CH9328とは

UARTを入力として受け取り USB HIDキーボードとして振舞うICのようです。

本来の用途としてはKVMスイッチなどでキーボードのエミュレーションを行うための物のようです。

今回はこのCH9328を搭載したモジュールボードを購入したので少し試食してみました。

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自作キーボードとUSBデバイス

USB接続式の自作キーボードを設計するときに悩みの種となるのがUSBです。

まずUSBデバイス機能を搭載したマイコン、またはV-USBなどのソフトウェアエミュレーションに対応しているマイコンを用意する必要があります。

USBのプログラミングは煩雑で、メモリやCPUを結構消費します。

そして次の問題がVID/PIDです。作成したキーボードを個人で使う場合はそこまで問題となりませんが、販売するとなると正式には独自のVIP/PIDを取得しそれを利用するのが通常の流れです。

しかし、正規の方法でVIP/PIDを手に入れるためにはUSB-IFに申請し、結構多くのお金を納める必要があります。

同人ハードウェアなどの場合そこまでコストはかけられない、という事で、いくつかのベンダーがPIDのサブライセンスを行っているので、その仕組みに乗っかるなどしてPIDを取得している人もいるようです。

このあたりの事情は以下の記事が詳しいです。

qiita.com

CH9328とUSBのVID/PID

さて、今回扱うCH9328ですが、これはWCH社が販売しているICで、このICにはWHC社のVIDである0x1A86と、このIC固有の値であるPID 0xE026がデフォルト値として設定されています。（この値は書き換えツールで変更できるようです）

この値をそのまま使う場合はWCH社のVID/PIDをそのまま使うことが出来ます（多分ライセンスとしてもこれでもないないはず、、USB Serial ICなどとやっていることは同じ）

Arduinoから使ってみる

ArduinoにはまさにCH9328を利用するためのライブラリである「CH9328-Keyboard」があります。

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インストール出来たらHelloWorldのサンプルプログラムをArduino UNOに書き込んでさっそく実行してみます。

Arduino Uno Rev3 ATmega328 マイコンボード A000066 白

Arduino

Amazon

Arduino UNOで利用する際の罠

CH9328-Keyboardの内部で SERIAL_TX_ONLY という定数を使っていますが、どうもこれはESP8266などでのみ利用できる定数のようでArduino UNOではこのせいでコンパイルが実行できません。

インスール下ライブラリのCH9328Keyboard.cppの該当部分を削ることでコンパイルできるようになりました。

変更前
_Serial->begin(baud, SERIAL_8N1, SERIAL_TX_ONLY);

変更後
_Serial->begin(baud, SERIAL_8N1);

サンプルプログラムの実行

CH9328モジュールとArduino UNOはVCC,GND, TX, RXをそれぞれ接続します。

また動作モードを変更するジャンパのIO1,IO2をHIGHに設定します（このモジュールではジャンパをつけるとHIGHになるようです）

電力はCH9328モジュールからArduino UNOに送るのでArduino UNOはUSB接続する必要はありません。

Win+r押下の後 notepad + Enter を押下、その後Helloの文言が打ち込まれるというキーストロークのシミュレーションが行われ下記画像のようにメモ帳にメッセージが表示されました。

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オリジナルキーボードの作成

ここまでくれば後は簡単です。

3キー搭載のマクロパッドを作ってみます。

自分のIDにちなんで「i」「n」「a」の3キーの存在するキーボードという事にします。

全く洗練されていませんがソースコードです。

#include <CH9328Keyboard.h>
#define PINRST 10
#define BAUDRATE 9600              //Default is 9600.
void setup()
{
  Keyboard.begin(&Serial, PINRST, BAUDRATE);
  delay(1000);
  Keyboard.releaseAll();

  pinMode(10, INPUT_PULLUP);
  pinMode(11, INPUT_PULLUP);
  pinMode(12, INPUT_PULLUP);
}

unsigned int trigger_b1 = 0;
unsigned int trigger_b2 = 0;
unsigned int trigger_b3 = 0;

void loop()
{
  int b1 = !digitalRead(10);
  int b2 = !digitalRead(11);
  int b3 = !digitalRead(12);

  if(b1){
    if(trigger_b1){
        Keyboard.press('i');
    }
    trigger_b1 ++;
  }else{
    Keyboard.release('i');
    trigger_b1 = 0;
  }
  if(b2){
    if(trigger_b2){
        Keyboard.press('n');
    }
    trigger_b2 ++;
  }else{
    Keyboard.release('n');
    trigger_b2 = 0;
  }
  if(b3){
    if(trigger_b3){
        Keyboard.press('a');
    }
    trigger_b3 ++;
  }else{
    Keyboard.release('a');
    trigger_b3 = 0;
  }

}