Главная » Форумы » Проекты

Совместное использование клавиатуры для компа и ардуино

12 ответов [Последнее сообщение]
Втр, 29/12/2015 - 18:31
dimax
dimax аватар
Offline
Зарегистрирован: 25.12.2013

Каждый раз, подсоединяя к ардуино какие нибудь кнопки или энкодер смотрел на лежащую рядом клавиатуру компа, и думал, что хорошо бы её как-то использовать. Расшарить для ардуины так сказать. А сегодня попалась статья на амперке про клавиатурный шпион. И тут осенило -вот то, что нужно. Вставить в клавиатуру М.К., он будет отлавливать нажатие нужных клавиш на USB-клавиатуре, и дёргать нужные ноги своего порта. Выводы вывести на гребёнку, и использовать на ардуине вместо кнопок. И никакого дребезга :)  Дело сразу пошло лёгко,  спаял из ненужной меги8 ардуину, вывел 10 контактный разъём наружу, вот вид уже вставленного контроллера в клавиатуру. Питается он от юсб. Можно взять любую 16-мгц ардуину.

Вот так выглядит в собранном виде.

Скетч для примера. Тут перехватываю нажатия кнопок F9..F12 и дёргаю соответсвующие ноги порта. Библиотека V-USB адаптированная для ардуины качается по ссылке с амперки, в ней я ничего не менял.

 

 // библа и идея отсюда:  http://wiki.amperka.ru/projects:keylogger
#include <usbdrv.h>
uint8_t usbRxBuf[USB_BUFSIZE];
uint8_t FIFOBuf[(IN_SIZE+USB_BUFSIZE)*FIFO_BUF_SIZE];
uint8_t CurWritePos=0,CurReadPos=0;
uint8_t KeyData[8];

void setup(){
pinMode(2,INPUT); //USB d- (зелёный)
pinMode(4,INPUT);// USB d+ (белый)
pinMode(8,OUTPUT); //выход для кнопки F12
pinMode(9,OUTPUT); //выход для кнопки F11
pinMode(10,OUTPUT); //выход для кнопки F10
pinMode(11,OUTPUT); //выход для кнопки F9

Serial.begin(9600);
usbInit();
}

void loop() {
  if(CurWritePos!=CurReadPos){
     for (uint8_t n=0; n < 8; n++) {
        KeyData[n] = FIFOBuf[CurReadPos*14+4+n];
  //      Serial.print (KeyData[n],HEX);
  //      Serial.print (" ");
          } 
  //      Serial.println ();
        CurReadPos++;
          if (CurReadPos>=FIFO_BUF_SIZE) CurReadPos = 0;    }

if (KeyData[2]==0x45 && (KeyData[0]|KeyData[1]|KeyData[3]|KeyData[4]|KeyData[5]|KeyData[6]|KeyData[7]==0) )
     { PORTB|=1<<0 ; } else  PORTB&=~(1<<0); // если была нажата клавиша F12
if (KeyData[2]==0x44 && (KeyData[0]|KeyData[1]|KeyData[3]|KeyData[4]|KeyData[5]|KeyData[6]|KeyData[7]==0) ) 
    { PORTB|=1<<1 ; } else  PORTB&=~(1<<1); // если была нажата клавиша F11
if (KeyData[2]==0x43 && (KeyData[0]|KeyData[1]|KeyData[3]|KeyData[4]|KeyData[5]|KeyData[6]|KeyData[7]==0) ) 
    { PORTB|=1<<2 ; } else  PORTB&=~(1<<2); // если была нажата клавиша F10
if (KeyData[2]==0x42 && (KeyData[0]|KeyData[1]|KeyData[3]|KeyData[4]|KeyData[5]|KeyData[6]|KeyData[7]==0) ) 
    { PORTB|=1<<3 ; } else  PORTB&=~(1<<3); // если была нажата клавиша F9

}

Если убрать ремарки с сериалпринтов, то можно посмотреть коды других кнопок, и настроить другие варианты. Потом допишу эмулятор энкодера, переключать типы эмуляции (кнопки/энкодер) можно опять таки с клавиатуры.

Верх
Ср, 07/03/2018 - 05:10
#1
selen_UNO
Offline
Зарегистрирован: 07.03.2018

Здравствуйте! Уже не первый день ковыряю этот вопрос. Прошу вашей помощи.

Использую ваш код в качестве эталона. Задача на данном этапе - перехватить нажатие "Scroll lock". При этом столкнулся с рядом проблем, не получив даже простых нажатий:

1) Для теста я решил добиться стабильного захвата нажатия той или иной клавиши. Для этого изменил ваш участок кода:

  { PORTB|=1<<0 ; } else  PORTB&=~(1<<0); // если была нажата клавиша F12

на

  {Serial.print("F12"); }  // если была нажата клавиша F12

чтобы мониторить срабатывание перехвата.

