¿Cómo montar un teclado de membrana matricial? Guía 2022

Teclado de membrana matricial 4×4 para Arduino Universal Keyboard es bueno para controlar varios dispositivos. Podemos usarlo para marcar códigos en cerraduras de combinación, para programación.

Para utilizar el teclado de membrana, debes conectarlo al dispositivo que deseas controlar. Además, si es necesario se crea un programa de control y se conecta la alimentación. El principio de funcionamiento: cuando presiona cualquier tecla, un par de cables determinados se cierran entre sí. El teclado de membrana tiene una interfaz para conectarse a un dispositivo que debe controlarse mediante una interfaz de enchufe de 8 pines.

El teclado de membrana se alimenta del dispositivo a controlar o de una fuente externa (alimentación por batería). Tensión de alimentación de hasta 35 V, corriente de conmutación de hasta 100 mA.

Propósito y principio de funcionamiento del teclado de membrana matricial.

Un botón es el dispositivo más simple para transmitir información de una persona a un controlador. Con su ayuda, podemos establecer de manera significativa cero o uno en un pin específico, indicando así al programa un comando para una acción particular.

 A veces, solo un botón es suficiente para un proyecto, más a menudo dos o tres, pero hay ocasiones en las que se necesitan muchos botones. Por ejemplo, necesitas teclado de membrana matricial para ingresar una contraseña a partir de números o letras, o una combinación de ambos.

Creamos un dispositivo que requiere mucho de:

• Configuración
•  entrada de parametros
•  un conjunto de procedimientos, etc.

 Para tales tareas, ni siquiera una docena de botones son suficientes. Cada uno requiere un pin separado, que no hay tantos en Arduino. Cuando nos damos cuenta de que es un desperdicio asignar un pin completo a un solo botón.

 Otras formas de organizar una serie de estos mismos botones vienen en nuestra ayuda. En este artículo consideraremos uno de ellos, sencillo, fiable y, por tanto, el más popular. Se llama “matrizamiento” y el teclado de membrana matricial ensamblados para ello se denominan “matriz”.

Todo está organizado de manera simple, varios botones se conectan en una matriz rectangular ubicada en los nodos de filas y columnas de conductores.

¿Cómo funciona el teclado matricial de membrana?

Cada botón, cuando se presiona, cierra los contactos entre una columna específica y una fila específica. Además, crea un circuito que puede detectarse mediante programación. Por ejemplo, si presionamos el botón superior izquierdo en el diagrama de arriba, uniremos los pines A y 1.

Y como puedes ver fácilmente, cada botón tiene su propio par de pines. Al mismo tiempo, ¡solo hay 8 contactos y hasta 16 botones! Ya se nota un buen ahorro de 8 pines. Es fácil calcular que añadiendo filas y/o columnas aumentaremos aún más la relación entre botones y pines. Entonces, una matriz de 5×5 nos ahorrará 15 patas del controlador.

Sin embargo, no todo es tan sencillo en el teclado matricial de membrana.

 No podemos dar la misma señal a las filas y leerlas en las columnas. En este caso sólo podríamos determinar la vertical en la que se pulsa el botón. Pero si damos una señal, por ejemplo, solo a la fila A, entonces todos los botones de la fila superior seguirán los pines 1, 2, 3 y 4.

Los botones de las filas restantes en ese momento no tendrán ningún efecto en el resultado, ni pulsados ​​ni pulsados. Si aplicamos a la fila B, rastrearemos todos los botones solo de la segunda fila desde arriba, y así sucesivamente.

Por lo tanto, para tener una visión general, tendremos que revisar todos los teclado de membrana matricial filas y todas las columnas. Y no importa en qué orden, esto es cuestión de gustos, lo principal es hacerlo lo más rápido posible, hasta que se retire el dedo del botón, y no se pierda ni uno.

Conexión a la placa Arduino

Hay bastantes teclados matriciales, de diferentes tamaños, número de botones, forma y diseño técnico. Un buen ejemplo son los mecánicos, son confiables, duraderos, agradables a la vista y a la mano y, lo más importante, fáciles de mantener.

Pero los más extendidos en la industria del bricolaje son los teclados de membrana, que cautivan por su bajo precio, sencillez, apariencia brillante y gran variedad.

Debido a su pequeño espesor, teclado de membrana matricial Se coloca fácil y rápidamente sobre superficies planas, basta con pegarlas con cinta adhesiva de doble cara. El diseño parcialmente sellado protege contra salpicaduras de líquidos y la superficie se lava fácilmente de contaminantes externos. El recurso es relativamente pequeño, pero se compensa con una sustitución rápida sin afectar al presupuesto.

¿Cómo montar un teclado de membrana matricial?

Montaremos el circuito en uno de estos. teclado de membrana matricial, pero no estará de más utilizar cualquiera en su lugar, con diferente número de botones, pero con el mismo principio de funcionamiento matricial.

 Tomemos como ejemplo un teclado 4×4 muy apreciado por los maestros del bricolaje, muy similar a los que se utilizan en los teléfonos con pulsadores: 10 botones numéricos, cuatro botones con letras, un asterisco y una almohadilla. Este conjunto es más que suficiente para la mayoría de proyectos reales.

Lo conectamos a Arduino

El diagrama necesita alguna explicación. Los pines 11, 10, 9 y 8 están conectados a las filas, 7, 6, 5 y 4 se conectan a las columnas. Por supuesto, esto es a modo de ejemplo, puedes usar cualquier otro y los mismos en diferente orden, lo principal es especificarlos correctamente en el programa.

Alternativamente daremos señales a las filas, leeremos la presencia de contactos con estas filas en las columnas. En nuestro ejemplo, cuando se presionan los botones, habrá un "más" en los pines de las columnas, por lo que los atraemos a +5 V con resistencias de 1 KΩ.

La señal de “caminar” en las filas será entonces “tierra”, también es “cero”. Un ojo atento notará que los pines de salida están conectados al teclado a través de diodos. Se necesitan para proteger nuestro Arduino de daños en caso de que un usuario mal instruido presione varios botones en una columna al mismo tiempo.

Resumen

Mirando de nuevo el diagrama esquemático del teclado de membrana matricial, será obvio. En este caso se cortocircuitarán dos o más pines de señal, que seguramente recibirán un estado multidireccional durante este tiempo. En el mejor de los casos, Arduino se reiniciará; en el peor, perderá uno de los puertos. Los diodos económicos seguramente eliminarán la posibilidad de un cortocircuito.