keyboard/hhkb/rn42/RN42.txt

   1 RN-42 Bluetooth Module Support
   2 ==============================
   3 Bluetooth controller board works with HHKB Pro2, JP, Type-S and Type-S JP and it supports both USB and Bluetooth as keyboard output protocol. Bluetooth module Roving Networks/Microchip RN-42 is installed on the board.
   4
   5
   6 RN-42:
   7 http://www.microchip.com/wwwproducts/Devices.aspx?product=RN42
   8
   9
  10 Capabitlities:
  11 - USB keyboard functions
  12     completely equivarent to USB controller including mouse keys and NKRO.
  13 - Switching between USB and Bluetooth
  14     You can switch the two connections with BT switch or key combination.
  15 - RN-42 config mode
  16     You can change power/connection configuration of the module if needed.
  17 - Low battery alert
  18     Red LED turns on when low voltage.
  19 - RN-42 status indicator
  20     LED indicates status of Bluetooth connection.
  21 - Pairing
  22     The module stores up to 8 connections.
  23 - Auto connect
  24     The module connects the last connected device automatically.
  25 - iOS support
  26     works as keyboard with iPhone5. No tested completely.
  27 - Android support
  28     works as keyboard and mouse with Nexus5. No tested completely.
  29 - Mouse keys over BT
  30     Note that iOS doesn't accept mouse device.
  31
  32
  33 Limitations:
  34 - Short battery life
  35     Around 12hr with 1000mAh
  36 - No connection switching
  37     RN-42 auto-connects to the last connected device.
  38     Some of consumer products can switch between devices, for example Logitech K480.
  39         http://www.logitech.com/en-us/product/multi-device-keyboard-k480?crid=26
  40 - HHKB JP requires case modification for BT switch and LEDs.
  41     without switch power controlled by MCU? Probably using 3.3V regulator enable pin power of RN-42 can be controlled.
  42
  43 NOTE:
  44 - LIPO BATTERY IS VERY DANGEROUS, TAKE EXTRA CARE OF YOUR SAFETY AND PROPERTY.
  45 - RN-42 version 6.15 is supported.
  46 - No NKRO over Bluetooth
  47 - Check you country's wiress regulation and certification of RN-42.
  48
  49 Bugs:
  50
  51 Todos:
  52
  53
  54 Lipo Battery
  55 ------------
  56 You can use 3.7V Lithium Ion battery with JST PH 2pin connector and protection circuit.
  57 Battery space inside HHKB is around 54mm x 50mm and its height is 7mm.
  58
  59 Sparkfun 850mAh
  60 https://www.sparkfun.com/products/341
  61 Sparkfun 1000mAh
  62 https://www.sparkfun.com/products/339
  63
  64 Sparkfun 2000mAh battery won't fit due to its size.
  65
  66 Learn about Lipo battery:
  67 https://learn.adafruit.com/li-ion-and-lipoly-batteries
  68
  69
  70
  71
  72
  73 LED Status
  74 ----------
  75 Configuring                     10 times per sec
  76 Startup/configuration timer     2 times per sec
  77 Discoverable/Inquiring/Idle     once per sec
  78 Connected                       solid on
  79
  80
  81 RN-42 Magic Command
  82 --------------------
  83 Magic key combination is 'LShift+RShift' by default in case of HHKB.
  84
  85 Here is help.
  86
  87     ----- Bluetooth RN-42 Help -----
  88     i:       RN-42 info
  89     b:       battery voltage
  90     Del:     enter/exit RN-42 config mode
  91     Slck:    RN-42 initialize
  92     p:       pairing
  93     u:       toggle Force USB mode
  94
  95     RN-42 info:             displays information of the module on console.
  96     battery voltage:        displays current voltage of battery and uptime.
  97     RN-42 initialize:       does factory reset and configures RN-42
  98     pairing:                enters Pairing mode.
