Виноградный мультитач

Наткнулся на интересную штуку под названием MaKey MaKey.

http://makeymakey.com/

Вот за что уважаю американцев — так это за талант красиво преподнести и довести до промышленного производства всякую простейшую штуку.



Посмотрел видео, порадовался за ребят. Но где-то сразу зудеть начало. Полез за резюками. Через 15 минут (из которых пять минут ушло на перекур) получился вот такой девайс:



UPD>… спустя некоторое время. Новый видеоролик с практическим применением виноградного мультитача :-) Исходник софтинки на C# и нового скетча для ардуины выложены внизу.



Реализация проста до неприличия. Нужны лишь резисторы номиналом 1-50 Мом (по одному на каждый контакт). Я использовал резюки на 1 Мом, в результате чего засекаются только касания. Если поставить 10Мом и больше — будет срабатывать на расстоянии, бесконтактно.

В скетче использовал библиотеку CapSense, которая, собссно, всю работу и делает.

Схема подключения:



На базе сэмпла набросал простейший скетч

#include <CapSense.h>

#define SND_PIN 12 // пин, к которому подключён спикер

CapSense  key1 = CapSense(7, 5); // клавиша 1 между 7-м и 5-м пинами
CapSense  key2 = CapSense(7, 4); // клавиша 2 между 7-м и 4-м пинами
CapSense  key3 = CapSense(7, 3); // клавиша 3 между 7-м и 3-м пинами

int range = 200; // пороговое значение, определяющее нажатие, подбирается экспериментально
byte button; // побитовое обозначение нажатых клавиш
int freq; // частота звука для воспроизведения на спикер

void setup()          
{
 // выключает автокалибровку на 1-й клавише.
 // Пока фиг знает зачем, советуют в примерах либы
 key1.set_CS_AutocaL_Millis(0xFFFFFFFF);
}

void loop()          
{
  long total1 = key1.capSense(30);
  long total2 = key2.capSense(30);
  long total3 = key3.capSense(30);

  button = 0;
  if (total1 > range) button |= 1;
  if (total2 > range) button |= 2;
  if (total3 > range) button |= 4;
  
  switch (button) {
   case 1: freq = 200; break;
   case 2: freq = 300; break;
   case 3: freq = 400; break;
   case 4: freq = 500; break;
   case 5: freq = 600; break;
   case 6: freq = 700; break;
   case 7: freq = 800; break;
   default: freq = 0;
  }
  
  freq? tone(SND_PIN, freq) : noTone(SND_PIN); // воспроизводим или останавливаем звук
}

* This source code was highlighted with Source Code Highlighter.

Если прошить нечто типа такого — ардуина с клавишами-виноградинами будет в роли HID-клавиатуры (ещё не пробовал). Но для этого не всякая Ардуинка подойдёт, нужна с чипом atmega8u2 в качестве USB контролера (новая Arduino UNO как раз с ним). Жаль, под рукой нет ничего подходящего, а хотелось поиграть в бамбермена-онлайн с виноградной клавиатуры :-) Можно, конечно, набросать софтинку которая будет через COM-порт читать с ардуины сигнали о нажатиях и транслировать их в события клавиатуры, но это уже не то (через HID всё-таки интереснее).

UPD> Получил работающий девайс, зудеть перестало, расслабился. Почитал про МакиМаки поподробнее — оказывается, там как раз на ардуине и сделано :-)

UPD> Просто пищать спикером неинтересно, надо бы для дочи развлекуху сделать :-) Может быть следующий топик как раз об этом и будет, если получится что-нибудь интересное.

UPD> Нашёл интересный проект — Виртуальная USB клава, без использования atmega8u2. Надо будет попробовать подцепить.

UPD> Вопрос к хабровчанам — мож кто подскажет софтинку (желательно под винду или кросс-платформенную) которая читала бы COM-порт, принимала сообщения в каком-нибудь формате и формировала события нажатий клавиш? А то сам я быстро такое не склепаю.

UPD> Экстренно заказал ардуину уно дабы HID-девайс получился «из коробки». Надеюсь, доставка не подведёт и сегодня доставят. Пока не сыграю в бамбермена — не успокоюсь (а ещё со вчерашнего дня даж спать не ложился).

UPD> Сейчас подключено 8 виноградин, одновременно все восемь отрабатываются, но с провалами. Стабильно работают 5 одновременных касаний. HID сегодня отменяется ибо доставка только завтра будет :-(

UPD> Так… С помощью советов кореша удалось набросать простенькую софтинку на C#. Читает ардуинский COM-порт, принимает нажатия на виноградины, эмулирует нажатия клавиатуры. Щас попробую все восемь виноградин подцепить и тогда новый видеоролик сниму. Впервые писал что-то на C# :-)

UPD> Исходный код (VS2010, C#). Я в C# не шарю, так что как получилось — так получилось :-) Огромное спасибо Leonardo за подсказки, иначе вообще нифига бы не получилось. И спасибо хабраюзеру GreenGo за наводку на библиотеку InputSimulator.

Софтина слушает указанный COM-порт (никаких настроек нет, имя порта жёстко прописано в исходнике (COM11). Это тот порт, по которому доступна Ардуина. Задействованы только 6 клавиш.

