1. はじめに
複数の打鍵を伴うキー操作をボタン一発で行いたい、しかもそういう操作が16通りもある、そんなとき。
2. 用意するもの
- カラーキーパッドきっと(4x4)[KP16-4X4BC](aitendo)
- Pro Micro(秋葉原のShigezoneさんで販売されている互換機を使用しました)
- L字の1列8ピンのピンヘッダ、ピンソケット
- USBシリアル変換器(必要に応じて)
カラーキーパッドきっと(4x4)[KP16-4X4BC]をPro MicroのDigital Pin#2～#9に接続します(Pro MicroのDigital Pin #2～#9が一列に並んでいるおかげで基板同士を直結できます)。
3. プログラム
- USB HIDキーボード機能に加え、基板にシルク印刷されている座標(R1C1～R4C4)をSerial1に出力します。
- キー入力が連続しないよう500msのディレイを入れています。
- サンプルとしてR1C1のボタンを押すとWindowsのスクリーンロックが発動します。
- 筆者が使用しているArduino IDEはVer 1.6.4です。
Arduino4x4keypad.ino
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* Arduino4x4keypad
* 2019.11.15 by ka's
*
* This program is based on Arduino Leonardo Tools Ver 2.0.3
* https://qiita.com/pbjpkas/items/97dbf835b0aab6725e94
*
* This program is for use with
* 1. カラーキーパッドきっと(4x4)[KP16-4X4BC]
* http://www.aitendo.com/product/17022
* 2. Pro Micro
* https://www.google.co.jp/search?hl=ja&as_q="pro+micro"
* 3. FT232RQ USBシリアル変換キット[AE-TTL-232R]
* http://akizukidenshi.com/catalog/g/gK-09951/
*
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* Copyright 2019 ka's@pbjpkas
*
* Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
* you may not use this file except in compliance with the License.
* You may obtain a copy of the License at
*
* http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
*
* Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
* distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
* WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
* See the License for the specific language governing permissions and
* limitations under the License.
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//#include <Keyboard.h>
// Digital Pinの割当 for Pro Micro
# define KEY_R1 5
# define KEY_R2 4
# define KEY_R3 3
# define KEY_R4 2
# define KEY_C1 9
# define KEY_C2 8
# define KEY_C3 7
# define KEY_C4 6
// ウェイト時間
# define ANTI_CHATTER 50 // 50ms
/***********************************************************************
関数プロトタイプ宣言
***********************************************************************/
// ツール応用例 - Windows Keyboard Shortcut, etc.
void win_screen_lock(void);
// キーパッド
void keypad_init(void);
int keypad_get_key(void);
void keypad_execute(int keypad_val);
// setup, loop
void setup();
void loop();
/***********************************************************************
ツール応用例 - Windows Keyboard Shortcut, etc.
