Arduino Uno R4 MinimaでHID ～ジョイパッド?を作ってみた

2024年2月5日2024年2月22日

Arduino Uno R4 Minima にHIDが搭載されているそうなので、試してみました。HIDとはヒューマンインターフェースデバイスの略で、Arduino Uno R4 Minimaをマウスやキーボードとして操作できる機能です。

私はゲームをほとんどしませんが、たまにクラシックゲームをやってみると、キーボードではなくてジョイパッドだったら良いのに、と思うことがあります。

そこで、Arduino Uno R4 MinimaでHIDを用いて、ジョイパッドのテスト版を作ってみることにしました。ジョイパッドを買った方が手っ取り早いですが、自分で作ってみるのが面白いのです。さて、どうなるでしょうか。

Contents

1. 1.基本的な仕組み
2. 2.ジョイパッドを作成する
3. 3.プログラムコード
4. 4.動作させると。。
5. 5.いろいろチューニングが必要です

1.基本的な仕組み

Arduino Uno R4 Minimaで、パソコンに対してキーボード出力をすることはとても簡単です。以下コードでパソコンにキー出力ができてしまいます。

#include <Keyboard.h>

void setup() {
  Keyboard.begin();
}

void loop() {
  Keyboard.print("z");

  delay(60000) ; 
}

これで、zの文字がパソコンに対して出力されます。

さて、ジョイパッドのボタンをキーボードのキーに割り当てます。今回は、以下の割り当てにします。

左⇒Jキー
右⇒Lキー
上⇒Iキー
下⇒Kキー
左アクションキー⇒Zキー
右アクションキー⇒Xキー

ゲームの方でキー割り当てができることが条件になります。意外と少ないかも。

2.ジョイパッドを作成する

ユニバーサル基盤に、左右上下ボタンとアクションボタン2つを配置します。そして、ボタンが押されたらArduino Uno R4 MinimaのGPIOに出力が行われるようにします。基本的な配線は、以下のサイト様を参考にさせて頂きました。

Arduino UNO R4 MinimaのHID機能を使って、PCのマウスとキーボードをエミュレートする

Arduino UNO R3の後継機種、Arduino UNO R4 Minimaの新機能｢HID(Human Interface Device)｣を使ってパソ ...

https://cediablog.com/arduinor4-minima-hid/

抵抗を1kΩ使うとありますが、手持ちがなかったので512Ωを使っています。

ジャンパー線でArduino Uno R4 Minimaに接続します。今回は、以下の構成にしました。

左⇒GPIO4
右⇒GPIO5
上⇒GPIO6
下⇒GPIO7
左アクションキー⇒GPIO2
右アクションキー⇒GPIO3

そして、5V電源とGNDを接続します。難しい配線ではないですが、老眼で私的には手こずりました。また、温度調節のハンダゴテではないため、温度不足のハンダ付けをしてしまったりしています。いや、もうハンダ付けはやめて、ブレッドボードによる配線にした方が良いですね。もう、製作が楽しくないです。もう一点、失敗がありますが、それは説明しないでおきます。

3.プログラムコード

ボタンを押したらキー出力が行われるという簡単なプログラムです。

#include <Keyboard.h>

void setup() {
  // put your setup code here, to run once:
  pinMode(2, INPUT);
  pinMode(3, INPUT);

  pinMode(4, INPUT);
  pinMode(5, INPUT);
  pinMode(6, INPUT);
  pinMode(7, INPUT);

  Keyboard.begin();
}

static bool isHit = false ;
static bool isHit2 = false ;

static bool isHit3 = false ;
static bool isHit4 = false ;
static bool isHit5 = false ;
static bool isHit6 = false ;

void loop() {
  // put your main code here, to run repeatedly:
  bool isSwitch = digitalRead(2) ;
  bool isSwitch2 = digitalRead(3) ;
  
  bool isSwitch3 = digitalRead(4) ;
  bool isSwitch4 = digitalRead(5) ;
  bool isSwitch5 = digitalRead(6) ;
  bool isSwitch6 = digitalRead(7) ;

  // zキー
  if (isSwitch == HIGH) {
//    if (isHit == false) {
        isHit = true ;
        Keyboard.print("z");
//    }    
  } else {
    isHit = false ;
  }

  // xキー
  if (isSwitch2 == HIGH) {
//    if (isHit2 == false) {
        isHit2 = true ;
        Keyboard.print("x");
//    }    
  } else {
    isHit2 = false ;
  }

  // 左キー
  if (isSwitch3 == HIGH) {
//    if (isHit3 == false) {
        isHit3 = true ;
        Keyboard.print("j");
//    }    
  } else {
    isHit3 = false ;
  }

  // 右キー
  if (isSwitch4 == HIGH) {
//    if (isHit4 == false) {
        isHit4 = true ;
        Keyboard.print("l");
//    }    
  } else {
    isHit4 = false ;
  }

  // 上キー
  if (isSwitch5 == HIGH) {
//    if (isHit5 == false) {
        isHit5 = true ;
        Keyboard.print("i");
//    }    
  } else {
    isHit5 = false ;
  }

  // 下キー
  if (isSwitch6 == HIGH) {
//    if (isHit6 == false) {
        isHit6 = true ;
        Keyboard.print("k");
//    }    
  } else {
    isHit6 = false ;
  }

  delay(5) ; 
}

テキストエディタへ文字を出力させると、問題なく文字が表示されます。また、上記のプログラムではコメントにしている、押している間の連続出力防止ですが、相手がテキストエディタであれば必要です。