【まほろば】手の中に収まるスイッチインターフェース

手の中に収まるスイッチインターフェース

投稿者：マーチン　 2020年1月26日　
カテゴリ：障碍者全般::Digispark

　手の中に収まる１個のスイッチだけのガジェットを、自作キーボードでは良く使われている安価なマイコンボード"Digispark"で作りました。押すとSPACEキーのコードを送るキーが１個だけのUSBキーボードだと説明したほうが分かりやすいかも。Appleの純正品でないカメラアダプタも使えました。
　(2020.1.11) iPad のスリーブ(自動ロック) を解除した後に、スイッチを押したり離したりしてもLEDが点滅しなくなることがあります。そんな時は、USBケーブルを抜き差ししてください。または、個別スイッチ付きのUSBハブを使って、電源をOFF/ON してもリセットができました。
　(2020.1.26) スイッチを押すとマウスクリックする SwitchToClick を追加しました。
　(2020.2.15) Windows で使用する時は、ドライバーのインストールが必要です。

【まほろば】Digisparkにプログラムを書き込むの前半

●きっかけ

　iPadで文字入力がしたいとの相談があった。トラックボールの操作や音声入力を試みたが、残念ながらできなかった。右手中指でボタンを押すことはできそうなので、１個のスイッチだけのUSBキーボードを作って、スイッチコントロールのグライドカーソルを試してもらおうと考えています。
　IT機器に詳しくないヘルパーさんだったので、Bluetooth接続はやめておきます。

●購入品

品名	個数	価格	備考
【Amazon】Digispark Kickstarter Attiny85 マイクロ USB 開発ボード	1	950円/3
【Amazon】Lightning - usb メスカメラアダプタ iPhone/iPad専用	1	1,399円	Apple製ではありません
【Amazon】SF-01 模型用スタイロフォーム細目小	少し
マイクロスイッチ	1	200円
【Daiso】歯ブラシカバー	1	110円/6
【Daiso】USB - micro-B 充電・転送ケーブル	1	110円
【Daiso】スイッチ付きUSBハブ	1	220円	USBケーブルの抜き差しで代用も可
M2×10ネジ２個、M2×5ネジ２個、M2ナット 4個、リード線

		約 2,500円

※USB-CコネクタがついているiPad Pro の場合は、"USB A→Type C変換アダプタ"が必要です。(100均にもある)
　WindowsPC の場合は、カメラアダプタは不要です。

●Digispark とは

　アメリカ　Digistump LCCの製品。AVRマイクロコントローラーAtmel Attiny85を搭載しており、小さいながらもArduino IDE（開発環境）を使用し、プログラミングを行うことができます。Arduinoのプログラミングに慣れた方ならすぐに使えます。（https://www.elefine.jp/digispark/ より）

　今回は、HiLetgo という格安で電子パーツを製造販売している中国企業の製品、いわゆるクローン品です。USB直挿しタイプとmicro-usbコネクタタイプがあるようですが、後者を選びました。

【Qiita】安価なUSB直挿しマイコンDigisparkのススメ
【digistump】Digispark Quick Reference
【digistump】Digispark Keyboard, Mouse, and Joystick Libraries
【digistump】Connecting and Programming Your Digispark

などの情報を参考にすれば、Arduinoをいじったことがある人なら使えると思います。

●USB HID

　今回やりたいUSB HID（USB接続したキーボードやマウス）の実例が以下のサイトに書かれていますので、参考にしました。

【Qiita】DigiSparkでボタン入力を受け付けてPCにキー入力するまで
【Qiita】DigisparkをUSBキーボードにして一発入力させてみた
【GitHub】DigisparkArduinoIntegration/libraries/DigisparkKeyboard/

●スタイロフォーム

　手にフィットする形状にしたかったので、加工が容易なスタイロフォームを使いました。電熱線で切る発砲スチロールカッターで容易に加工ができます。カッターナイフで削ることもできます。発泡スチロール用接着剤が使えます。
　模型屋さんに売っているジオラマ用の高密度なもの(細目)を使いました。
　画材屋さんでも売っています。名古屋セントラル画材
　ホームセンターで売られている断熱目的で壁に使うものは、密度が低いのでにあまり適しません。　

●製作手順

(1)歯ブラシカバーに、マイクロスイッチが通る四角の穴と、マイクロスイッチ固定用の穴２個、基板固定用の穴２個、USBケーブル通し穴をあける。

(2)基板にピンヘッダーをはんだ付けする。
(3)マイクロスイッチのC（コモン）とN.O.(ノーマリーオープン)の端子を直角に曲げ、N.C.(ノーマリークローズ)の端子を切断する。
(4)マイクロスイッチのCと基板のG(グランド)、マイクロスイッチのN.O.と基板のP0 をリード線でつなぐ。
(5)ネジ２本づつで、マイクロスイッチ、基板を歯ブラシカバーに固定する。

(6)スタイロフォームをケースが収まって、手で握りやすい形状に加工する。

(7)スタイロフォームとケースを両面テープでくっつける。

●開発環境構築

　開発環境を作らなくてもコンパイル済みのデータを書き込む方法は、こちらです。

【まほろば】Digisparkにプログラムを書き込む

　手順をざっくりと説明します。詳しくは、Digisparkを使ってみるを参照ください。
(1)Arduino IDE をインストールする。
(2)[ファイル] [環境設定] "追加のボードマネージャのURL" http://digistump.com/package_digistump_index.json
(3)[ツール] [ボードマネージャ] [Digistump AVR Boards by Digistump] [インストール]
(4)post_install.bat を手動実行
(5)[ツール] [ボード]　"Digispark (Default - 16.5mhz)"
(6)書き込み装置に「Micronucleus」を選択する
(7)IDEのUI上で書き込み操作を実行後、USBにdigispark を差し込む

Digispark での開発環境を構築した後に、加工をする前の Digispark を使ってチェックをし、Model A か Model B かを調べてください。

【まほろば】Digispark 開発環境のチェック

デバッグ手法は、

DigisparkのUSB-Serial通信での奮闘記
DigisparkとPCのシリアル通信
DigisparkExamplePrograms

を参考にしました。

●テストプログラム

　まずは簡単なプログラムで、動作確認をしました。　マイクロスイッチを押すと基板上のLEDが点灯し、離すと消えます。Model A 用のスケッチです。
　SwitchTest.zip

　SwitchTest.ino

const int PinSw1 = 0;

const int PinLed = 1;



void setup() {

  pinMode(PinSw1, INPUT_PULLUP);

  pinMode(PinLed, OUTPUT);

}



void loop() {

  if (digitalRead(PinSw1) == LOW) { 

    digitalWrite(PinLed, HIGH);  

  } 

  else {

    digitalWrite(PinLed, LOW); 

  }

  delay(10);

}

●本番プログラム

【まほろば】手の中に収まるスイッチインターフェースプログラム改良

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