Cos'è e come funziona un HID

Chiunque abbia collegato almeno una volta nella sua vita una periferica, come un mouse o una tastiera, a un PC semplicemente via USB senza dover fare ulteriori installazioni o configurazioni, ha usato un HID (Human Interface Device) anche senza saperlo. Un HID, detto anche dispositivo di interfaccia umana, è infatti una varietà di componenti aggiuntivi per device, come PC e tablet, che sono progettati per essere utilizzati direttamente dalle persone. Uno strumento per aiutare gli esseri umani a interagire con le macchine semplicemente premendo un pulsante o collegando un dispositivo a un altro attraverso lo standard USB, oppure connettendolo al computer via Bluetooth. I dispositivi HID vengono utilizzati ogni giorno e hanno permesso di semplificare in modo estremo l’installazione delle periferiche, ampliandone anche la compatibilità con i diversi sistemi operativi da Windows e Mac a Chromebook. Mouse, tastiere, webcam, controller e anche home theather: se è presente il protocollo HID, non ci si dovrà preoccupare di installazione e incompatibilità. Ecco come sono nati gli HID e perché sono così utili.

HID: cos’è e come è nato

Nei primi anni Novanta, ogni singolo dispositivo che veniva collegato a un computer doveva essere installato e configurato. Le società informatiche erano costrette a scrivere istruzioni dettagliate per far comunicare i dispositivi con i PC, chiamate “driver”, che dovevano essere aggiornate a ogni modifica. Esisteva quindi un driver per ogni device, così da far comunicare la periferica e il dispositivo in modo ottimale. Le aziende che producevano dispositivi di input, come joystick, mouse e tastiere, si limitavano alla progettazione di questa tipologia di periferiche.

Nel 1996 Microsoft definì un nuovo protocollo chiamato “human interface device” (HID), che serviva a fornire supporto ai dispositivi in modalità di avvio, così che l’installazione fosse standardizzata e i devicefacilmente configurabili dagli utenti. La nascita dell’HID ha incoraggiato quella di nuove tipologie di periferiche che sfruttavano il protocollo: dai display ausiliari alle webcam, ai pulsanti di controllo del volume di speaker e cuffie, fino ai display alfanumerici, i lettori di bar code e tanti altri dispositivi. Inoltre, la maggior parte dei sistemi operativi supporta oggi le specifiche HID: non sono Windows e macOS, ma anche ChromeOS e Android.

HID, come funzionano

Gli human interface device contengono dei pacchetti di dati pre-programmati, chiamati descrittori HID, che vengono inviati al computer quando il dispositivo viene collegato per la prima volta. I descrittori HID indicheranno così al PC quale sia lo scopo di ciascun dispositivo HID (in pratica dicono al computer a cosa serve quel dispositivo e come farlo funzionare). Questo consente la configurazione automatica delle periferiche che vengono connesse a un computer. Anche se la maggior parte degli hardware HID è progettata per consentire agli utenti di controllare i propri dispositivi, questo protocollo non si limita solo a quelli di input. I protocolli HID possono essere utilizzati anche dal computer per comunicare con un dispositivo, ad esempio quando visualizziamo le spie di stato di un device, oppure la vibrazione e i feedback dei gamepad che immergono il gamer nell’esperienza di gioco.

Gli HID più comuni sono le periferiche che vengono collegate lo standard USB, e che vengono quindi classificati come USB-HID. Tra questi troviamo sicuramente mouse, tastiere, webcam, trackpad e controller. Poi ci sono anche altre tipologie di dispositiviUSB-HID, come ad esempio gli strumenti audio, le apparecchiature mediche, i termometri o anche gli smartphone. Un’altra tipologia molto comune di dispositivo HID è quello che sfrutta la tecnologia di connettività Bluetooth invece dell’USB e prendono il nome di deviceBluetooth-HID. In questi casi, il protocollo USB-HID viene leggermente modificato per consentire l’installazione e configurazione delle periferiche attraverso la tecnologia Bluetooth, che consente di connettere le periferiche senza fili e senza configurazione da parte dell’utente.

HID: applicazioni e vantaggi

I dispositivi HID sono praticamente dei device “plug and play”: si collegano tramite USB o Bluetooth, si aspetta qualche secondo per l’installazione automatica e sono pronti all’uso. Non servirà scaricare driver o altri software specifici per il sistema operativo che si sta utilizzando, né riavviare il PC dopo l’installazione per farli funzionare correttamente. Proprio questa semplificazione dell’interazione uomo-macchina è stata responsabile dell’ampia varietà di periferiche e dispositivi plug and play che sono stati progettati e realizzati dagli anni Novanta a oggi, non solo in ambito informatico. I protocolli HID e i relativi device trovano applicazioni in qualsiasi tipo di settore: da quello del gaming e dell’intrattenimento, con lo sviluppo dei pad da ballo, al settore medico, con la creazione di apparecchiature e sensori per effettuare misurazioni facilmente configurabili.

Un altro dei grandi vantaggi dei dispositivi HID è la loro compatibilità, e non solo con i differenti sistemi operativi ad oggi in uso. Questi device sono compatibili con tutte le app e i programmi che sono stati installati sul PC o sullo smartphone, senza il bisogno di ulteriori configurazioni. Si pensi alla webcam che inizia a funzionare quando si avvia una videochat: non importa se stiamo usando Zoom, Skype, WhatsApp o Teams: la videocamera funziona con tutte le app. Stesso discorso per le cuffie Bluetooth dello smartphone che permettono di regolare il volume di Spotify premendo un solo tasto. E ancora un controller per giocare ai videogame: questo funzionerà bene anche se è stato realizzato dopo il videogame e gli sviluppatori non dovranno fare nulla per rendere il gioco compatibile con controller già sul mercato o con quelli che arriveranno in futuro.