自作CNCペンダント：Arduino LeonardoをHID化し23ボタン×6機能の低コスト制御器

必要な部品と材料

• Arduino Leonardo（またはMicro、32u4搭載ボード） ×1
• モーメンタリプッシュボタン（LED内蔵・ラベル貼付可） ×23
• 電子ハンドホイール（100PPR、6端子） ×1
• マホガニー材等（ケース自作用）
• 1kΩ抵抗 ×23（LED用）

プロジェクト概要

市販のCNCペンダントは高価（約100ユーロ）でボタンも少ないため、Arduino LeonardoのHID（キーボードエミュレーション）機能を活用し、23個のボタンそれぞれにシングル/ダブル/トリプルクリック、長押し（シングル/ダブル/トリプル）の最大6機能を割り当てた自作ペンダントを製作。ハンドホイールも装備し、Eding CNCソフトウェアをショートカットキーで完全制御します。

仕組み：LeonardoのHID機能とClickButtonライブラリ

Leonardo（32u4チップ）はUSB接続時にPCからキーボード/マウスとして認識されます。ClickButtonライブラリを使うと、1つのボタンで以下の6イベントを検出可能（デバウンス内蔵）。

• シングルクリック（≥250ms）
• ダブルクリック
• トリプルクリック
• シングルクリック長押し（≥1000ms）
• ダブルクリック長押し
• トリプルクリック長押し

これにより23ボタン×6機能＝138機能を実装可能。実際には主要ボタンで3〜4機能を使い分けています。

コード例：X軸ボタン（ボタン13）の機能割り当て

if (button[13].clicks != 0) {
  switch (button[13].clicks) {
    case 1:   shortcut_HANDWHEEL_X(); break;      // ハンドホイール→X軸
    case 2:   shortcut_ZERO_X(); break;           // X原点セット
    case 3:   break;
    case -1:  // 長押し：ユーザーマクロ18（Xワークゼロ移動）
      press_ESC(); goto_MAIN_MENU(); user_MACRO_18(); break;
    case -2: case -3: break;
  }
}

ケース製作

マホガニー材をVectric Cut2Dで設計し、CNCで加工。表裏二面加工でボタン穴、ハンドホイール穴、配線溝を精密に切削。厚み21mmの材を表裏で削り、総厚36.5mmの堅牢な筐体に。複数回クリア塗装で仕上げ。

スイッチとラベル

LED内蔵モーメンタリスイッチを採用。透明キャップの下にレーザープリンター用透明ステッカーでラベル貼付（Eding CNCのアイコンを流用）。スイッチは内部プルアップ使用で配線簡素化：全スイッチの片側をGND、もう片側を各入力ピンへ。

ハンドホイール

標準的な60mm 100PPR 6端子エンコーダーを使用。CNCソフト側でパルス数設定可能。

電子回路

Leonardoの入力ピン（デジタル0〜13、A0〜A5）をフル活用。全ボタンに1kΩ抵抗でLED駆動（5V/2mA）。総消費電流約150mA（LED点灯時）。

プログラミング方法

ペンダントをCNC電源に接続したまま、USBでPCにつないでArduino IDEから書き込み。別PCで書き込む場合もペンダントはCNC電源に繋いだままUSBだけ差し替えればOK。

完全スケッチ（主要部）

ClickButtonライブラリとKeyboardライブラリを使用。各ボタンのイベントハンドラでKeyboard.press()/release()によりショートカットキー送信。

#include "ClickButton.h"
#include "Keyboard.h"

const int buttons = 20; // 実際は20ボタン＋ダミー
ClickButton button[21] = { /* ピン割り当て配列 */ };

void setup() {
  for (int i=1; i<=buttons; i++) {
    button[i].debounceTime = 20;
    button[i].multiclickTime = 250;
    button[i].longClickTime = 1000;
  }
}

void loop() {
  for (int i=1; i<=buttons; i++) button[i].Update();
  // 各ボタンの clicks 値に応じた switch-case で Keyboard 操作
  // 例：press_RESET(), press_ESC(), shortcut_HANDWHEEL_X() 等
}

// キーボードショートカット関数群
void press_RESET() { Keyboard.begin(); Keyboard.press(KEY_F1); delay(100); Keyboard.releaseAll(); }
void press_ESC()   { Keyboard.begin(); Keyboard.press(KEY_ESC); delay(100); Keyboard.releaseAll(); }
void shortcut_HANDWHEEL_X() { Keyboard.begin(); Keyboard.press(KEY_LEFT_CTRL); Keyboard.press(KEY_LEFT_SHIFT); Keyboard.press('x'); delay(100); Keyboard.releaseAll(); }
// ... 以下、F1-F12、Alt+F1-F12、Ctrl+文字等のヘルパー関数多数

設計ファイル・ライブラリ

• ClickButtonライブラリ（必須）: clickbutton_hq5qeT4toX.zip
• ケースCADデータ: cnc_pendant_SenmxC8UCj.zip

回路図