Pico - USB to BLE HID Bridge

1. 概要

本ソフトウェアは、Raspberry Pi Pico 2 Wを「USBとBLEのブリッジ（中継器）」として動作させるためのファームウェアです。
USB HIDデバイス（キーボード、マウス、ゲームパッドなど）をPico 2 Wに接続するだけで、PCやタブレット、スマートフォン等からBLE（Bluetooth Low Energy）デバイスとして使用できるようになります。

2. システム構成

2.1. 構成概要

特記事項
- Pico 2 Wの標準USBコネクタは、給電専用として使用します（USB通信には使用しません）。
- USBデバイスとのUSB通信は、GP0およびGP1をPIO（Programmable I/O）で制御し、ソフトウェア的に実装したUSBポートを介して行います。

2.2. Pico 2 WとUSBコネクタ基板（Aメス）の接続

USBコネクタ基板（Aメス）に秋月電子：AE-USB-A-DIPを使用する場合の接続例は以下の通りです。

Pico 2 Wのピン名	ピン番号 (物理ピン)	USBコネクタ基板のピン
GP0	1	D+
GP1	2	D-
GND	38	GND
VBUS	40	VBUS

Pico 2 WのGP0・GP1と、USBコネクタのD+・D-の間には、それぞれ27Ωの抵抗を接続します。

3. 機能の特徴と制限

3.1. 特徴

PC、タブレット、スマートフォンからは、標準的なBLE HIDデバイスとして認識されます。
接続可能なUSB HIDデバイスの種類に原則制限はなく、キーボード、マウス、ゲームパッドなど、様々なデバイスに対応します。

3.2. 制限事項

ゲームパッドは「DirectInput」方式に設定してください。XInput方式には対応していません。
USB複合デバイス（1つのUSBデバイスでキーボードとマウスの両方の機能を持つものなど）の場合、機能の一部しか動作しないことがあります。
USBデバイスのホットプラグ（通電中の抜き差し）には対応していません。
Pico 2 WとUSBデバイスの間にUSBハブを介して接続しないでください。

4. ソースコードとバイナリ

今回作成したプログラムの全ソースコードと、そのまま書き込めるバイナリ（uf2ファイル）は、以下のGitHubリポジトリで公開しています。
shiomachisoft/pico_usb_ble_hid_bridge

ソースコードは、Pico SDK（C言語）で作成しています。

5. 使い方

5.1. ファームウェアの書き込み

Pico 2 WのBOOTSELボタン（白いボタン）を押しながらPCとUSB接続し、RP2350ドライブとして認識させます。
ドライブ内にファームウェア（pico_usb_ble_hid_bridge.uf2）をドラッグ＆ドロップします。

5.2. ペアリング

システム構成図の通りに各デバイスを接続します。
Pico 2 Wの電源がOFFの状態で、USBコネクタ（Aメス）にUSBデバイス（キーボード、マウス、ゲームパッドなど）を接続します。

ゲームパッドを使用する場合は、あらかじめ「DirectInput」方式に設定しておいてください。
Pico 2 WのUSBコネクタに給電して電源をONにします。
- BLE接続が確立していない待機状態では、Pico 2 WのオンボードLEDが点滅します。
BLEホスト（PC、タブレット、スマートフォン）のBluetooth設定画面を開き、「USB BLE HID Brg」を検索してペアリングします。

Windows 11の場合、下図の赤枠を選択してください。
ペアリングが完了すると、LEDが常時点灯に変わり、USBデバイスでの操作が可能になります。

再接続について：

一度ペアリングを完了すると、次回以降は自動的に再接続されます。
再接続時には、BLEホスト（PC、タブレット、スマートフォン）側でのペアリング操作は不要です。

接続するUSBデバイスを変更する場合の手順：
接続するUSBデバイスを変更する場合は、以下の手順で行ってください。

Pico 2 Wの電源をOFFにする。
BLEホスト（PC、タブレット、スマートフォン）のペアリング情報から「USB BLE HID Brg」を削除する。
USBコネクタ（Aメス）に新しいUSBデバイスを接続する。
再び「5.2. ペアリング」の手順を実施する。

6. 動作確認済みデバイス・環境

6.1. 動作確認済みUSBデバイス

マウス：ELECOM M-HC01UR
キーボード：ELECOM TK-FDM109T
ゲームパッド：ELECOM GP20s

6.2. 動作確認済みBLEホスト

Windows 11 PC
iPad 第9世代（iPadOS 26.5）
Pixel 8a（Android 16）

ゲームパッドは、まだWindows11 PCでしか試していません。

7. ライセンス

本ソフトウェアのライセンス詳細については、リポジトリ内の LICENSE を参照してください。

8. 実装上の特徴

※今後追記する予定です。

9. 免責事項

本記事の内容や本ソフトウェアの使用により生じた、いかなる損害やトラブルについても、作者は一切の責任を負いません。ご利用は自己責任でお願いいたします。