По итогу перехват не работает ни в какую, а по вашему совету раскомментировав

  // Serial.print (KeyData[n],HEX);

получаю(не нажимая клавиш, только ее служебные процессы) в монитор порта поток значений типа:

"778FFFFFFFFFFFF1F7FF2FFFFFFFFFFF571F87FE17FFC51FBFFB2FFE93FFFFCBFFFFFFFFFFFFFF778A3FFE"

------------------

2) Хочу заметить, вдруг это важно, при каждой компиляции ошибка: 

Warning: size of symbol `usbRxBuf' changed from 22 to 11

При этом скетч компилируется и загружается. Видимо причина ее возникновения в том, что в библиотеке размер определен значением "[2*USB_BUFSIZE]" а в вашем примере и в скетче амперки "[USB_BUFSIZE]". 
От проблемы избавлялся двумя методами: удваивая значения в коде; удалением "2*" из определения в библиотеке. Результат не поменялся от данных перестановок.
Подскажите может ли это влиять на результат перехвата нажатых клавиш?

Работая со скетчем приведенным на сайте амперки, получаю абсолютно идентичные проблемы (п.1 и п.2)

-----------------

3)Частота кварцевого резонатора на моей Arduino UNO 12MHz, а вы указываете следующее: "Можно взять любую 16-мгц ардуину". Подскажите могут ли мои проблемы с некорректным захватом заключаться в частоте? Либо я ошибаюсь и это не влияет на частотные хар-ки чипа?

Я использую:

*Arduino UNO 328P
*Среда arduino: 1.8.5
*Библиотека V-USB такая же как и у вас - zip с сайта амперки
*USB приемник + беспроводная клавиатура
*Подключен "всквозную", как у амперки на сайте. Клавиатура подключена к ПК и функционирует, при этом между ними я перехватываю сигнал.
К pin2 подключен D+
К pin4 подключен D-
В отчаянии пробовал даже обратное включение, конечно же, это не дало результата :)

Заранее благодарен за ответ!

Верх
Ср, 07/03/2018 - 10:56
#2
dimax
dimax аватар
Offline
Зарегистрирован: 25.12.2013

selen_UNO, по поводу ошибок компиляции -учтите что это написано в 2015 году, возможно в новых версиях Arduino IDE корректно не будет компилироваться, лучше поставить старую, какую-нибудь 1.0.5 например. По поводу кварца -для кого я писал про 16 МГц ? В библиотеке половина кода на ассемблере, и всё жёстко привязано к таймингам.

Верх
Ср, 07/03/2018 - 13:33
#3
selen_UNO
Offline
Зарегистрирован: 07.03.2018

 

"По поводу кварца -для кого я писал про 16 МГц ?"

да вот на этой же странице в вашем описании это указано в первом блоке текста. Все ясно, спасибо, буду пробовать воспроизводить условия. И попутный вопрос, лежит у меня парочка Arduino Nano, номиналы их резонаторов не разобрать из-за размера, есть ли способ, помимо осциллографа, определить их частоту?

Верх
Ср, 07/03/2018 - 13:59
#4
dimax
dimax аватар
Offline
Зарегистрирован: 25.12.2013

selen_UNO, керамические резонаторы менее желательны из-за низкой точности. Частоту можно узнать разными способами, самый простой тут. По идее библу можно и на 12 МГц перенастроить, для этого необходимо поменять все упоминания о частоте в её дефайнах F_CPU, USB_CFG_CLOCK_KHZ может и ещё где-то что-то подправить.

Верх
Ср, 07/03/2018 - 14:02
#5
selen_UNO
Offline
Зарегистрирован: 07.03.2018

Спасибо! Очень помогли. Буду последовательно исключать возможные несостыковки.

Верх
Пт, 09/03/2018 - 07:07
#6
selen_UNO
Offline
Зарегистрирован: 07.03.2018

Установки частоты в библиотеке просто делают ее неработоспособной, никакие нажатия не отслеживаются, устанавливал 12МГц. При чем в самой библиотеке указано, что это оптимальнейшая частота для ее работы. Опробовано на 12-ти и 16-ти МГц Arduino UNO

В конечном итоге хоть что-то дала смена клавиатуры на проводную, причем одинаково работает на устройствах с разными частотами резонатора, но только с установленными в библиотеке 16МГц. Исходные настройки библиотеки от Амперки, дают возможность захвата кода клавиши, только срабатывания нестабильны и в 20% нажатий код клавиши отличается от ожидаемого у некоторых клавиш,  либо нажатие никак не регистрируется вовсе(такая проблема у всех клавиш и довольно часто).

У вас так же работало с ньюансами по стабильности захвата или вопросов не было? Нет ли у вас соображений с чем связана такая нестабильность работы?

Но по большому счету это уже придирки. Главный вопрос теперь - как быть с универсальностью.

