Cómo funciona un teclado matricial con Arduino

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¿Qué es un teclado matricial y cómo funciona un teclado matricial?

El teclado matricial o keypad en inglés es un dispositivo de entrada de datos formado por 16 teclas o botones dispuestos en forma de 4 filas por 4 columnas.

Si vamos a la hoja del fabricante (datasheet) podemos observar la matriz de conexiones del keypad.

teclado matricial

Con el esquema anterior podemos entender la forma en la que nuestra placa compatible con Arduino detecta qué botón se ha pulsado.

La placa introducirá 5V de forma secuencial para las filas (8, 7, 6, 5) y luego para cada fila hacemos la lectura de las columnas (4, 3, 2, 1) para ver si hay alguna en HIGH al pulsarse el botón.

Por ejemplo, para la primera fila:

Pondríamos 5V en la fila número 8 y entonces leeríamos las columnas para ver si alguna está en HIGH. Y así de manera secuencial para cada fila.

En nuestro caso las conexiones las realizamos como se indica en la siguiente tabla:

Filas y columnasPin
Fila 19
Fila 28
Fila 37
Fila 46
Columna 15
Columna 24
Columna 33
Columna 42

Esquema de montaje del teclado matricial con Arduino:

teclado matricial

La señal de entrada a la placa compatible con Arduino vendrá dada por cada una de las teclas de teclado matricial.

El hecho de que sea matricial significa que el teclado estará organizado por filas y por columnas de tal manera que cada par de valores (Xi , Yj) referentes a cada fila y columna, estará asociado a cada una de las teclas.

teclado matricial

Esta relación de cada par de valores ( Xi , Yj ) con cada tecla la realizaremos mediante la librería keypad, vamos a estudiar esto más en detalle en el siguiente apartado dedicado a la programación.

PROGRAMACIÓN DE UN TECLADO MATRICIAL CON ARDUINO:

Acabamos de ver cómo funciona un teclado matricial así como su diagrama de conexión. Para entender cómo vamos a programarlo simplemente recordar que entendíamos dicho teclado como una matriz donde al detectar la pulsación en la columna X y la fila Y sabíamos que se había pulsado la tecla (X , Y).

Existe la posibilidad de realizar la programación sin librería, pero nosotros vamos a hacerlo utilizando la libería keypad, ya que esto nos simplifica mucho el código y es lo más habitual.

Para hacerlo práctico, vamos a trabajar en base al siguiente ejemplo:

Cómo intercambiar la posición de un servo SG90 al introducir un “password” en el teclado matricial.

Esto lo podríamos utilizar en un proyecto como cerrojo con código de una caja fuerte, donde el servo SG90 nos haría el papel de cerradura al moverse alternativamente entre dos posiciones, abierto-cerrado.

programar un teclado matricial

Lo primero: Instalar las librerías. 

¿Cómo las instalamos? Vamos a
Herramientas > Administar bibliotecas

Aparecerá el gestor de Librerías.

Escribimos en la búsqueda “Keypad” y luego “Servo”. Las buscamos y las instalamos.

programar un teclado matricial

Y ahora sí, vamos a estudiar el código: 

Programa teclado matricial (Programa IDE Arduino):

Las explicaciones de cada línea de código estan tras la doble barra / / (esto hace transparente al IDE estas aclaraciones, por tanto puedes copiar y pegar así el código 😉

Podéis adquirir el proyecto CAJA FUERTE relacionado con este post, que te servirá para ampliar tus conocimientos sobre manejo del teclado matricial y el servo SG90, si te ha gustado este post NO TE LO PIERDAS!!

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Entenderás el funcionamiento y el porqué de cada uno de sus componentes. Además, vas a poder ampliar tus conocimientos de programación comprendiendo paso a paso cada instrucción del programa y sobre todo ¡vas a divertirte haciéndolo!

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Descripción

Con este kit de robótica vamos a construir una caja fuerte. Para poder abrirla o cerrarla vamos a tener que introducir un código o password mediante el teclado numérico que previamente habremos programado. El elemento que hará la función de cerrojo será el servo. Dicho componente se moverá entre dos posiciones, una de ellas bloqueará la puerta y la otra nos permitirá abrirla.

Con el kit CAJA FUERTE de Inputmakers vas a aprender sobre:
  • La placa compatible con Arduino.
  • Teclado matricial (keypad).
  • Servo SG90.
  • Pin PWM.
  • Apéndice 1: Estudio del par motor del servo SG90.
  • Apéndice 2: Cálculo del engranaje del servo SG90.
  • Montaje del circuito.
  • Programación en el IDE de Arduino.

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Saludos del equipo de InputMakers y ¡sigue siempre aprendiendo!

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