如何使用Arduino制作自己的自定义快捷按钮

不起眼的Arduino可以做很多事情，但是您知道它可以模拟USB键盘吗？通过这种简单的电路，您可以将那些难以记住的长键盘快捷键组合到单个自定义快捷键中。最终结果如下：

以前从未使用过Arduino吗？首先查看我们的入门指南。

您需要什么

这里是制作此项目所需的条件：

1 x Arduino Pro Micro。

瞬时按钮或键盘按钮。

10K欧姆电阻器。

各种连接线。

1 x 220欧姆电阻器。

1 x 5mm（0.197英寸）LED。

1 x 5mm LED支架。

您将需要这个项目的一个非常特定的Arduino。我使用的是Pro Micro，因为它们又小又便宜，因此您需要一个在处理器（Atmega32u4）中内置USB串行接口的Arduino。可以与其他Arduino（例如UNO或Nano）一起构建此项目，但是要重新刷新BIOS并摆弄东西才能工作需要大量的工作。其他Arduino模型的克隆通常根本无法工作，但是Pro Micro克隆也可以。

您将需要一个瞬时按钮，一个10K欧姆电阻器，以及您想要的每个按钮合适的连接线。使用。我使用的是Cherry MX机械键盘开关作为实际的快捷键，尽管 any 开关可以使用，但只要它是瞬时的且不会闩锁即可。

您可能还需要一些其他物品取决于您如何构建它。如果要对其进行原型制作，则需要一个无焊面包板。将钱花在一个好的钱上是值得的-它们有时可能非常不可靠。如果您想将其装箱，则需要购买一些剥离板。

构建计划

这是它的工作方式。 Arduino将被编程为像USB键盘一样工作-就您的计算机而言。连接到Arduino的多个按钮会将键盘命令发送到您的计算机。例如，您只需按一个按钮，但计算机会认为您已按 Alt 》 F4 。

选择开关

MX系列开关有多种变体。该网站提供了出色的介绍，但是本质上归结为噪音和压力。一些型号需要更大的压力才能按下，而某些型号在按下时会发出机械的“喀哒”声。我使用了Cherry MX Browns，按下时不会发出声音。它们的尺寸都是相同的，因此请放心选择任何喜欢的模型（或混合搭配）。

当然，您还需要购买一些按键盖，并且那里有大量的定制设计可供选择—我们从英国的KeyboardCo购买

保护套

我已经3D打印了此保护套，您可以下载 .STL 文件来自Thingiverse。如果您没有3D打印机，请不要担心，您仍然可以构建它。许多网站提供3D打印服务，例如3D集线器或Shapeways。另外，这是一个非常简单的案例，您可以用塑胶，有机玻璃，木材甚至纸板制成自己的东西。如果您想节俭，Cherry MX可以在Amazon（UK）上出售一套开关测试仪/采样器。您将需要4个M5 x 35mm螺栓和4个M5螺母。当然，您也可以用它们替代合适的替代品。

如果您要制作自己的手机壳，则需要了解一个重要的细节：Cherry MX开关可推入其安装孔。它们需要一个14 x 14mm（0.551英寸）的方形安装孔，且板的厚度不得超过1.5mm（0.059英寸）。偏离这些尺寸的距离太远，您的开关可能无法正确安装。

3D打印盒分为上下两部分。将Cherry MX开关推入方孔：

确保正确安装开关。顶部带有“ CHERRY”字样，而底部则带有一个小凹口。将3mm LED插入此小插槽中：

您可能会发现LED看起来最好“倒置”安装。我使用的键帽就是这种情况，它根本不影响开关。

您现在应该有9个带9个LED的开关。不需要将这些部件粘在一起。焊料将固定LED，摩擦将固定开关。

下一步，拧入LED支架（暂时卸下LED）。电路构建完成后，您将在以后完成外壳的组装。

电路

此电路构建在剥离板上。这对于构建半永久性电路非常有用，而无需花费印刷电路板（PCB）的成本。它只是一块玻璃纤维，铜轨在一个方向上平行延伸。这些走线可以焊接和切割。可以使用专用工具或小钻头切割轨道。

对焊接不是很自信吗？首先看一下这些简单的项目。

以下是剥离板布局（不包括尾随引线）：

制作确保您在电阻器和Arduino上剪下了走线。由于很难读取剥离板电路，因此下面是面包板版本：

它非常适合将所有组件挤压到如此小的空间中。如下剪切剪切板的角：

这应该恰好适合案例的底部：

确保轨道垂直运行。

将LED的阳极（长脚，正极）连接到200欧姆电阻，然后至+5V。将阴极（短管，负极）接地。用热缩套管覆盖腿，然后将其推入LED支架。不需要任何胶水，但是您的LED支架可能不是推入配合的，因此您可能需要修改这些说明。