  99     toggle Force USB mode:  switch between USB and Bluetooth
 100
 101
 102 RN-42 Config mode
 103 -----------------
 104 You can tune/operate RN-42 yourself with config(command) mode.
 105
 106 1. hook up USB cable
 107 2. run `hid_listen` command  in console
 108 3. turn on Bluetooth switch
 109 4. press LShift+RShift+Delete(Fn+~) you will see output like followings:
 110
 111     Entering config mode ...
 112     CMD
 113     v
 114     Ver 6.15 04/26/2013
 115     (c) Roving Networks
 116
 117 5. do config with RN-42 commands. See documentations of RN-42.
 118 6. to exit also press LShift+RShift+Delete(Fn+~)
 119
 120     Exiting config mode ...
 121     ---
 122     END
 123
 124
 125 RN-42 Initial Configuration
 126 ---------------------------
 127 RN-42 is configured as SPP device at factory reset, you need to configure it as HID device. This is needed just once first time.
 128
 129 1. hook up USB cable
 130 2. run `hid_listen` command  in console
 131 3. turn on Bluetooth switch
 132 4. press LShift+RShift+ScrLk(Fn+O) you will see output like followings:
 133
 134     Entering config mode ...
 135     CMD
 136     Ver 6.15 04/26/2013
 137     (c) Roving Networks
 138     ECHO ON
 139     SF,1
 140     AOK
 141     S-,TmkBT
 142     AOK
 143     SS,Keyboard/Mouse
 144     AOK
 145     SM,4
 146     AOK
 147     SW,8000
 148     AOK
 149     S~,6
 150     AOK
 151     SH,003C
 152     AOK
 153     SY,FFF4
 154     AOK
 155     R,1
 156     Reboot!
 157     Exiting config mode ...
 158
 159 5. output of command 'X' after cofiguration
 160
 161     Ver 6.15 04/26/2013
 162     (c) Roving Networks
 163     ***Settings***
 164     BTA=00066667BBE9
 165     BTName=TmkBT-BBE9
 166     Baudrt(SW4)=115K
 167     Mode  =DTR
 168     Authen=1
 169     PinCod=1234
 170     Bonded=0
 171     Rem=NONE SET
 172     ***ADVANCED Settings***
 173     SrvName= Keyboard/Mouse
 174     SrvClass=0000
 175     DevClass=1F00
 176     InqWindw=0100
 177     PagWindw=0100
 178     CfgTimer=255
 179     StatuStr=NULL
 180     HidFlags=3c
 181     DTRtimer=8
 182     KeySwapr=0
 183     ***OTHER Settings***
 184     Profile= HID
 185     CfgChar= $
 186     SniffEna=8000
 187     LowPower=0
 188     TX Power=fff4
 189     IOPorts= 0
 190     IOValues=0
 191     Sleeptmr=0
 192     DebugMod=0
 193     RoleSwch=0
 194
 195
 196 Switch to USB mode
 197 ------------------
 198 You can switch between USB and Bluetooth with pressing 'LShift+RShift+u'.
 199
 200
 201 Pairing mode
 202 ------------
 203 This disconnects current connect and enter pairing mode.
 204
 205
 206
 207
 208 For deveropment
 209 ===============
 210
 211 RN-42 Serial Connection
 212 -----------------------
 213 UART:           115200bps, 8bit, 1-stopbit, non-parity, no flow control
 214 SSP:            115200bps, 8bit, 1-stopbit, non-parity, no flow control(via Bluetooth)
 215
 216 To enter command mode disconnect the module from host and type '$$$'.(you will see 'CMD') and type '+' to get local echo. To exit type '---'(you will see 'END').
 217
 218
 219 RN-42 Commands
 220 --------------
 221 S-,tmkBT            // Device name
 222 SS,keyboard/mouse   // service name
 223 SM,4                // Auto Connect DTR mode
 224 SW,8010             // Sniff enable 0x10*0.625ms=10ms; 50ms is laggish and not much power save
 225 S~,6                // HID profile
 226 S~,0                // SPP profile
 227 SH,003C             // HID register
 228 SY,0004             // Transmit power
 229 SC,0000             // COD: 000005C0    (see HID spec/Bluegiga doc)
 230 SD,05C0             //     bit 12-8         7           6           5-0
 231                     //         00101        1           1           0
 232                     //         peripheral   pointing    keybaord    joystick, gamepad, ...