А именно вопрос подключения беспроводной клавиатуры, при ее подключении ни о каком захвате не может идти и речи, просто несется поток данных. Но я так понимаю этих моментов вы не касались во время сборки?

Верх
Пт, 09/03/2018 - 05:34
#7
selen_UNO
Offline
Зарегистрирован: 07.03.2018

Думаю истина около документации по протоколам HID USB приемников, видимо пакеты устроены немного наче, но пока не могу найти ничего близкого к этой теме. Может библиотеку можно настроить под это дело? Там много опций около этой темы, но ни одна из них не дала результата на данный момент.

Верх
Пт, 09/03/2018 - 10:11
#8
dimax
dimax аватар
Offline
Зарегистрирован: 25.12.2013

selen_UNO пишет:

У вас так же работало с ньюансами по стабильности захвата или вопросов не было? Нет ли у вас соображений с чем связана такая нестабильность работы?

У меня совершенно никаких проблем. Качество перехвата зависит  в первую очередь от точности частоты кварца, ну и качество монтажа тоже не последнюю роль играет. По поводу перенастройки на 12 МГц помимо дефайнов как я говорил может быть ещё что-то.

selen_UNO пишет:

А именно вопрос подключения беспроводной клавиатуры, при ее подключении ни о каком захвате не может идти и речи, просто несется поток данных. Но я так понимаю этих моментов вы не касались во время сборки?

Как это не может идти речи? Никакой разницы. Программа перехватывает пакеты USB, ей безразразлично какими путями они туда попали -по воздуху или по проводу. На этом же принципе работают usb-шные KVM-свитчи. Соответссно никаких специальных настроек в программе делать не  нужно.

Верх
Пт, 09/03/2018 - 15:18
#9
selen_UNO
Offline
Зарегистрирован: 07.03.2018

Использование вашего скетча значительно снижает процент ошибок при перехвате, в сравнении со скетчем Амперки.

По поводу беспроводной - как есть.

Если со стабильностью еще можно поиграть меняя аппаратуру, то в случае с USB приемником байты сигналов клавиш, просто не на своем месте, их нет в обрабатываемом буфере. При чем проблема повторяется так же с переходником ps/2 - usb, который я использую для ps/2 клавиатуры.

Если вывести "незнакомое" нажатие, чтобы определить его шеснадцатиричный код, то в случае с проводной клавиатурой монитор порта чист и по нажатию, выдает код клавиши из KeyData[2]. Тот же код начинает сыпать значениями даже без нажатий клавиш при использовании беспроводной или ps/2 переходника. Прерывания срабатывают на служебную информацию.

Видимо из-за того, что это устройство клавиатура+мышь. Вот тут прошу вашего содействия, хотя бы идеями.

Вот интересный проект, как раз то, что я задумал в конечном итоге. Реализован конечно на другом чипе, но библиотека и настройки очень интересные и схожие. Так вот тут именно комбинированное USB устройство клав+мышь работает изначально. Правда автор указывает, что работа устройства ограничена USB 1.1 Low Speed

http://obruboff.ru/mini-kvm-for-usb-keyboard/

Я уже подвыдохся копать немного, но решение уже так близко :)

В итоге последняя проблема с USB приемником и ps/2 переходником. Есть ли у вас мысли по этому поводу?

 

Верх
Пт, 09/03/2018 - 16:56
#10
dimax
dimax аватар
Offline
Зарегистрирован: 25.12.2013

selen_UNO, для начала добейтесь что-б стандартная проводная клавиатура перехватывалась без ошибок.  Если с беспроводной после этого всё равно нет перехвата -возможно она работает в стандарте USB2,  тогда нужно будет делать перехватчик на меге с аппаратным USB (подойдт ардуины леонардо и её вариации) . На гигтаймсе был пример.

PS: у Обрубова -та же библиотека, только более старая версия.

Верх
Пт, 09/03/2018 - 17:50
#11
selen_UNO
Offline
Зарегистрирован: 07.03.2018

Leonardo обнаруживается ПК как HID-устройство. Она изначально без USB-host shield, не может работать как хост. В итоге перехват с Leonardo сведется к тому же подключению к портам 2 и 4 либо покупке USB-host shield, что можно сделать и с UNO

Или вы имели в виду другую схему?

Верх
Пт, 09/03/2018 - 18:36
#12
dimax
dimax аватар
Offline
Зарегистрирован: 25.12.2013

selen_UNO, причём тут хост вообще? Хост -это инициатор обмена данных. Наш перехватчик ничего не инициирует, он сидит молча, на запросы хоста не отзывается,  только слушает  о чём другие говорят.  Для МК с аппаратным USB есть хорошая библа -LUFA. Но примера перехватчика там нет, его придётся переделать из клавиатурного драйвера. Для начинающего это скорее всего неподъёмная задача, так что не знаю что вам посоветовать.

Верх