Type":"forecast",
                     "Date":"201706210005",
                     "Rainfall":0.00
                  },
                  {  
                     "Type":"forecast",
                     "Date":"201706210015",
                     "Rainfall":0.00
                  },
                  {  
                     "Type":"forecast",
                     "Date":"201706210025",
                     "Rainfall":0.00
                  },
                  {  
                     "Type":"forecast",
                     "Date":"201706210035",
                     "Rainfall":0.00
                  },
                  {  
                     "Type":"forecast",
                     "Date":"201706210045",
                     "Rainfall":0.00
                  },
                  {  
                     "Type":"forecast",
                     "Date":"201706210055",
                     "Rainfall":0.00
                  }
               ]
            }
         }
      }
   ]
}

ある地点の緯度経度を与えると、10分おきの降水予想が取得できる。これは使えそうだなぁ・・・。ポキオ基板Ver.2と組み合わせてみようかな。

IoT縛りの勉強会! IoTLT vol.28 @ サイボウズ で登壇してきました

今回も登壇させていただきました。

iotlt.connpass.com

今回は、サイボウズさん

IoT縛りの勉強会! IoTLT vol.28 @ サイボウズ

サイボウズさんといえば、キントーン。キントーンといえばサイボウズさん。そういう認識です。オフィスは日本橋で、コレド日本橋が近くにあったり、バンク・オブ・アメリカメリルリンチとか名だたる会社のオフィスが立ち並ぶ街。日本橋に着ていく服がない状態。

気になったネタ

今回は、「やってみた、けど、だめだった」系のLTが多かった印象。まずはやってみることが大切だよね、と気づかせてくれる会でした。ポキオで良ければお手伝いしますよー(笑)

山田寛延さん:節酒IoT

お酒とIoTという独特な着眼点がすごく面白かったです。

飲んだお酒の量を、コップの重さから判断するIoT。重さを測るのに、ロードセルという素子を使っているとのこと。秋月とかのページでロードセルを眺めてみると、十数kg〜100kg程度の重さも測れるものもあり、なんか使えそう。

チャラ電Mitzさん:元汎用機エンジニア語るIoT/JaFUG紹介も

Mitzさん。今回は相方のわんこさんは不在でした。

JaFUG(=日本のフィットビットユーザーグループ)なるものがあるみたい。そしてフィットビットはAPIも開通していて、IoTなハックができるらしい・・・。ちょっと運動は苦手だけど、フィットビット買ってみようかしら・・・。

ふくもさん:メルヘンチックをハックする with ThingSpeak

完全にタイトルにやられました(笑)

ThingSpeakはmBaaS(という認識だけど、あってるかな・・・)で、IoTなボードにフレンドリーで、しかも無料で使えるらしい。ESP8266と組み合わせて試してみたいなぁ。

ポキオの発表は?

ポキオ基板Ver.2の発表をしました。

relativelayout.hatenablog.com relativelayout.hatenablog.com

前々から温めていたネタを、ついに発表してきました。やっぱり京急ネタは喋ってて気持ちがいいです。京急は神。

今回も「遅延したら光る」系のネタが含まれてたわけです。IoTLTが始まる前はちょっと遅延していたようなのですが、LTをする頃には遅延が解消していました。はい。デモは難しいです。

京急は神。

思いの外、好評でした。

ありがとうございました。

懇親会

今回も、転職ドラフトさんがスポンサー。ドラフトビールです。 ビアバッシュ最高でございます。

IoT縛りの勉強会! IoTLT vol.28 @ サイボウズ

懇親会では、まさかのポキオ基板が大人気でした。

ポキオ人気すごかった #iotlt

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ありがたい限りです。また、余ってたポキオ基板も多くの方にお配りしました。使い方が分からなかったらご連絡下さい。

また京急ネタで登壇できるように、日々是勉強。今後共よろしくお願いします。

おまけ①

登壇者限定で、IoTLTステッカーをいただきました。

IoT縛りの勉強会! IoTLT vol.28 @ サイボウズ

早速、会社のMBPに貼ってみました!

IoT縛りの勉強会! IoTLT vol.28 @ サイボウズ

IoTLTシールを探せ!(笑)

おまけ②

実は、dotstudioさんで、ポキオのダァ2号の記事が公開されました!

dotstud.io

京急が好きな人、兎に角光ることが好きな人、ESP8266が好きな人、ぜひぜひ御覧ください!ダァ2号で動いているクソコードも公開されてます!(笑)

「Androidのメモとか」は、Amazon.co.jpを宣伝しリンクすることによってサイトが紹介料を獲得できる手段を提供することを目的に設定されたアフィリエイト宣伝プログラムである、Amazonアソシエイト・プログラムの参加者です。

このブログは個人的なメモ書きであったり、考えを書く場所であります。執筆者の所属する団体や企業のコメントや意向とは無関係であります。また、このブログは必ずしも正しいことが書かれているとは限らず、誤字脱字や意図せず誤った情報を載せる場合がありえます。それが原因で読者が不利益を被ったとしても、執筆者はいかなる責任も負いません。ありがとうございます。