 233 SM,6                // Pairing mode: auto connect
 234 SM,4                // Master mode: Connection can be controled with GPIO6
 235 SF,1                // Factroy reset
 236 R,1                 // reboot
 237 SR,Z                // removes all remote addresses for reconnecting.
 238                     // can be used to connect another host
 239 SR,I                // registers last inquiry address
 240
 241
 242 Operation Modes
 243 ---------------
 244 SM,3        Auto Connect Master mode
 245 SM,4        Auto Connect DTR Mode uses GPIO6 to make and break connection(Mode =DTR)
 246                 confirm: auto connect works and control connection with GPIO6
 247 SM,5        Auto Connect ANY Mode (Mode =ANY)
 248                 each time GPIO is set, make inquiry and connect to the first found device
 249 SM,6        automatically reconnect(Mode =Pair)
 250                 confirm: auto connect works well but difficult to enter command mode.
 251
 252
 253 HID flag register
 254 -----------------
 255 SH,0200
 256 GH
 257
 258 10 0000 0000(0200)  default
 259 00 0011 1000(0038)  Combo
 260 || |  | |\_\____ number of paired devices to which the module can reconnect
 261 || |  | \_______ send out reports over UART (0xFF <len> <data>)
 262 || \__\_________ descriptor type
 263 |\______________ toggle virtual keyboard on iOS when first connected
 264 \_______________ Force HID mode if GPIO11 is high on power-up
 265
 266     Descriptor type:
 267     0000:   keybaord
 268     0001:   Game Pad
 269     0010:   Mouse
 270     0011:   Combo
 271     0100:   Joystick
 272     1xxx:   reserved
 273
 274
 275 Out report - Indicator
 276 ----------------------
 277 0xFE 0x02 0x01 <LED_state>
 278
 279
 280 Apple iOS
 281 ---------
 282 Keyboard can be used with iPhone, but mouse cannot.
 283
 284
 285 Android
 286 -------
 287 3.7.1.5 Note: To connect with Android phone the modules must wake up 11ms every 2.5seconds.
 288
 289
 290 Power Management
 291 ----------------
 292 Inquiry and Page window     Idle or Active  (3.1.1)
 293     Downside: delay in discovery or connection time
 294     SI,         // set inquiry scan window(discovery) on/off duty?
 295     SJ,         // set page scan window(connection)
 296     This reduces averaege power >20mA to 5mA(3mA in Sniff mode)
 297
 298 Sniff mode                  Transmit
 299     Sniff mode is disabled by default and radio is active continuously when connected.(25-30mA)
 300     In Sniff mode the radio wakes up intermittently and sleeps in very low power mode.(2mA)
 301     SW,<val>    // set interval timer(*0.625ms) 0000-7FFF
 302
 303 Deep sleep                  Idle            (3.1.2)
 304     In this mode the module shuts down completly and only draws about 300uA. To enable this set the most signifant bit(0x8000) of Sniff interaval timer.
 305     SW,8320     // deep sleep enable(interval=0x320*0.625=500ms)
 306     In normal sleep the firmware is still running in idle mode, and wakes up about 20 times per second to check ports, update LEDs, etc. During deep sleep, the firmware actually stops runnig some tasks and the LEDs only update about once per second.
 307     To wake from deep sleep there are three ways: (in worst case wake up takes 5ms)
 308         *send a charactor to the UART(first charactor will be lost)
 309         *toggle CTS low to high and wait 5ms
 310         *wake automatically every slot time(<val>*0.625ms)
 311     Once the radio is awake it stay active for exactly 1 second of inactivity and then sleeps again.
 312     Downside: latency and data loss
 313
 314 Disable Output driver       Idle or Active  (3.1.3)
 315     S%,1000     // set all GPIO pins(0-11) to inputs.
 316
 317 Lower Transmit Power        Idle or Active  (3.1.4)
 318     SY,<hex>    // transmit power setting(takes effect after a power cycle and reboot)
 319     Downside: reducing effective range
 320
 321
 322 Optimizig for Latency
 323 ---------------------
 324 By default the firmware is optimized for throughput.
 325 SQ,16           // set latency bit
 326 SQ,0            // unset latency bit
 327
 328
 329 Configuration timer settings
 330 ----------------------------
 331 Remote configuration is used for the module to be configured with various commands over Bluetooth(SPP profile only?).