***********************************************************************/
void win_screen_lock(void)
{
Keyboard.press(KEY_LEFT_GUI);
Keyboard.press('l');
delay(ANTI_CHATTER);
Keyboard.releaseAll();
}
/***********************************************************************
キーパッド
***********************************************************************/
void keypad_init(void)
{
pinMode(KEY_R1, OUTPUT);
pinMode(KEY_R2, OUTPUT);
pinMode(KEY_R3, OUTPUT);
pinMode(KEY_R4, OUTPUT);
pinMode(KEY_C1, INPUT_PULLUP);
pinMode(KEY_C2, INPUT_PULLUP);
pinMode(KEY_C3, INPUT_PULLUP);
pinMode(KEY_C4, INPUT_PULLUP);
digitalWrite(KEY_R1, HIGH);
digitalWrite(KEY_R2, HIGH);
digitalWrite(KEY_R3, HIGH);
digitalWrite(KEY_R4, HIGH);
}
int keypad_get_key(void)
{
int keypad_val = 0;
digitalWrite(KEY_R1, 0);
digitalWrite(KEY_R2, 1);
digitalWrite(KEY_R3, 1);
digitalWrite(KEY_R4, 1);
keypad_val = keypad_val|((digitalRead(KEY_C4)<< 3)|(digitalRead(KEY_C3)<< 2)|(digitalRead(KEY_C2)<< 1)|(digitalRead(KEY_C1)<< 0));
digitalWrite(KEY_R1, 1);
digitalWrite(KEY_R2, 0);
digitalWrite(KEY_R3, 1);
digitalWrite(KEY_R4, 1);
keypad_val = keypad_val|((digitalRead(KEY_C4)<< 7)|(digitalRead(KEY_C3)<< 6)|(digitalRead(KEY_C2)<< 5)|(digitalRead(KEY_C1)<< 4));
digitalWrite(KEY_R1, 1);
digitalWrite(KEY_R2, 1);
digitalWrite(KEY_R3, 0);
digitalWrite(KEY_R4, 1);
keypad_val = keypad_val|((digitalRead(KEY_C4)<<11)|(digitalRead(KEY_C3)<<10)|(digitalRead(KEY_C2)<< 9)|(digitalRead(KEY_C1)<< 8));
digitalWrite(KEY_R1, 1);
digitalWrite(KEY_R2, 1);
digitalWrite(KEY_R3, 1);
digitalWrite(KEY_R4, 0);
keypad_val = keypad_val|((digitalRead(KEY_C4)<<15)|(digitalRead(KEY_C3)<<14)|(digitalRead(KEY_C2)<<13)|(digitalRead(KEY_C1)<<12));
return ~keypad_val; //押されているキーの値を1にしてreturnする
}
void keypad_execute(int keypad_val)
{
if (keypad_val & 0x0001)
{
Serial1.println("R1C1");
win_screen_lock();
}
if (keypad_val & 0x0002)
{
Serial1.println("R1C2");
}
if (keypad_val & 0x0004)
{
Serial1.println("R1C3");
}
if (keypad_val & 0x0008)
{
Serial1.println("R1C4");
}
if (keypad_val & 0x0010)
{
Serial1.println("R2C1");
}
if (keypad_val & 0x0020)
{
Serial1.println("R2C2");
}
if (keypad_val & 0x0040)
{
Serial1.println("R2C3");
}
if (keypad_val & 0x0080)
{
Serial1.println("R2C4");
}
if (keypad_val & 0x0100)
{
Serial1.println("R3C1");
}
if (keypad_val & 0x0200)
{
Serial1.println("R3C2");
}
if (keypad_val & 0x0400)
{
Serial1.println("R3C3");
}
if (keypad_val & 0x0800)
{
Serial1.println("R3C4");
}
if (keypad_val & 0x1000)
{
Serial1.println("R4C1");
}
if (keypad_val & 0x2000)
{
Serial1.println("R4C2");
}
if (keypad_val & 0x4000)
{
Serial1.println("R4C3");
}
if (keypad_val & 0x8000)
{
Serial1.println("R4C4");
}
}
/***********************************************************************
setup, loop
***********************************************************************/
void setup()
{
Keyboard.begin();
Serial1.begin(115200);
keypad_init();
}
void loop()
{
int keypad_val;
keypad_val = keypad_get_key();
if (keypad_val & 0xffff)
{
keypad_execute(keypad_val);
delay(500);
}
}
4. Arduino Leonardoで多目的ツールの製作との差分
Arduino Leonardoで多目的ツールの製作で作った3x3キーパッドとの差分は以下になります。
- ピンアサイン(3x3→4x4)
- 入力ポートのプルアップをマイコンで行う(INPUT_PULLUP)
- keypad_get_key()の戻り値のビットマスクを0x01ff→0xffff
- Serial1の通信速度を115200bpsに変更
5. おわりに
Pro Micro(互換機)とaitendoのキーパッドキットでお手軽＆コンパクトに16ボタンキーボードを作ることができました。これでもう複雑な操作が16通りあってもザクザク行けます。