您可能希望在这里使用双色LED代替-这将允许您设置两个或更多的开关组，每个组具有不同的彩色状态LED。

现在是时候焊接所有的LED了。键帽。它们仅用于使键发光，因此您可以根据需要跳过它们，并且不必将它们连接到数字引脚，只需接通电源即可。将所有阳极连接在一起，并将所有阴极连接在一起。从我的错误中吸取教训-在连接开关之前这样做要容易得多！通过220欧姆电阻将阳极连接至+5 V，将阴极接地。这些LED并联连接。这是这些LED的电路：

使用一小段热缩管覆盖LED和Arduino之间的连接：

打开Arduino的电源以测试所有LED的工作情况。您不需要上传任何代码。如果任何LED均不起作用，请仔细检查接线。

现在，将开关连接好。这些必须通过10k电阻器连接，否则Arduino将会死亡。这被称为完全短路— +5 V直接进入地面，而Arduino上剩下的全部将是一团烟雾（相信我，我已经杀了一个人，所以您不必这样做）。这是一个开关的电路：

所有9个开关的电路均相同。将开关连接到数字引脚2到10，每个引脚都有自己的10K电阻接地。小心焊接Cherry MX开关，它们可能会有些脆弱，我有几个针脚折断了。您可能希望将它们直接焊接到更多的剥离板上，但是仍然可以使用拖曳引线。

就是这样用于布线。您可能希望安装USB B型母插座，但是其上的细小引脚通常很难焊接。如果您不希望这样做，请不要担心。 Arduino上的Micro USB连接器恰好适合机箱上的孔。如果您对不同的USB类型有些困惑，请确保您了解它们之间的差异。

最后，再次检查电路是否正确。短路很容易破坏Arduino，并且可以很容易地使用Stripboard。

代码

现在测试电路是否正确。在继续操作之前，最好先执行此操作，以便您现在就可以解决所有问题。上载此测试代码（不要忘记从工具》 电路板和工具》 端口菜单）：

const int buttons［］ = {2，3，4，5，6，7，8，9，10}; // array of all button pins

void setup（） {

// put your setup code here， to run once：

Serial.begin（9600）;

pinMode（2， INPUT）;

pinMode（3， INPUT）;

pinMode（4， INPUT）;

pinMode（5， INPUT）;

pinMode（6， INPUT）;

pinMode（7， INPUT）;

pinMode（8， INPUT）;

pinMode（9， INPUT）;

pinMode（10， INPUT）;

}

void loop（） {

// put your main code here， to run repeatedly：

for（int i = 2; i 《 11; ++i） {

if（digitalRead（i） == HIGH） {

// software de-bounce improves accuracy

delay（10）;

if（digitalRead（i） == HIGH） {

// check switches

Serial.print （“input”）;

Serial.println（i）;

delay（250）;

}

}

}

}

如果您修改了电路，则可能需要更改引脚。

上传后，打开串行监视器（右上方》 串行监视器）。逐一按下每个按钮。您应该看到串行监视器显示您按下的按钮的编号。就像指示灯一样，如果您的计算机抱怨消耗过多电流，或者当您按下按钮时指示灯熄灭，请立即断开连接！您的电路中某处短路，请仔细检查电路是否正确，连接之间是否没有短路。

如果一切正常，请继续进行操作，然后将电路放入盒子中。您可能需要使用一点胶将电路固定在适当的位置（尽管电线可以很好地固定住）。

要使Arduino看起来像键盘，这很简单。如果您使用的是Nano或UNO，则将使用设备固件更新（DFU）重新编程Arduino。通常用于将新固件刷新到Arduino。您将使用它通过新固件刷新Arduino，使它像键盘一样工作。由于这是一项非常复杂的任务，因此这里将不介绍。 Arduino网站上有一个很好的教程。

Arduino Pro Micro使这一步骤非常容易。仿真USB键盘所需的逻辑已经内置在处理器中，因此就像编写一些代码一样简单！

首先，设置按键：

int keys［］ = {2， 3， 4， 5， 6， 7， 8， 9， 10};