 332
 333 The module has remote configuration timer to allow remote configuration over Bluetooth after power up in Slave mode. In Master modes the remote configuration timer is set to 0(no remote configuration). (In Trigger Master mode the timer is used as an idle timer to break the connection after time expires with no charactors receive.)
 334     ST,0        // no remote, no local when connected
 335     ST,<1-252>  // local and remote with timeout in seconds from power up
 336     ST,253      // local only       without timeout
 337     ST,254      // remote only      without timeout
 338     ST,255      // local and remote without timeout
 339
 340
 341 Commands
 342 --------
 343 S7,                     7bit mode
 344 SA,                     Authenticaiton
 345 SB,                     Send break
 346 SC,                     Service class
 347 SD,                     Device class
 348 SM,<val>                Operation mode
 349 SP,<string>             Pin code(alpahnumeric)
 350 SQ,<mask>               Special configuration(GPIO, discovery mode, low latency, reboot, UART)
 351 SR,<hex>                Store remote address
 352 SR,Z                    Erase all address
 353 SS,<string>             Set service name(1-20)**
 354 ST,<val>                Remote configuration timer(Master:0, Slave:0-255, Triger:as idle timer)
 355 SU,<val>                UART baud rate
 356 SW,<val>                low-power sniff mode** deep sleep and wake up every 625us * <val>
 357 SX,<0|1>                bonding enable  only acceps device that matches the stored address
 358 SY,<hex>                power setting**
 359 SZ,<val>                non-standard raw baud rate  <val>=baud*0.004096
 360 S~,<val>                Profile     0:SPP, 5:APL, 6:HID
 361 S-,<string>             Device name     -15 alphanumeric charactors
 362 S?,<0|1>                role switch enable
 363 S$,<char>               command mode char
 364 $|,<hex>                low-power connect mode  deep sleep/active(discoverable and connectable) cycle
 365 D                       display basic setting
 366 E                       display extended setting
 367 GB                      display the device's Bluetooth address
 368 GF                      display Bluetooth address of connected device
 369 GK                      show connection status
 370 GR                      show remote address for reconnecting
 371 G&                      show GPIO pin
 372 G<char>                 show stored setting
 373 +                       toggle local echo on/off
 374 &                       show GPIO 3,4,6,7(DIP switch)
 375 C                       connect to stored remote address
 376 C,<address>             connect last address
 377 CFI                     connect and go into fast data mode
 378 CFR                     connect and go into fast data mode
 379 CT,<address>,<val>      connect to the address and disconnect after val?
 380 F,1                     fast data mod:
 381 H                       display help
 382 I,<time>,<cod>          inquiry scan with <cod>
 383 IN,<time>,<cod>         inquiry scan with <cod>, return without BT name
 384 IR                      inquiry scan with 0055AA
 385 IS                      inquiry scan with 001F00
 386 J                       hide pin code
 387 K,                      kill    disconnects current connection
 388 L                       link quality
 389 M                       show modem signlal status
 390 O                       display other settings
 391 P,<char>                pass through?
 392 Q                       quiet mode  make the module not discoverable
 393 Q,0                     discoverable and connectable
 394 Q,1                     not discoverable and not connectable
 395 Q,2                     not discoverable and connectable
 396 Q,?                     display current quiet mode
 397 R,1                     reboot
 398 T,<0|1>                 pass received data while in command mode
 399 U,<baud>,<parity>       change UART setting tentatively
 400 V                       display firmware version
 401 W                       wake from quiet mode    enable discovery and connection
 402 Z                       deep sleep mode(<2mA)
 403
 404
 405 Reset to Factory Default
 406 ------------------------
 407 SF,1
 408 R,1