Брать ардуино на Atmega32u4 (leonardo большая, pro micro компактная) она умеет в железный HID и требует всего пары строк инициализации.
А если строить на атмера32, atmega328 (большинство ардуин) то как в ответе от Александр v-usb в помощь.

Upd. Сперва ответил на вопрос шапки, потом прочитал уточнение. Но все равно пускай будет

Похоже, что всилу кривизны моего языка и специфичности темы, никого этот вопрос не волнует, ну да не важно.
Код не стартует при подаче питания без активного usb подключения по 1 простой причине:

// USB Controller initialization in device mode
// Note: This function also initializes the PLL
usb_init_device(&usb_config);

// Global enable interrupts
#asm("sei")

// Wait for the USB device to be enumerated by the host
//while (!usb_enumerated);

// Wait 1.5 seconds for the operating system to
// load any drivers needed by the USB device
delay_ms(1500);

а именно вот эта строчка
while (!usb_enumerated);

просто контроллер ждал подключения и не шёл дальше... пользуясь случаем передаю привет своей внимательности и виззарду от кодвижнавр