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.ComponentModel;
using System.Data;
using System.Drawing;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Windows.Forms;
using WindowsInput;

using System.IO;
using System.IO.Ports;

namespace WindowsFormsApplication1
{

    public partial class Form1 : Form

    {
        System.IO.Ports.SerialPort newPort;

        public Form1()
        {
            InitializeComponent();
        }

        private void Form1_Load(object sender, EventArgs e)
        {

        }


        private void button2_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            newPort = new SerialPort("COM11", 57600, Parity.None, 8, StopBits.One);
            newPort.Open();
            newPort.DataReceived += new SerialDataReceivedEventHandler(GetArduinoBytes);
        }

        public void GetArduinoBytes(object sender, SerialDataReceivedEventArgs e)
        {
            string data = newPort.ReadExisting();
            string [] arr;
            int key = 0;
            arr = data.Split('\r');
            try
            {
                key = Convert.ToInt32(arr[0]);
            }
            catch (System.FormatException)
            {
                // ничего не делаем
            }

            int key1 = key & 1;
            int key2 = (key >> 1) & 1;
            int key3 = (key >> 2) & 1;
            int key4 = (key >> 3) & 1;
            int key5 = (key >> 4) & 1;
            int key6 = (key >> 5) & 1;
            int key7 = (key >> 6) & 1;
            int key8 = (key >> 7) & 1;

            if (key1 == 1) WindowsInput.InputSimulator.SimulateKeyDown(VirtualKeyCode.DOWN);
            else WindowsInput.InputSimulator.SimulateKeyUp(VirtualKeyCode.DOWN);

            if (key2 == 1) WindowsInput.InputSimulator.SimulateKeyDown(VirtualKeyCode.UP);
            else WindowsInput.InputSimulator.SimulateKeyUp(VirtualKeyCode.UP);

            if (key3 == 1) WindowsInput.InputSimulator.SimulateKeyDown(VirtualKeyCode.LEFT);
            else WindowsInput.InputSimulator.SimulateKeyUp(VirtualKeyCode.LEFT);

            if (key4 == 1) WindowsInput.InputSimulator.SimulateKeyDown(VirtualKeyCode.RIGHT);
            else WindowsInput.InputSimulator.SimulateKeyUp(VirtualKeyCode.RIGHT);

            if (key5 == 1) WindowsInput.InputSimulator.SimulateKeyDown(VirtualKeyCode.SPACE);
            else WindowsInput.InputSimulator.SimulateKeyUp(VirtualKeyCode.SPACE);

            if (key6 == 1) WindowsInput.InputSimulator.SimulateKeyDown(VirtualKeyCode.VK_Z);
            else WindowsInput.InputSimulator.SimulateKeyUp(VirtualKeyCode.VK_Z);

        }

    }
}

UPD> А вот новый скетч для Ардуины. Воспроизведение писка спикером закомментил, просто передаём состояние клавиш в консоль.

#include <CapSense.h>

#define SND_PIN  12 // пин, к которому подключён спикер

CapSense   key1 = CapSense(5, 2); // клавиша 1 между 5-м и 5-м пинами
CapSense   key2 = CapSense(5, 3); // клавиша 2 между 5-м и 4-м пинами
CapSense   key3 = CapSense(5, 4); // клавиша 3 между 5-м и 3-м пинами
CapSense   key4 = CapSense(5, 6); // клавиша 4 между 5-м и 3-м пинами
CapSense   key5 = CapSense(5, 7); // клавиша 5 между 5-м и 3-м пинами
CapSense   key6 = CapSense(5, 8); // клавиша 6 между 5-м и 3-м пинами
CapSense   key7 = CapSense(5, 9); // клавиша 7 между 5-м и 3-м пинами
CapSense   key8 = CapSense(5, 11); // клавиша 8 между 5-м и 3-м пинами

int range = 100; // пороговое значение, определяющее нажатие
unsigned int button = 0, oldButton = 0; // побитовое обозначение нажатых клавиш
int freq; // частота звука для воспроизведения на спикер
byte sense = 30;
long total1, total2, total3, total4, total5, total6, total7, total8;

void setup()                    
{
  //key1.set_CS_AutocaL_Millis(0xFFFFFFFF);
  Serial.begin(57600); // стартуем консоль
}

void loop()                    
{
    total1 =  key1.capSense(sense);
    total2 =  key2.capSense(sense);
    total3 =  key3.capSense(sense);
    total4 =  key4.capSense(sense);
    total5 =  key5.capSense(sense);
    total6 =  key6.capSense(sense);
    total7 =  key7.capSense(sense);
    total8 =  key8.capSense(sense);

    button = 0;
    if (total1 > range) button |= 1;
    if (total2 > range) button |= 2;
    if (total3 > range) button |= 4;
    if (total4 > range) button |= 8;
    if (total5 > range) button |= 16;
    if (total6 > range) button |= 32;
    if (total7 > range) button |= 64;
    if (total8 > range) button |= 128;
    
   if (button != oldButton) {
     Serial.println(button);
     oldButton = button;     
   }

   /*
   if (button) freq = button * 10 + 200; else freq = 0;
   if (freq) {
     Serial.println(freq);
     tone(SND_PIN, freq);
   } else noTone(SND_PIN); // воспроизводим или останавливаем звук
   */
}

UPD> Про МакиМаки по телику показали. Меня звали поучаствовать в программе с этим моим «виноградным мультитачем», но пришлось отказаться по политическим причинам :-)