Lekce 23 - Arduino a klávesnice 4x4

Pro naše projekty s Arduinem někdy potřebuje zadávat nějaké hodnoty, čísla či znaky. Samozřejmě můžeme k Arduinu připojit několik samostatných tlačítek pro pohyb a nastavení v menu, ale pro zadávání konkrétních hodnot se toto nehodí. Použijeme tedy již hotovou klávesnici (membránová či jiná), která obsahuje soubor tlačítek (vetšinou čísel a několik málo znaků). V našem případě budeme používat klávesnici, která má celkem 12 tlačítek (viz obrázek níže)

Jak můžete na obrázku vidět, klávesnice se k Arduinu zapojuje pomocí 8 pinového konektoru. Jak je to možné, když má klávesnice 16 tlačítek? Je to kvůli tomu, že je použito zapojení v poli (matrix). Když se podíváme na obrázek níže, každá řada tlačítek je jedním vývodem zapojený vývod z řady a druhý vývod z tlačítka je připojen k jednotlivým vývodům z sloupců.

Princip si jen tak nastíníme. Arduino postupně od řádku 1 (Row1) na přívod dá logickou 1 (HIGH) a a oskenuje zda se ta logická jednička nedostala na nějaký sloupec (Col1 až Col 4), tím zjistí zda bylo stisknuto tlačítko na řádku 1 a také zjistí jaké. Pak to samé udělá s řádkem 2 (Row2) a dále 3 a 4. Arduino to dělá velice rychle, skenuje každý řádek postupně ve velmi rychlém sledu, tak že mu neunikne ani velmi krátký stisk :-). Samozřejmně, že toto nemá náš program pro Arduino integrováváno a tak si importujeme knihovnu "keypad". Tuto najdeme ke stažení na tomto odkazu v archivu zip. Stránky v angličtině o této knihovně najdete zde.

POužití této knihovny si tedy ukážeme s naší klávesnicí. Postup přidání knihovny do programu Arduino si vysvětlovat již nebudeme. Pro ty, kteří to neznají toto najdou v některých lekcích na začátku. Takže začneme psát program:

Jak vidíme na začátku importována knihovna "Keypad.h". Poté pokračuje kód v nastavení vaší klávesnice. Zadáme počet řádků a sloupců tlačítek a dále v poli hexaKeys máme zapsáno jak jsou tláčítka umístěná. Poté již jenom zapíšeme, kam jsou vývody ze sloupců a řádků zapojeny a inicializujeme objekt Keypad s názvem customKeypad, kterému předáme parametry našeho nastavení. Samozřejmě jste si mohli všimnout, že lze nakonfigurovat i jiná klávesnice třeba 4x3 atd. Záleží jakou si seženete. V kódu vidíte, že ve smyčce loop zjišťujeme funkcí customKeypad.getKey();, která vrací asci kód stisknutého znaku v char. Když nebyl stiskut tak je null. Jinak vrací číslo 0 až 255. V programu tyto znaky odesíláme pro demonstraci funkčnosti na sériový port. 

Tak jak vidíte pohodička :-) a aby jsme to nějak využili, postavíme si třeba kódový zámek. Vzhledem k tomu, že ho nebudu někde reálně připojovat funkci elektromagnetického zámku bude suplovat LED dioda. Když bude svítit dioda červená zámek bude zavřený a když svítit zeleně, elektromagnet bude na několik sekund zapnutý k otevření dveří.

Na obrázku ještě můžete vidět připojený malý repráček, který jsem vyndal ze starého PDA a připojil k Arduinu. Ten nám bude vydávat tón při odjištění dveří. Připojit místo něho můžete poměrně cokoliv, co doma najdete. Zkuste si sami. Detail repráčku je na obrázku níže. 

Program není taktéž složitý a je mnoho variant jak ho napsat. Já mám napevno v programu zadaný správný kód pro otevření dveří. Je uložen v poli, které se potom porovná s polem, kde jsou zaznamenávány stisknuté číslice. Po potvrzení znakem #, program vyhodnotí zda je kód správný a otevře na 4 sekundy zámek pro otevření dveří. Vše je ozvučeno, jak stisk tlačítka, tak i špatný nebo správný kód. 

Vše bez problémů funguje a jak říkám určitě to není jediný způsob jak tento program napsat. Kódová klávesnice bude mít i širší využití ve spojení s LCD displejem, ale věřím, že si již toto vymyslíte sami a i způsob využití najdete tak, aby Vám vyhovoval.