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4.2 Teclado 4x4

El teclado 4x4, también conocido como teclado matricial, es una matriz de 16 teclas organizadas en un solo panel.

Este tipo de teclado se encuentra en dispositivos que requieren entrada digital, como calculadoras, controles remotos de TV, teléfonos con botones, máquinas expendedoras, cajeros automáticos, cerraduras de combinación y cerraduras digitales de puertas.

En este proyecto, aprenderemos cómo determinar qué tecla se ha presionado y obtener el valor correspondiente.

• Teclado 4x4

• E.161 - Wikipedia

Componentes Necesarios

En este proyecto, necesitaremos los siguientes componentes.

Es más conveniente adquirir un kit completo. Aquí tienes el enlace:

Nombre	ARTÍCULOS EN ESTE KIT	ENLACE
Kit Kepler	450+	Kepler Ultimate Kit

También puedes comprarlos por separado en los enlaces a continuación.

SN	COMPONENTE	CANTIDAD	ENLACE
1	Conociendo el Pico W	1	COMPRAR
2	Cable Micro USB	1
3	Protoboard	1	COMPRAR
4	Cables de Puente (Jumpers)	Varios	COMPRAR
5	Resistor	4 (10KΩ)	COMPRAR
6	Teclado 4x4	1	COMPRAR

Esquema

Se conectan 4 resistencias pull-down a cada una de las columnas del teclado matricial, de modo que G6 ~ G9 tengan un nivel bajo estable cuando las teclas no están presionadas.

Las filas del teclado (G2 ~ G5) se programan para estar en nivel alto; si alguna de G6 ~ G9 está en nivel alto al ser leída, sabemos qué tecla ha sido presionada.

Por ejemplo, si G6 se lee en alto, entonces se ha presionado la tecla numérica 1; esto es porque los pines de control de la tecla 1 son G2 y G6, y al presionar la tecla, G2 y G6 se conectan y G6 se pone en alto.

Conexiones

Para facilitar el cableado, en el diagrama anterior, la fila de columnas del teclado y las resistencias de 10K se insertan en los agujeros donde se encuentran G6 ~ G9.

Código

Nota

• Abre el archivo 4.2_4x4_keypad.py en la ruta kepler-kit-main/micropython o copia este código en Thonny, luego haz clic en «Run Current Script» o simplemente presiona F5 para ejecutarlo.

• No olvides seleccionar el intérprete «MicroPython (Raspberry Pi Pico)» en la esquina inferior derecha.

• Para tutoriales detallados, consulta Abrir y ejecutar código directamente.

import machine
import time

characters = [["1","2","3","A"],["4","5","6","B"],["7","8","9","C"],["*","0","#","D"]]

pin = [2,3,4,5]
row = []
for i in range(4):
    row.append(None)
    row[i] = machine.Pin(pin[i], machine.Pin.OUT)

pin = [6,7,8,9]
col = []
for i in range(4):
    col.append(None)
    col[i] = machine.Pin(pin[i], machine.Pin.IN)

def readKey():
    key = []
    for i in range(4):
        row[i].high()
        for j in range(4):
            if(col[j].value() == 1):
                key.append(characters[i][j])
        row[i].low()
    if key == [] :
        return None
    else:
        return key

last_key = None
while True:
    current_key = readKey()
    if current_key == last_key:
        continue
    last_key = current_key
    if current_key != None:
        print(current_key)
    time.sleep(0.1)

Una vez que el programa se esté ejecutando, la consola Shell imprimirá las teclas que presionas en el teclado.

Cómo funciona

import machine
import time

characters = [["1","2","3","A"],["4","5","6","B"],["7","8","9","C"],["*","0","#","D"]]

pin = [2,3,4,5]
row = []
for i in range(4):
    row.append(None)
    row[i] = machine.Pin(pin[i], machine.Pin.OUT)

pin = [6,7,8,9]
col = []
for i in range(4):
    col.append(None)
    col[i] = machine.Pin(pin[i], machine.Pin.IN)

Declara cada tecla del teclado matricial en el array characters[] y define los pines en cada fila y columna.

last_key = None
while True:
    current_key = readKey()
    if current_key == last_key:
        continue
    last_key = current_key
    if current_key != None:
        print(current_key)
    time.sleep(0.1)

Esta es la parte de la función principal que lee e imprime el valor del botón.

La función readKey() leerá el estado de cada botón.

Las instrucciones if current_key != None y if current_key == last_key se usan para verificar si se ha presionado una tecla y el estado de la tecla presionada. (Si presionas “3” cuando has presionado “1”, la condición es válida.)

Imprime el valor de la tecla presionada cuando la condición es verdadera.

La instrucción last_key = current_key asigna el estado de cada evaluación a un array last_key para facilitar la siguiente ronda de evaluaciones.

def readKey():
    key = []
    for i in range(4):
        row[i].high()
        for j in range(4):
            if(col[j].value() == 1):
                key.append(characters[i][j])
        row[i].low()
    if key == [] :
        return None
    else:
        return key

Esta función asigna un nivel alto a cada fila sucesivamente, y cuando se presiona el botón, la columna en la que se encuentra la tecla obtiene un nivel alto. Tras el bucle de doble capa, el valor del botón cuyo estado es 1 se almacena en el array key.

Si presionas la tecla “3”:

row[0] se escribe en nivel alto y col[2] obtiene nivel alto.

col[0], col[1], col[3] obtienen nivel bajo.

Hay cuatro estados: 0, 0, 1, 0; y se escribe '3' en pressed_keys.

Cuando row[1], row[2], row[3] se escriben en nivel alto, col[0] ~ col[4] obtienen nivel bajo.

El bucle se detiene y se retorna key = '3'.

Si presionas las teclas '1' y '3', se devolverá key = ['1','3'].