Keyboard

8月6

Arduinoで任意のUSBコードを送る　解決編

　Arduino Leonardo/MicroはUSBキーボードとして使えるが、Usageコードが101より大きいものは無視されるという問題があった。
PS/2キーボード変換器の製作(18) USBキーボードの無視されるキーについて
対策箇所はわかっていたが、当時はバイナリにパッチするという手段しか思いつかず強引にやっていた。
PS/2キーボード変換器の製作(19) HEXファイルにパッチを当てる
　この後、Arduino IDEのフォルダ内にあるソースをいじると反映されることを知った。Arduino IDEは毎回ソースから全部ビルドしてたのか！コアな部分はコンパイル済と勝手に思っていた。
Turning an Arduino Leonardo into a joystick.(Imarginary Industries)
　この記事ではUSBAPI.h、HID.cppを修正することによりジョイスティックのUSB-HIDを追加している。ということはArduino IDEにあるHID.cppのHID Report Descripterを修正することで日本語キーボードの機種で￥マークなどを入力できるようになるはずだ。
MacOSXだと修正対象のソースはContents/Resources/Java/hardware/arduino/cores/arduino/以下にある。
https://gist.github.com/houmei/2ad9f7a713f46149e72f

HID.cppを差し替え、ライブラリを組み込む。このライブラリはHID.cpp/USBAPI.hと一体化もできると思うが以前作ったのをそのまま流用しているのでこうなっている。

　これはDavinciにArduino Microのファームウェアを書き込んだもの。pin4にスイッチを付けてフリスクの大きめのケースに入れてみた。たったこれだけ。日本語キーボードがついてるものがWindowsXPの古いノートPCしかなかったのでそれに接続して￥マークが入力できることを確認した。

https://gist.github.com/houmei/0ac6873618caa02f22b4

　USBキーボードのUsageコードについては以下からどうぞ。注意点としてUSキーボードのレイアウトが基準。
USB HID to PS/2 Scan Code Translation Table

　ああ、これで数年悩んでた問題が解決だ。変なバイナリパッチ作った時点で誰も突っ込んでくれないのね。

　ついでにPrint ScreenのUsageコード(0x46)を設定して最近話題のエビデンス画面スクリーンショット用ボタンにしてみた。これでハードコピー取り放題よ。

タグ：: Arduino; USB; Keyboard; Leonardo

7月1

PS/2キーボード変換器の製作(10) 整理

・PS/2キーボード→USB接続、US配列を日本語配列に変換する。工程整理。

■開発環境とマイコンは確定

・ArduinoIDE1.0.1とArduino Leonardo(互換品)で作成。オープンソース。再現性高い。

・送り返して書きなおしたりしなくても、先方でアップデート可能

☆印は優先、これらが出来れば最低限動作

□ハードウェア

□マイコン選定(AVR ATmega32U4搭載 Arduino Leonard互換ボード、複数の選択肢があることは重要)

　■Davinci 確認済 http://strawberry-linux.com/catalog/items?code=25005

　■Arduino Leonardo 確認済 http://www.switch-science.com/products/detail.php?product_id=967

　□32U4ボード入手済、未確認 http://www.switch-science.com/products/detail.php?product_id=865

　※sparkfun ATmega32U4モジュール今回は使わない http://www.switch-science.com/products/detail.php?product_id=982

☆PS/2ポートのPullUp抵抗無くせるか設定確認

□ケース組み込み

□ソフトウェア

■構造

　■PS/2キーボード入出力はArduinoのライブラリとして構成 → arduino.cc playgroundのps2keyboard/ps2keyboardext2を参考

　■USB HIDキーボード出力はArduinoIDE1.0.1の機能を利用

　■スキャンコード→USBのコードへの変換はスケッチで行う

・ライブラリ

□PS/2キーボード入力

　■PS/2キーボードのスキャンコード Type2決め打ちでOK(Type1は古い機種、Type3は特殊で使われない)

　☆スキャンコードを直接扱うrawread()を追加→作成済、未確認

　☆スキャンコードをFIFOに入れる→キー取りこぼし対策

　☆PrintScreen/Alt+PrintScreen

　□Pause(ただしPrintScreenができればたいしたことはない)

