ArduinoUNOでUSBキーボードを自作する

今回は、ArduinoUNOをUSBキーボードに改造してみました。
音声認識をしてキーボード入力する案件があったため、
そのメモ用です。

事前準備

AdruinoUNOをUSB-HIDと認識させるためには
基板内のATmega16U2のファームウェアを変更する必要があります。
そのためにはファームウェア変更ソフトの「FLIP」をインストールする必要があります。
https://www.microchip.com/en-us/development-tool/flip

FLIP 3.4.x for Windows (Java Runtime Environment included)をインストールします。（JREも含まれる）

手順

１、まずはプログラムを作成します。ATmega16U2のファームウェアを一度書き換えてしまうとその後はHIDと認識されてしまうため
ATmega328に書き込みが出来なくなってしまうためです。
今回はGANTZ様の記事を参考にしてプログラムを作成しました
https://qiita.com/GANTZ/items/f619ccc6521e28a49faa

int lastStatePin4 = HIGH; // ピン4の前回の状態を保存
int lastStatePin7 = HIGH; // ピン7の前回の状態を保存

void setup() {
  pinMode(4, INPUT_PULLUP);
  pinMode(7, INPUT_PULLUP);
  Serial.begin(9600);
}

void loop() {
  int currentStatePin4 = digitalRead(4); // ピン4の現在の状態を読み取る
  int currentStatePin7 = digitalRead(7); // ピン7の現在の状態を読み取る

  // ピン4が1から0に変化したときだけ「HELLO」を送信
  if (lastStatePin4 == HIGH && currentStatePin4 == LOW) {
    putChar(0x45);
  }

  // ピン7が1から0に変化したときだけ「IIO」を送信
  if (lastStatePin7 == HIGH && currentStatePin7 == LOW) {
    putChar(0x44);
  }

  // 現在の状態を保存
  lastStatePin4 = currentStatePin4;
  lastStatePin7 = currentStatePin7;

  delay(50); // デバウンスのための遅延
}

void putChar(byte data) {
  for (byte j = 0; j <= 7; j++) {
    if (j == 2) {
      Serial.write(data);
    } else {
      Serial.write(0x00);
    }
  }

  for (byte j = 0; j <= 7; j++) {
    Serial.write(0x00);
  }
}
void Sheft(byte data) {
  for (byte j = 0; j <= 7; j++) {
    if (j == 6) {
      Serial.write(data);
    } else if (j == 2) {
      Serial.write(0xE5);
    } else {
      Serial.write(0x00);
    }
  }
  for (byte j = 0; j <= 7; j++) {
    Serial.write(0x00);
  }
}
void Ender() {
  for (byte j = 0; j <= 7; j++) {
    if (j == 2) {
      Serial.write(0x00);
    } else {
      Serial.write(0x00);
    }
  }
}

２、ArduinoUNOのリセットピンをショート（ショートバー接続）させます。

３、PCにArduinoUNOを接続し、その後ショートバーを取り外します。不明なデバイスで表示されることを確認しておきます。

４、FLIPを起動します。Select taget deviceからATmega16U2を選択します。

５、USB接続を選択します。

６、USB Port ConnectionをOpenします。

※私はここでエラーになりました。どうもドライバのインストールが必要なようです。以下のサイトからドライバをダウンロードしました。ドライバーの更新でダウンロードしたフォルダを選択してください。
https://www.driverscape.com/download/atmega16u2

正常に認識されると以下のように表示されます。

７、以下のサイトから「Arduino-keyboard-0.3.hex」をダウンロード。
https://github.com/coopermaa/USBKeyboard/blob/master/firmware/Arduino-keyboard-0.3.hex

８、File＞Load HEX Fileを選択。

９、Runボタンをクリック。

１０、左下に「Verify PASS」が表示されれば完了。
USBを再接続すると次回からはHIDキーボードデバイスとして認識されます。

１１、最後に４ピンをショートさせれば「F12」キーを押されること。
　　　７ピンをショートさせれば「F11」キーを押されることが確認できれば完了です。