这是一个包含按钮连接到的所有引脚的数组。如果您使用了更多或更少的按钮或使用了不同的引脚，请在此处更改值。

数组是由志同道合的事物组成的集合。计算机可以优化您的代码以快速访问它们，从而加快了代码编写过程。

现在将所有引脚初始化为输入：

void setup（） {

// put your setup code here， to run once：

Keyboard.begin（）; // setup keyboard

for （int i = 2; i 《 11; ++i） {

// initilize pins

pinMode（i， INPUT）;

}

}

这告诉Arduino，阵列中的所有引脚都是输入。循环是用来执行此操作的，因此不必编写9次 pinMode（2，INPUT），而只需编写一次即可。这也称为 Keyboard.begin 。这将建立一个内置于Arduino库的函数，该函数专门用于模拟键盘。

创建一个名为 readButton ：

boolean readButton（int pin） {

// check and debounce buttons

if （digitalRead（pin） == HIGH） {

delay（10）;

if （digitalRead（pin） == HIGH） {

return true;

}

}

return false;

}

这需要一个大头针，并检查是否已按下它。它只是返回 TRUE 或 FALSE 。它还包含一些软件反跳-一个简单的延迟，然后重新检查开关以确保确实按下了按钮。

现在，在 void内称为另一个for循环loop（）：

void loop（） {

// put your main code here， to run repeatedly：

for （int i = 2; i 《 11; ++i） {

// check buttons

if（readButton（i）） {

doAction（i）;

}

}

}

同样，它遍历数组中的每个元素并检查是否已按下。它通过调用您先前创建的 readButton 方法来实现。如果按下了一个按钮，它将那个引脚号传递给另一个称为 doAction 的方法：

void doAction（int pin） {

// perform tasks

switch （pin） {

case 2：

Keyboard.println（“drive.google.com”）;

break;

case 3：

Keyboard.println（“makeuseof.com”）;

break;

case 4：

// CMD + T （new tab， Chrome）

Keyboard.press（KEY_LEFT_GUI）;

Keyboard.press（‘t’）;

delay（100）;

Keyboard.releaseAll（）;

break;

case 5：

// your task here

break;

case 6：

// your task here

break;

case 7：

// your task here

break;

case 8：

// your task here

break;

case 9：

// your task here

break;

}

}

这会使用检查引脚号》 switch 语句。 Switch语句（有时称为 switch case ）与 if 语句相似，但是它们对于检查一件事（在这种情况下为引脚号）是否等于一个值很有用。几种不同的结果。从本质上讲，它们的计算速度要快得多。

主要组件位于此switch语句内。 Keyboard.println 将文本写入计算机，就像您实际键入每个键一样。 Keyboard.press 按住一个键。不要忘了在短暂的延迟后使用 Keyboard.releaseAll 释放它们！

以下是完整代码：

int keys［］ = {2， 3， 4， 5， 6， 7， 8， 9， 10};

void setup（） {

// put your setup code here， to run once：

Keyboard.begin（）; // setup keyboard

for （int i = 2; i 《 11; ++i） {

// initilize pins

pinMode（i， INPUT）;

}

}

void loop（） {

// put your main code here， to run repeatedly：

for （int i = 2; i 《 11; ++i） {

// check buttons

if（readButton（i）） {

doAction（i）;

}

}

}

boolean readButton（int pin） {

// check and debounce buttons

if （digitalRead（pin） == HIGH） {

delay（10）;

if （digitalRead（pin） == HIGH） {

return true;

}

}

return false;

}

void doAction（int pin） {

// perform tasks

switch （pin） {

case 2：

Keyboard.println（“drive.google.com”）;

break;

case 3：

Keyboard.println（“makeuseof.com”）;

break;

case 4：

// CMD + T （new tab， Chrome）

Keyboard.press（KEY_LEFT_GUI）;

Keyboard.press（‘t’）;

delay（100）;

Keyboard.releaseAll（）;

break;

case 5：

// your task here

break;

case 6：

// your task here

break;

case 7：

// your task here

break;

case 8：

// your task here

break;

case 9：

// your task here

break;

}

}

除了所有数字和字母键之外，Arduino还可以按称为 Keyboard Modifiers 的大多数特殊键。这些对于按键盘快捷键特别有用。 Arduino网站上有一个有用的列表。

现在剩下的就是创建一些快捷方式。您可以将其映射到现有的快捷方式，例如 Alt + F4 （Windows中的关闭程序）或 Cmd + Q （退出程序macOS）。另外，请确保您阅读了最终的键盘快捷键指南，如何创建Windows快捷键以及每个Chromebook快捷键，以开始制作自己的快捷键。

责任编辑：wv