Arduino micro pro を使って自作キーボードを作った話

作ろうと思った背景

子供の教材開発の一環で，microbit の次のステップとして Arduino を想定していて，
その使い方を学んでいるときに，HID機能というものを知りました．

これは何かというと，ヒューマン・インターフェース・デバイスの略称で，
USB接続であたかもキーボード，マウスのように振舞う（なりすます）ことが
できる機能のことです．

このいわゆる「なりすまし」が使えると，
「ある１つのボタンを押したら，ｘｘｘというキー入力をする」とかが
出来るようになります．

本当にそんなことが出来るのだろうか，難しくないのだろうか，と思ったので，
試してみた結果が本記事の内容です．

準備するもの

Arduino micro pro ※今回は，Amazon で3個で1980円の互換品を使用
microUSBケーブル
ブレッドボード
タクトスイッチ
ジャンパワイヤー

配線

Amazon で購入した Arduino micro pro 互換品は，ピンヘッダが半田付けされていないので，
最初にそれをはんだ付けする必要があります．
はんだ付けするにあたっては，ブレッドボードにピンヘッダを差し込み，
その上に，Arduino micro pro を乗せて，はんだ付けすると足が斜めにならずに済みます．

fig1. Arduino のはんだ付け準備その１

fig2. Arduino のはんだ付け準備その２ – ピンヘッダをブレッドボードに差します

fig3. Arduino のはんだ付け準備その３- ピンヘッダに Arduino を置き，はんだ付け

次にブレッドボードに，Arduino, タクトスイッチを配置して，
ジャンパワイヤーで繋げていきます．

Arduino GND → スイッチ赤 → スイッチ青
Arduino 5番 → スイッチ青
Arduino 6番 → スイッチ赤

fig4.タクトスイッチは，赤丸で囲んだ隣同士の足がスイッチを押したときに繋がります

fig5. 配線図

プログラミング

Arduino へプログラムを書き込むための IDE をここからインストールします．
Arduino を起動し，Tools → Board: “Arduino Uno” → “Arduino Leonardo” を選択します．

fig6. 書き込むボードの対象を Arduino Leonardo にする

補足すると，Uno は先述のHID(なりすまし)機能を持っておらず，
ゆえにそのライブラリもありません．
Leonardo は HID機能を持ち，そのライブラリを持っています．
今回はそのライブラリのうち，Keyboard.h というものを使っていきます．
なので，Board として Leonardo を選択する必要があります．

次に，Arduino を microUSBコードで繋げて，PCに繋ぎます．
書き込み先（ポート）の指定をしてあげます．
Tools → Port → COM3(Arduino Leonardo)．
もしかしたら，PCによってはCOM3 と認識されないかもしれないです．
それっぽいもの(笑) を選びましょう．

fig7. 書き込み先 Port の指定

下記コードを貼り付け，適宜好みに合うように編集します．

#include <Keyboard.h> // キーボードライブラリの読み込み

#define Button5 5 // 5番ピンを Button5 と呼ぶことにするよ
#define Button6 6

void setup() {
  Keyboard.begin(); // キーボード機能を使うおまじない
  pinMode(Button5, INPUT_PULLUP); // Button5 をプルアップしておく．スイッチ青を押すとGND に繋がる
  pinMode(Button6, INPUT_PULLUP);
}

void loop() {
  // Button5 が押された時の動作設定
  if(digitalRead(Button5) == LOW){ // Button5 がGND になったら，つまり，スイッチ青が押されたら
    Keyboard.print("hogehoge"); // hogehoge と入力される．
    Keyboard.write(9); // TABが入力される．参考先：http://www.asciitable.com/
    Keyboard.print("fugafuga");
    Keyboard.press(KEY_RETURN);
    delay(100); //wait PC busy // PC側が入力を受け付けるまで100ms待つ
    Keyboard.releaseAll(); // キーを離す

    while(digitalRead(Button5) == LOW); // Button5 が連続で入力されてるとき，無視する
  }
  // Button6 が押された時の動作設定
  if(digitalRead(Button6) == LOW){
    Keyboard.print("fugafuga");
    Keyboard.press(KEY_RETURN);
    delay(100); //wait PC busy
    Keyboard.releaseAll();

    while(digitalRead(Button6) == LOW);
  }
  delay(100);
}