　□NumLock時挙動キーパッド部分

□PS/2キーボード出力

　□コマンド送出　キーボード本体のLED制御

　□コマンド送出　キーボードリピート設定

・スケッチ

☆スキャンコード PS/2-US→USB-HID変換

□スキャンコードマルチメディア系の追加キー

☆make/release制御 USBは同時押し6個まで、PS/2は無制限　この調整

タグ：: PS2; Keyboard; Leonardo

5月24

Arduino IDE1.0.1とDavinciのLeonardo化

Arduino IDE 1.0.1がリリースされた。目玉はLeonardoの正式対応とマルチリンガル対応。MacOSXにインストールするとメニューが日本語化されていた。
　Leonardo正式対応ということで手持ちのDavinciを使ってUSB HID Keyboardのテストをやってみたが、コンパイルは通っても動作しない。これはDavinciのLeonardo相当ファームが古いのでは？と思い更新してみた。
　ファーム更新はAVR-ISP mkIIを使用する。Davinciにハンダ付けした6ピンのISP端子に写真の様に接続する。また、AVR-ISP mkIIでの書き込みでは別に電源が必要なため、DavinciにUSBケーブルを接続した。また、Devinci上のショートプラグはショートしている。(写真右下にちょろっと見える)

　書き込みはArduino-IDE1.0.1の[ツール]→[マイコンボード]でArduino Leonardoを選択。次に[ツール]→[書込装置]でAVRISPmkIIを選択。そして[ツール]→[ブートローダを書き込む]を実行。AVR-ISP mkII 装置のLEDがオレンジ色に光り、一分程で終了。
なぜか１回ではうまくいかず、DavinciをUSBケーブルでMac本体に接続してもシリアルポートを認識しなかった。２回目の書き込みでうまくいった。
ついでながら従来DavinciはWindows環境ではデバイスドライバをインストールできなかったのが、ファーム書き換えでArduino IDE1.0.1付属のデバイスドライバで認識できるようになった。まあLeonardoで書き換えられたんだからそうだろう。
　現在、発売されたばかりのArduino LeonardoとATmega32U4搭載マイコンボードを注文している。LeonardoのハードはほぼATmega32U4そのものなので、マイコンボードの方も書き換えられないかなあと思っている。

　HID-USB Keyboardのテストは以下。https://gist.github.com/2775713。


/* Button for Keyboard (Arduino Leonardo only) */

/*
  Button
 
 Turns on and off a light emitting diode(LED) connected to digital  
 pin 13, when pressing a pushbutton attached to pin 2. 
 
 
 The circuit:
 * LED attached from pin 13 to ground 
 * pushbutton attached to pin 2 from +5V
 * 10K resistor attached to pin 2 from ground
 
 * Note: on most Arduinos there is already an LED on the board
 attached to pin 13.
 
 
 created 2005
 by DojoDave 
 modified 30 Aug 2011
 by Tom Igoe
 
 This example code is in the public domain.
 
 http://www.arduino.cc/en/Tutorial/Button
 */

// constants won't change. They're used here to 
// set pin numbers:
const int buttonPin = 2;     // the number of the pushbutton pin
const int keymacroPin = 3;
const int ledPin =  13;      // the number of the LED pin

// variables will change:
int buttonState = 0;         // variable for reading the pushbutton status

void setup() {
  // initialize the LED pin as an output:
  pinMode(ledPin, OUTPUT);      
  // initialize the pushbutton pin as an input:
  pinMode(buttonPin, INPUT);
  pinMode(keymacroPin, INPUT);
  digitalWrite(buttonPin, HIGH);
  digitalWrite(keymacroPin, HIGH);

  Keyboard.begin();
}

void loop(){
  if (digitalRead(keymacroPin)==LOW) {
    // not implemented
  }

  // read the state of the pushbutton value:
  buttonState = digitalRead(buttonPin);

  // check if the pushbutton is pressed.
  // if it is, the buttonState is HIGH:
  if (buttonState == LOW) {     
    // turn LED on:    
    digitalWrite(ledPin, HIGH); 
    delay(30);
    while(buttonState == LOW){
      buttonState = digitalRead(buttonPin);
      // Keyboard.press(ctrlKey);
      Keyboard.press(' ');
    }
  } 
  else {
    // turn LED off:
    digitalWrite(ledPin, LOW); 
    Keyboard.release(' ');
  }
  delay(100);
}

