ArduinoでBIOSをキーボード操作する

目的

会社のノートPCにて，外付けキーボードをUSB有線からBluetooth無線に切り替えたため，起動時のBIOSパスワードが外付けキーボードから入力できなくなった．もちろん，BIOSパスワード入力時だけUSB有線で接続すれば入力できるが，PC起動時に毎回それをやるのはとにかく面倒なのが事実*1．

そこで，Arduino Leonardoもしくはその互換品を使って，BIOSパスワード入力時にそれをPCに接続してBIOSパスワード入力を代行するデバイスを作った例を紹介する．本記事のスクリーンショット等は記事記載当時2018/07/22のものだが，以下の環境にて動作確認済み：

名称	規格	製造会社	備考
オペレーティングシステム	Windows 10 Pro 64ビット，バージョン22H2	マイクロソフト	記事記載当時はWindows 7
Arduino Leonardo互換品	CJMCU Beetle	不明	記事記載当時はAliExpressで4.19米ドル
Arduino環境	Arduino IDE 1.8.19	Arduino.cc	記事記載当時のバージョンは1.8.5
Arduino BootKeyboard/Mouse ライブラリー	HID-Project 2.8.4	NicoHood	記事記載当時のバージョンは2.4.4

（2021/01/23 20:14メモ）富士通のLIFEBOOKにてBIOS（InsydeH2O）が操作できないことが判明したしました... でも，直し方がわかりません...ほかにもそういう情報がありましたら，もしくはココを変更すると直せますという情報がありましたら，コメント下さい

動作OK/NG	動作確認PC	備考
OK	Dynabook G83/KV（型番A6GNKVKCH51A）	BIOSメーカー不明
NG	LIFEBOOK U9310/D（型番FMVU28011）	InsydeH2O BIOS，社内で悪評高い爆熱ブルスク頻発PC
NG	HP EliteBook 830 G6	本記事のコメントより
NG	HP EliteBook 830 G5	本記事のコメントより

結論

Arduino Leonardo互換品選定

本家，Arduino LeonardoはUSB Micro-Bのコネクター形状ではあるが，毎日BIOSパスワード入力のためだけに接続するには基板が大きすぎる．なるべく小さい基板という要求を満たすべく探し当てたのが，今回使うCJMCU Beetleという互換品．

Arduino Leonardo	CJMCU Beetle

本記事記載当時は，Amazon.co.jpにて3,500円送料込み（2023/12/16現在リンク切れ）で，AliExpressで4.19米ドル送料込み（2023/12/16現在リンク切れ）*2．

2023/12/16現在では，Amazon.co.jpにて2,250円（1,550円，別途送料700円），AliExpressにて1,175円（707円，別途送料468円）が最安値．

Arduinoプログラミング

NicoHood氏によるHID-Projectを利用する．

CJMCU-Beetle開封前
　
　
USBポートに挿入する
自動的にドライバーのインストールが開始し，特に問題なく完了する
　
　
　
ArduinoにてArduino Leonardoとして認識させる
　
　
ArduinoにてCOMポートを正しく設定する
　
　
ArduinoにてライブラリーHID-Projectをインストールする（HIDで検索するとヒットします）
　
　
Arduinoスケッチを記載して，コンパイル&書込，書込終了後に自動的に再度CJMCU-Beetleが認識されてArduinoスケッチが実行される．以下は，USB挿入後に2秒間LEDを点滅させる処理を入れてから012と入力するスケッチ例である

#include "HID-Project.h"

void vBootKeyboardStartup() {
  // after BootKeyboard.begin() invoked, wait about 2 seconds
  // to be stable (it may be less than 2-second)
  const unsigned short usStartupDelay = 2000;
  const unsigned char ucNumOfBlinking = 8;

  BootKeyboard.begin();
  for (unsigned char ucIdx = 0; ucNumOfBlinking >= ucIdx; ++ucIdx) {
    digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH);
    delay(usStartupDelay / (2 * ucNumOfBlinking));
    digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW);
    delay(usStartupDelay / (2 * ucNumOfBlinking));
  }

  return;
}

void vBootKeyboardInputAsASCII(const unsigned char _ucKeyInput){
  const int siKeyInputInterval = 20;
  
  digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH);
  BootKeyboard.write(_ucKeyInput);
  digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW);
  delay(siKeyInputInterval);

  return;
}

void setup() {
  pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);
  vBootKeyboardStartup();
  vBootKeyboardInputAsASCII('0');
  vBootKeyboardInputAsASCII('1');
  vBootKeyboardInputAsASCII('2');
  vBootKeyboardInputAsASCII('\n');
}

void loop() {
}

その他

Arduino Leonardoに関わらず，キーボード動作はKeyboard.hで提供されるもので動作できるのだが，今回のBIOS画面Windowsが起動していない状態では入力ができない（技術的な背景は理解していないが）ことがキーポイントである．また，今回CJMCU Beetleを用いたが，USBポートに挿入した直後にBIOSキーボード入力操作をさせると動作できなかったため，2秒のウェイトを設けている．