キーボード #2 Advent Calendar 2020 に参加しています。

3日目 Arduino

やりたいこと

Arduino用のキーボードを作ってみる。

正しくは、Arduino で利用できるキーボードをQMKで作る。

USB（HID)のキーボードは、 su120キットのおかげで作れるようになったので、それを改造する。

special thanks to @e3w2q さん

完成図

Arduino 側は、ATOM Matrix で作成。今後もテスターとして利用できるようにする。

通信はをシリアル接続(8N1)で、ATOM Matrixには押されたキーの位置をLEDで表示する。

ATOM Matrix は、ESP32 Pico に 5×5 のフルカラーLEDを実装したかわいいやつ。

I/F仕様

シリアル通信の仕様（Network層)

• 電圧 5V
• bitrate … QMXの最低である20Kbps
• bit数 … 8bits
• parity … なし
• stop bit … 1bit

キーのMatrixデータ仕様 (Transport層)

1回の送信で7bytes。

byte	bits	値	説明
1	1-5	0 or 1	キーボード1行目の押し込み状態
2	1-5	0 or 1	キーボード2行目の押し込み状態
3	1-5	0 or 1	キーボード3行目の押し込み状態
4	1-5	0 or 1	キーボード4行目の押し込み状態
5	1-8	0-127	左側のロータリーエンコーダーの値
6	1-8	0-127	右側のロータリーエンコーダーの値
7	1-8	0xff	データの最後EOF

ex

押したキー	Matrixデータ
なし	00:00:00:00:00:00:ff
1行目1列	80:00:00:00:00:00:ff
2行目1列	00:80:00:00:00:00:ff
2行目1列と2列	00:c0:00:00:00:00:ff
2列目全部	40:40:40:40:00:00:ff
3行目のキー5個全部	00:00:f8:00:00:00:ff

ATOM Matrix でテスターを作成

QMK の改造をする前に、正しい動作を確認するためのテスターを作る。

シリアル通信部分

だれでも簡単。Serial のread でデータを読める。

例えば、こんな感じ。

void setup() {
...

  // Serial1 の設定
  Serial1.begin(20000, SERIAL_8N1, PIN_RX, PIN_TX);
}

void loop() {
  if (Serial1.available()) {
    int inByte = Serial1.read()
    if (inByte == 0xff) {
       // stop data

テスターの実装

テスター仕様は、ATOM Matrix の5×5のLEDのうち、上位4行でキーボードの押した位置を点灯。

5行目の1,2カラムは、左のエンコーダ値。
5行目の3,4カラムは、右のエンコーダ値。
5行目の5カラムは、serialでデータを受け取ると、点滅する。

全部のキーを押すとこんな表示になる。

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