Arduino - Teclado numérico

El teclado numérico se utiliza ampliamente en muchos dispositivos, como cerraduras de puertas, cajeros automáticos y calculadoras.

En este tutorial, aprenderemos:

Cómo usar un teclado numérico 3x4 y un teclado numérico 4x4 con Arduino.
Cómo leer valores de un teclado numérico 3x4 y de un teclado numérico 4x4 con Arduino.
Cómo verificar la contraseña ingresada desde el teclado.

Hardware Requerido

1	×	Arduino Uno R3
1	×	Cable USB 2.0 tipo A/B (para PC USB-A)
1	×	Cable USB 2.0 tipo C/B (para PC USB-C)
1	×	Teclado 3x4 and 4x4 Kit
1	×	(Alternativo) Teclado 3x4
1	×	(Alternativo) Teclado 4x4
1	×	Cables Puente
1	×	(Recomendado) Shield de Bloque de Terminales de Tornillo para Arduino Uno
1	×	(Recomendado) Shield de Protoboard para Arduino Uno
1	×	(Recomendado) Carcasa para Arduino Uno
1	×	(Recomendado) Placa Base de Prototipado y Kit de Protoboard para Arduino Uno

Or you can buy the following kits:

1	×	DIYables STEM V3 Starter Kit (Arduino included)
1	×	DIYables Sensor Kit (30 sensors/displays)
1	×	DIYables Sensor Kit (18 sensors/displays)

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Acerca del teclado numérico

El teclado numérico es un conjunto de botones dispuestos en filas y columnas (llamada matriz). Cada botón se llama tecla.

El teclado numérico tiene varios tipos. Dos tipos populares para proyectos de bricolaje son el teclado numérico 3x4 (12 teclas) y el teclado numérico 4x4 (16 teclas).

Distribución de pines

Los pines del teclado numérico se dividen en dos grupos: filas y columnas.

El teclado numérico 3x4 tiene 7 pines: 4 pines de fila (R1, R2, R3, R4) y 3 pines de columna (C1, C2, C3).

El teclado matricial 4x4 tiene 8 pines: 4 pines de fila (R1, R2, R3, R4) y 4 pines de columna (C1, C2, C3, C4).

Cómo funciona

Esta sección se dedica al conocimiento profundo. NO se preocupe si no lo entiende. Omita esta sección si lo abruma y vuelva otro día. Continúe leyendo con las siguientes secciones.

El proceso de detectar las pulsaciones de teclas se llama escaneo del teclado.

Se llama 'escaneo' porque verifica una tecla a la vez.

Los pines de fila están conectados a los pines de salida del Arduino.

Los pines de la columna están conectados a los pines de entrada de Arduino (INPUT_PULLUP, en este estado, el valor del pin de entrada es HIGH si la tecla no está presionada).

Para cada fila:

Coloca todos los pines de la fila en ALTO.
Coloca solo el pin de la fila actual en BAJO.
Lee el estado de cada columna.

Si un pin de columna está ALTO ⇒ la tecla en (fila, columna) NO está pulsada.
Si un pin de columna está BAJO ⇒ la tecla en (fila, columna) está pulsada.

Se repite el proceso anterior para los pines de la siguiente fila.

※ Nota:

Lo anterior es uno de los métodos para escanear un teclado. Podemos invertir todas las señales altas a bajas y todas las señales bajas a altas para escanear el teclado.

¿Por qué el teclado está organizado y conectado como una matriz? Esto hace que el proceso de escaneo sea más complicado. ¿Por qué no usar cada tecla como un botón independiente, de modo que el estado de la tecla se determine simplemente leyendo el estado de un botón?

⇒ Como sabemos, un botón independiente requiere un pin de Arduino y GND. Tomemos como ejemplo un teclado 4x4. Si tratamos cada tecla como un botón independiente, se necesitan 16 pines de Arduino para 16 teclas, además del pin GND. Si organizamos las teclas en forma de matriz, solo necesitamos usar 8 pines de Arduino, así que podemos ahorrar pines de Arduino. En resumen, la respuesta es: ahorrar los pines de Arduino.

Diagrama de Cableado

This image is created using Fritzing. Click to enlarge image

Cómo programar para el teclado numérico

Gracias a Keypad library, usar un teclado numérico con Arduino es pan comido, sin importar si entiendes cómo funciona el teclado numérico o no.

