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Raspberry Pi Pico作为HID鼠标

消耗积分:2 | 格式:zip | 大小:0.14 MB | 2023-02-01

张亮

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描述

大家好。

所以这是一个有趣的小项目,它解决了 Raspberry Pi Pico 微控制器的一个主要问题。

Raspberry Pi Pico 的引出线信息位于电路板的底部,这使得原型制作变得困难。当我们将设备安装到面包板上时,我们必须使用参考指南来确定哪些引脚是谁的,这是一个混乱的过程。

 
 
 
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所有的引出线细节都在我制作的扩展板的顶部。为了展示 Pico 的 HID 功能,我们将它连接到扩展板并利用它来构建一个简单的鼠标。

该扩展板的每个 GPIO 引脚都有额外的 4 个引脚,并且两侧都有一些额外的引脚没有连接到任何东西,这些用于放置 XYZ 组件以制作快速原型。

知道了这个扩展板的使用方法之后,我们就开始本文对整个过程的探讨。

所需材料

 
 
 
 
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以下是此建筑中使用的材料 -

  • 树莓派皮科
  • 定制PCB(由PCBWAY提供
  • 按按钮
  • 连接线
  • 印刷电路板支架

扩展板设计

 
 
 
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扩展板的设计考虑了一些事情,即每个引脚的额外 GPIO 引脚和一些用于添加东西的额外 con 引脚,另一件事是 Topside 上的 GPIO 编号详细信息非常清晰。

该项目的原理图非常简单;我只是在我的 CAD 软件中复制了一个 Pico 设计,并将一个 CON4 引脚连接到 Pico 的每个 GPIO 引脚。

我根据 PCB 原理图创建了一个 PCB 设计,并包括一个用于 Pico 放置的混合焊盘,其中包含一个用于接头引脚的孔和一个用于将 Pico 作为 SMD 模块安装在 PCB 上的焊盘。

线路板

 
 
 
 
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我将完成的PCB发送给PCBWAY样品并在一周后收到它们。订单选择了带有黑色丝印的白色阻焊层,因为它通常会使 PCB 看起来很漂亮。

就综合素质而言,它是出类拔萃的。我买的 10 块板子每一块都完美无缺。

我已经使用他们的服务一段时间了,我必须说我收到的 PCB 非常好,正如我所希望的那样。

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董事会大会

 
 
 
 
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  • 电路板组装过程首先将焊膏逐个添加到每个元件焊盘。
  • 接下来,我们用镊子夹起树莓派 Pico 并将其放在指定位置,我们必须根据焊盘对齐电路板。
  • 之后,我们小心地抬起整个电路板并将其放在 Mini SMT Hotplate 上,从下方将 PCB 加热至焊膏熔化温度。一旦 PCB 达到该温度,焊膏就会熔化,所有元件都会连接到它们的焊盘上。

由于与 PCB Hotplate 的焊盘相比,电路板的尺寸稍大,我不得不通过移动 PCB 对电路板进行两次回流焊。

Pico 作为 HID

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有趣的事实:Pico 提供人机接口设备 (HID) 功能。

鼠标、键盘、控制器和其他 HID 设备,

Arduino Nano 或 UNO 等通用板中使用的 Atmega382PU 或 AU 非常适合任何项目的原型制作,但它不支持 HID,因此我们无法使用这些板之一构建游戏机项目。(还有另一种更复杂的方法,可以将 Uno 或 Nano 用作游戏控制器。)

我们将 Atmega32U 供电的 Arduino Micro 或 Leonardo 用于涉及 HID 的项目。

凭借更好的外围设备和与 ESP32 相当但没有 WiFi 的处理器,Raspberry Pi Pico 是 Micro 或 Leonardo 的直接替代品。

也许 Pico 现在优于 ESP32,因为它也提供 WiFi 版本?这是有争议的。

接线图

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这是我们将在下一步中使用的接线连接。

鼠标组装

 
 
 
 
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  • 为了构建 HID 鼠标,我们首先使用另一个扩展 PCB,向其添加按钮,并将按钮焊接到位。
  • 我们将每个按钮的一个引脚连接到 GND,然后将其他引脚连接到 GPIO0、GPIO1、GPIO2、GPIO3 和 GPIO4。(见附接线图)
  • 通过使用四个 PCB 支架,我们使用四个安装孔将两个 PCB 连接在一起。

代码

对于代码,我使用的是 HID 鼠标草图,它在示例> USB>鼠标>鼠标按钮菜单中可用。

#include "Mouse.h"

// set pin numbers for the five buttons:
const int upButton = 0;
const int downButton = 1;
const int leftButton = 2;
const int rightButton = 3;
const int mouseButton = 4;

int range = 5;              // output range of X or Y movement; affects movement speed
int responseDelay = 10;     // response delay of the mouse, in ms


void setup() {
  // initialize the buttons' inputs:
  pinMode(upButton, INPUT_PULLUP);
  pinMode(downButton, INPUT_PULLUP);
  pinMode(leftButton, INPUT_PULLUP);
  pinMode(rightButton, INPUT_PULLUP);
  pinMode(mouseButton, INPUT_PULLUP);
  // initialize mouse control:
  Mouse.begin();
}

void loop() {
  // read the buttons:
  int upState = digitalRead(upButton);
  int downState = digitalRead(downButton);
  int rightState = digitalRead(rightButton);
  int leftState = digitalRead(leftButton);
  int clickState = digitalRead(mouseButton);

  // calculate the movement distance based on the button states:
  int  xDistance = (leftState - rightState) * range;
  int  yDistance = (upState - downState) * range;

  // if X or Y is non-zero, move:
  if ((xDistance != 0) || (yDistance != 0)) {
    Mouse.move(xDistance, yDistance, 0);
  }

  // if the mouse button is pressed:
  if (clickState == HIGH) {
    // if the mouse is not pressed, press it:
    if (!Mouse.isPressed(MOUSE_LEFT)) {
      Mouse.press(MOUSE_LEFT);
    }
  }
  // else the mouse button is not pressed:
  else {
    // if the mouse is pressed, release it:
    if (Mouse.isPressed(MOUSE_LEFT)) {
      Mouse.release(MOUSE_LEFT);
    }
  }

  // a delay so the mouse doesn't move too fast:
  delay(responseDelay);
}

我们只需要修改引脚号和INPUT为INPUT PULLUP,这样我们使用的每个GPIO都会有一个内部上拉电阻。除了这两个修改之外,无需更改任何其他内容。

  • 我们必须先按住Bootsel 按钮,同时将 USB 连接到 Pico Board 才能上传草图。
  • 之后,我们只需在板经理选择板后上传草图。(Pico 不需要选择 COM 端口;不要选中它或留空。)

结果

 
 
 
 
 
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这是此构建的结果:一个功能性 HID 鼠标,带有一个用于选择的按钮和四个用于移动的方向按钮。

此配置不能代替标准鼠标。这仅仅是一个概念,用于演示RP2040 的功能以及它如何取代Arduino 驱动的具有 HID 功能的微控制器。

我将使用 RPi Pico 板进行原型设计,并在未来利用这个扩展 PCB。

 


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