　これは以前作ったマウスクリックと同じようなもので、今回はボタンを押すとスペースキーを押しっぱなしにしたのと同じような動作になる。Arduino-IDE 1.0非公式のやり方ではKeyboard.write()でUSBキーボードの文字を押した動作になるが、押しっぱなしにする機能はなかった。Arduino1.0.1からはKeyboard.press()とKeyboard.release()で指示できる。このため前回はGoogle日本語モールス入力がスペースキーでは出来なかったのでマウスクリックにしたが、今回はスペースキーでOKになった。また、モディファイア(CTRLキー、SHIFTキー)も指示できるようだ。

　Mouse&Keyboardライブラリの使い方。Mouse & Keyboard libraries[arduino.cc]

モディファイアの定義などは以下にある。
hardware/arduino/cores/arduino/USBAPI.h

ちょっと抜き出すと：


#define KEY_LEFT_CTRL           0x80
#define KEY_LEFT_SHIFT          0x81
#define KEY_LEFT_ALT            0x82
#define KEY_LEFT_GUI            0x83
#define KEY_RIGHT_CTRL          0x84
#define KEY_RIGHT_SHIFT         0x85
#define KEY_RIGHT_ALT           0x86
#define KEY_RIGHT_GUI           0x87

#define KEY_UP_ARROW            0xDA
#define KEY_DOWN_ARROW          0xD9
#define KEY_LEFT_ARROW          0xD8
#define KEY_RIGHT_ARROW         0xD7
#define KEY_BACKSPACE           0xB2
#define KEY_TAB                         0xB3
#define KEY_RETURN                      0xB0
#define KEY_ESC                         0xB1
#define KEY_INSERT                      0xD1
#define KEY_DELETE                      0xD4
#define KEY_PAGE_UP                     0xD3
#define KEY_PAGE_DOWN           0xD6
#define KEY_HOME                        0xD2
#define KEY_END                         0xD5
#define KEY_CAPS_LOCK           0xC1
#define KEY_F1                          0xC2
#define KEY_F2                          0xC3
#define KEY_F3                          0xC4
#define KEY_F4                          0xC5
#define KEY_F5                          0xC6
#define KEY_F6                          0xC7
#define KEY_F7                          0xC8
#define KEY_F8                          0xC9
#define KEY_F9                          0xCA
#define KEY_F10                         0xCB
#define KEY_F11                         0xCC
#define KEY_F12                         0xCD

　うれしかったのは(1)Windowsでのデバイス認識、(2)USB-HIDキーボードの正式サポート。これであれがやっとできる！

参考：
2012/5/22 Arduino-1.0.1リリース[Arduino Wiki]
Arduino Leonardoへのガイド[スイッチサイエンス]

追記：モディファイアの設定も効いた。

Keyboard.press(ctrlKey);

Keyboard.press('a');

で全選択ができる(WindowsでCTRL＋A)。
なお、ArduinoIDE1.0.1のMacOSX版では、Arduino(Leonardo)のシリアルポートがUSBケーブルの挿し直しなどで番号が変わってしまった場合にエラーとなる。ArduinoIDE1.0では接続すべきポートをサジェストしてくれていた。

ctrlaltdel.ino WindowsXPでこれを接続してボタンを押すとタスクマネージャが起動します。

追記：

Keyboard.press(shiftKey);

Keyboard.press('2');

で表示されたのは'@'でした。つまりUSキーボード相当の扱いだと思われます。

タグ：: Arduino; Leonardo; Davinci; Keyboard

5月8

Arduino Leonardo(Davinci)でHID-Keyboard動作確認

TETRASTYLEさんの記事を参考に実験しました。

開発環境：MacBookPro/MacOSX Lion/Arduino IDE 1.0
※自分の環境ではWindowsではDavinciのドライバをインストールできなかった(認識しない)
→　Arduinoメモ

Leonardo っぽいので紹介されているArduino Leonardoの互換品、DavinciでHIDキーボードの動作確認。

2012davinci

配線はこんな感じで、ワイアを２本付けます(D2とGND)。ワイアをショートさせるとHIDキーボードからキー入力されます。

実験結果：MacOSX、WindowsXP、Windows7(32bit)、Windows7(64bit)でOK

MacOSXでのデバイス認識

WindowsXPでのデバイス認識(Davinci自体は?になってるがHID標準キーボード、HID標準マウスが見える)

こちらからはArduino IDE 1.0rc2のソースが取得できる→http://code.google.com/p/arduino/wiki/Arduino1

展開したあと、arduino-1.0-rc2/hardware/arduino/cores/arduino/ の中にある
USBAPI.h
HID.cpp
が参考になる。