Código de Arduino

Teclado numérico 3x4

#include <Keypad.h> const int ROW_NUM = 4; //four rows const int COLUMN_NUM = 3; //three columns char keys[ROW_NUM][COLUMN_NUM] = { {'1','2','3'}, {'4','5','6'}, {'7','8','9'}, {'*','0','#'} }; byte pin_rows[ROW_NUM] = {9, 8, 7, 6}; //connect to the row pinouts of the keypad byte pin_column[COLUMN_NUM] = {5, 4, 3}; //connect to the column pinouts of the keypad Keypad keypad = Keypad( makeKeymap(keys), pin_rows, pin_column, ROW_NUM, COLUMN_NUM ); void setup(){ Serial.begin(9600); } void loop(){ char key = keypad.getKey(); if (key){ Serial.println(key); } }

Teclado numérico 4x4

#include <Keypad.h> const int ROW_NUM = 4; //four rows const int COLUMN_NUM = 4; //four columns char keys[ROW_NUM][COLUMN_NUM] = { {'1','2','3', 'A'}, {'4','5','6', 'B'}, {'7','8','9', 'C'}, {'*','0','#', 'D'} }; byte pin_rows[ROW_NUM] = {9, 8, 7, 6}; //connect to the row pinouts of the keypad byte pin_column[COLUMN_NUM] = {5, 4, 3, 2}; //connect to the column pinouts of the keypad Keypad keypad = Keypad( makeKeymap(keys), pin_rows, pin_column, ROW_NUM, COLUMN_NUM ); void setup(){ Serial.begin(9600); } void loop(){ char key = keypad.getKey(); if (key){ Serial.println(key); } }

Pasos R\u00e1pidos

Ve al icono Bibliotecas en la barra izquierda del IDE de Arduino.
Busca “keypad”, luego encuentra la biblioteca keypad de Mark Stanley y Alexander Brevig
Haz clic en el botón Instalar para instalar la biblioteca keypad.

Biblioteca de teclado numérico para Arduino

Copia el código anterior y ábrelo con el IDE de Arduino
Haz clic en el botón Subir en el IDE de Arduino para subir el código al Arduino
Abre el Monitor Serial
Presiona algunas teclas en el teclado numérico
Mira el resultado en el Monitor Serial

COM6

Send

3 6 9 4 * #

Autoscroll Show timestamp

Clear output

9600 baud

Newline

Teclado numérico y contraseña

Una aplicación popular del teclado numérico es la entrada de contraseñas. En esta aplicación, especificamos dos teclas especiales:

Una tecla para iniciar/reiniciar la introducción de la contraseña. Por ejemplo, la tecla "*"
Una tecla para terminar la introducción de la contraseña. Por ejemplo, la tecla "#"

La contraseña será una cadena que contiene las teclas restantes, excepto dos teclas especiales seleccionadas.

Cuando se pulsa una tecla.

Si la tecla no es ni '*' ni '#', añade la tecla a la cadena de la contraseña introducida por el usuario.
Si la tecla es '#', compara la cadena de la contraseña introducida por el usuario con la contraseña para determinar si la contraseña introducida es correcta o no, y luego borra la cadena de la contraseña introducida por el usuario.
Si la tecla es '*', borra la cadena de la contraseña introducida por el usuario.

Teclado numérico - Código de acceso

/* * Este código de Arduino fue desarrollado por es.newbiely.com * Este código de Arduino se proporciona al público sin ninguna restricción. * Para tutoriales completos y diagramas de cableado, visite: * https://es.newbiely.com/tutorials/arduino/arduino-keypad */ #include <Keypad.h> const int ROW_NUM = 4; //four rows const int COLUMN_NUM = 3; //three columns char keys[ROW_NUM][COLUMN_NUM] = { {'1','2','3'}, {'4','5','6'}, {'7','8','9'}, {'*','0','#'} }; byte pin_rows[ROW_NUM] = {9, 8, 7, 6}; //connect to the row pinouts of the keypad byte pin_column[COLUMN_NUM] = {5, 4, 3}; //connect to the column pinouts of the keypad Keypad keypad = Keypad( makeKeymap(keys), pin_rows, pin_column, ROW_NUM, COLUMN_NUM ); const String password = "1234"; // change your password here String input_password; void setup(){ Serial.begin(9600); input_password.reserve(32); // maximum input characters is 33, change if needed } void loop(){ char key = keypad.getKey(); if (key){ Serial.println(key); if(key == '*') { input_password = ""; // clear input password } else if(key == '#') { if(password == input_password) { Serial.println("password is correct"); // DO YOUR WORK HERE } else { Serial.println("password is incorrect, try again"); } input_password = ""; // clear input password } else { input_password += key; // append new character to input password string } } }

Ejecuta el código anterior
Abre el Monitor Serial
Presiona las teclas "123456" y presiona "#"
Presiona las teclas "1234" y presiona "#"
Consulta el resultado en el Monitor Serial

COM6

Send

password is incorrect, try again password is correct

Autoscroll Show timestamp

Clear output

9600 baud

Newline

Video Tutorial

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Conocimientos Adicionales

Desafíate a ti mismo

Muestra la tecla pulsada del teclado numérico en la pantalla LCD. Pista: Consulta Arduino - LCD
Crea una cerradura con protección por contraseña usando el teclado numérico.

Tutoriales Relacionados

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