自制MaKeyMaKey

谢作如

MaKeyMaKey是大众融资平台Kickstarter上的一个项目，由两位MIT在读博士设计。它能将日常物品变成触摸板，然后连上电脑和网络。MaKeyMaKey由三个部分组成：MaKeyMaKey主板、鳄鱼夹和数据线。对于任何导体（表面湿润的绝缘体也可以）来说，只要用鳄鱼嘴导线将物体与电路板上的各个金属触点相连，然后再连接电脑，就可达到触摸板的效果，成为一个计算机输入设备。

MaKeyMaKey能够模拟键盘和鼠标的信号，结合电脑中现成的游戏和媒体播放器之类的软件，不用编程，就能够设计简单的互动媒体作品了，常见的是用来做水果键盘，如图1所示。MaKeyMaKey的意义在于它可以用极其简单的方法让艺术家创造艺术，让孩子体验技术带来的乐趣，因而被称为是孩子们21世纪的发明工具包。

MaKeyMaKey并不贵，淘宝上能买到，大概500元左右。但作为一名创客，当然要试着自己来做一块。论技术难度倒真不高，只要稍微懂一点Arduino的基础知识就能实现。

设计输入模块

MaKeyMaKey的神奇之处在于能够把任何导体（包括人体、表面湿润的绝缘体）变成输入设备。对照运行图2所示的工作原理，我们可以发现，人体无非是一个选择性的开关，让不同的“键”（引脚）和“Gnd”连接起来，形成一个回路，让单片机能识别，如图3所示。

作为输入设备，我们知道最基础的电路如图4所示。这其实就是一个典型的分压电路，Vout的电压是受R1和R2的电阻值大小影响的。R2的电阻越大，Vout分到的电压也就越大。但是，由于作为输入设备人体的电阻很大，所以如何选择合适的电阻是重点。

如果熟悉计算分压电路，可以试着计算一下。一般在干燥环境中，人体电阻大约在2千欧到20兆欧范围内，那么作为匹配的电阻，应该选择这一范围的中间值，即10兆欧。经过测试，一般来说，1～10兆欧的电阻基本上都能比较敏感地测出是否形成了回路。

控制板的选择

控制板方面，我们当然要选择开源硬件Arduino。MaKeyMaKey本身就和Arduino有着密不可分的关系。不信你可以查看MaKeyMaKey板子的背后，是否写着Arduino的字样？

Arduino也有多种型号，我们用Leonardo还是UNO？因为Leonardo直接使用了ATmega32u4的USB通信功能，取消了USB转UART芯片，这使得Leonardo不仅可以作为一个虚拟的（CDC）串行/COM端口，还可以作为鼠标或者键盘连接到计算机。那么，第一选择肯定是Leonardo了（如下页图5）。其实，国内有很多Arduino的兼容产品，有些用的芯片就是ATmega32u4。只要是用这一芯片的，都可以改造为键盘和鼠标。

Arduino编程

Arduino IDE中直接提供了模拟键盘、鼠标功能的范例，在“示例”-“09 USB”中，如图6所示。范例中有英文的注释，很容易看懂。要实现键盘和鼠标功能，只需关注以下两点：①在setup函数中，加上“Mouse.begin（）；Keyboard.begin（）；”的声明。②输入按键信息，直接用“Keyboard.press（'l'）；”即可。“Keyboard.releaseAll（）；”为释放按键。特殊字符，可以用KEY_LEFT_ALT之类的常量来代替。

依样画葫芦，我写了如图7的代码，其中TouchSensitivity是用来调节输入模块的敏感度的。代码中我定义了A0到A5口，分别对应“右、左、下、上”的方向键，以及空格和鼠标左键。

对MaKeyMaKey的改进

测试一下这块自制的MaKeyMaKey，除了我仅仅写了最常用的6个键外，其他几乎一模一样。既然是自制的MaKeyMaKey，我们总要做点改进。

1.解放另一只手

总是一只手接上Gnd线，另一只手触碰导体，才可以模拟出按键或者鼠标的动作，还是不方便。如何做才能更方便？其实很简单，如果将触摸传感器作为输入设备，就可以解放另一只手了。当然，我们也可以用红外测距传感器、红外遥控之类，连手都不用碰，也能和电脑交互，不是更有趣了吗？

2.远程控制

用蓝牙把两块Arduino连接起来，其中一块接电脑做接收端，模拟鼠标键盘，另一块加上特定的传感器做控制。哦，这不是无线鼠标了吗？是啊，如果加上三轴加速度传感器，就是空中飞鼠了。我看过有人把板子缝在帽子上，实现了用头部控制鼠标来玩游戏。

其实，这款自制的Arduino能做的有很多，只要你大胆想象。那么，是不是只能用Leonardo之类带ATmega32u4芯片的板子，才能模拟MaKeyMaKey？答案当然是否定的。在创客们的眼里，一件事情往往有很多种解决方案。例如，我们可以编一个客户端，用串口和Arduino连接，然后把串口的信息转化为模拟按键。国内有一款很有名的产品叫酷乐宅，就是用这种方案来模仿MaKeyMaKey的。

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