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2.1.8 Teclado Matricial

Introducción

Un teclado matricial es una matriz rectangular de botones. En este proyecto, lo utilizaremos para ingresar caracteres.

Componentes Necesarios

En este proyecto, necesitamos los siguientes componentes.

../_images/list_2.1.5_keypad.png

Es definitivamente conveniente comprar un kit completo, aquí tienes el enlace:

Nombre

ARTÍCULOS EN ESTE KIT

ENLACE

Kit Raphael

337

Raphael Kit

También puedes comprarlos por separado en los enlaces a continuación.

INTRODUCCIÓN DE COMPONENTES

ENLACE DE COMPRA

Placa de Extensión GPIO

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Protoboard

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Cables de Puente

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Resistor

COMPRAR

Teclado

-

Diagrama Esquemático

../_images/image315.png ../_images/image316.png

Procedimientos Experimentales

Paso 1: Construye el circuito.

../_images/image186.png

Paso 2: Abre el archivo de código.

cd ~/raphael-kit/nodejs/

Paso 3: Ejecuta el código.

sudo node keypad.js
Después de ejecutar el código, los valores de los botones presionados en el teclado

(valor del botón) se imprimirán en la pantalla.

Código

const Gpio = require('pigpio').Gpio;

var rowsPins = [18,23,24,25];
var colsPins = [10,6,27,17];
var keys = ["1","2","3","A",
        "4","5","6","B",
        "7","8","9","C",
        "*","0","#","D"];

for(let i=0;i<rowsPins.length;i++){
    rowsPins[i] = new Gpio(rowsPins[i],{mode: Gpio.OUTPUT})
}
for(let i=0;i<colsPins.length;i++){
    colsPins[i] = new Gpio(colsPins[i],{
        mode: Gpio.INPUT,
        pullUpDown: Gpio.PUD_DOWN,
        edge: Gpio.RISING_EDGE
    })
}

var last_key_pressed = 0;

var col=-1;
for(let i=0;i<colsPins.length;i++){
    colsPins[i].on('interrupt',()=>{
        col=i;
        pressed_keys=keys[row*colsPins.length+col];
        if(last_key_pressed!=pressed_keys){
            console.log(`${pressed_keys}`);
        }
        last_key_pressed = pressed_keys;
    });
}

var row=-1;
setInterval(() => {
    row=(row+1)%rowsPins.length;
    for(let i=0;i<rowsPins.length;i++){
        rowsPins[i].digitalWrite(0);
    }
    rowsPins[row].digitalWrite(1);
}, 10);

Explicación del Código

const Gpio = require('pigpio').Gpio;

var rowsPins = [18,23,24,25];
var colsPins = [10,6,27,17];
var keys = ["1","2","3","A",
        "4","5","6","B",
        "7","8","9","C",
        "*","0","#","D"];

for(let i=0;i<rowsPins.length;i++){
    rowsPins[i] = new Gpio(rowsPins[i],{mode: Gpio.OUTPUT})
}
for(let i=0;i<colsPins.length;i++){
    colsPins[i] = new Gpio(colsPins[i],{
        mode: Gpio.INPUT,
        pullUpDown: Gpio.PUD_DOWN,
        edge: Gpio.RISING_EDGE
    })
}

En el estilo del teclado, declaramos dos conjuntos de pines y una matriz.

Cuatro de los pines son las filas del teclado, se configuran en modo OUTPUT; Los otros cuatro pines son las columnas del teclado, se configuran en modo INPUT, y se configura la interrupción de borde ascendente para ellos.

El principio por el cual el controlador principal puede obtener el valor de la tecla es el siguiente: Los cuatro pines de fila proporcionan un nivel alto por turno, si se presiona un botón, El pin de la columna correspondiente obtendrá el nivel alto liberado por el pin de fila, lo que desencadenará la interrupción de borde ascendente.

Por ejemplo, si presiono el botón 3, cuando los pines de fila 2, 3 y 4 liberan el nivel alto, no hay efecto; Cuando el pin de fila en la primera posición libera el nivel alto, el tercer pin de la columna podrá obtener el nivel alto y desencadenar la interrupción de borde ascendente. En ese momento, los pines de columna 1, 2 y 4 no desencadenan ningún evento.

Luego, de acuerdo con el pin de fila 1 que libera el nivel alto y el pin de columna 3 que obtiene el nivel alto, el controlador principal podrá saber que la posición del botón presionado es (1,3), que es el botón 3.

../_images/image187.png 
var row=-1;
setInterval(() => {
    row=(row+1)%rowsPins.length;
    for(let i=0;i<rowsPins.length;i++){
        rowsPins[i].digitalWrite(0);
    }
    rowsPins[row].digitalWrite(1);
}, 10);

Los cuatro pines de fila se suministran periódicamente con un nivel alto, y la variable row se utiliza para localizar el pin de fila que está funcionando actualmente.

var col=-1;
for(let i=0;i<colsPins.length;i++){
    colsPins[i].on('interrupt',()=>{
        col=i;
        // pressed_keys=keys[row*colsPins.length+col];
        // if(last_key_pressed!=pressed_keys){
        //     console.log(`${pressed_keys}`);
        // }
        // last_key_pressed = pressed_keys;
    });
}

Configura funciones de interrupción para los cuatro pines de columna, y la variable col se utiliza para localizar los pines de columna que desencadenan el evento de interrupción de borde ascendente.

pressed_keys=keys[row*colsPins.length+col];
if(last_key_pressed!=pressed_keys){
    console.log(`${pressed_keys}`);
}
last_key_pressed = pressed_keys;

También hay un fragmento de código en la función de interrupción para obtener el valor específico de la tecla desde la matriz keys de acuerdo con row y col. Y cada vez que se obtiene un nuevo valor de tecla, se imprime el valor.

Imagen del Fenómeno

../_images/image188.jpeg