Teclado de painel com display LCD e Arduino Uno: 9 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:39

Este é um teclado matricial rodando junto com um display LCD e um Arduino Uno, o mais básico que existe hoje. O objetivo desta configuração é criar um programa que receba uma senha digitada no teclado matricial, compare-a com a senha correta e exiba uma mensagem de confirmação no visor.

É importante lembrar que tanto o teclado de matriz quanto esta tela funcionam com ESP8266 e ESP32.

Como você pode ver, alimentamos o circuito com o Arduino via USB, já que não estamos usando uma fonte externa. Oito fios conectados de forma muito simples às portas do Arduino fazem a conexão do nosso teclado. Este teclado não tem alimentação e é passivo, o que facilita muito as conexões.

O display é conectado a um Arduino via UART, a porta serial, que também alimenta o dispositivo.

Numa demonstração, mostramos no vídeo nosso circuito verificando se a senha digitada no teclado está correta ou não.

No PDF utilizado no vídeo e disponível aqui, temos a pinagem completa do chip em uso.

Etapa 1: exibição serial

Este é o display serial que se comunica com o UART, que é RS com um TXRX. Também existe em versões I2C, mas outros modelos permanecerão para uma próxima montagem. Neste caso, este display funciona pela UART by RS.

Etapa 2: Teclado Matrix

O exemplo do teclado matricial que usamos é o da foto, e fica do lado direito. Temos um diagrama que mostra como funciona. Na verdade, possui apenas linhas 4x4. Assim, utiliza o mínimo de fios; um fio para cada linha e coluna, de modo que haja oito fios no total.

Não precisa de alimentação porque funciona da seguinte maneira: quando o 7 é pressionado, o teclado pega o 7 e se conecta à linha e coluna, o que possibilita a identificação ao escanear o algoritmo automaticamente.

É importante lembrar que qualquer teclado 4x4 que seja matricial funcionará nesta montagem.

Etapa 3: Montagem

No esquema geral, conectamos oito fios diretamente às portas do Arduino, uma vez que o teclado não tem alimentação. No display, temos um sinal de RS 232, e potência positiva e negativa. A luz de fundo ainda está presente, que também já está conectada (identificada por BKL).

Etapa 4: Código Fonte

No código-fonte deste projeto, você deve incluir o serial e o teclado. Possui um conjunto RX_PIN e um TX_PIN, necessários para o software serial, e também o INVERTIDO 1. Este foi colocado embaixo para amplificar o sinal que usa entrada com lógica invertida.

// biblioteca responsável pela comunicação com o display LCD # inclui // biblioteca responsável por capturar a tecla que foi pressionada no teclado #incluir // pino invalido apenas usado no contrutor do SoftwareSerial # define RX_PIN 255 // pino TX da nossa ligação Arduino x Display LCD # define TX_PIN 3 // inverte a lógica dos pinos Rx e Tx, tratando LOW como HIGH e vice-versa # define INVERTED 1

Etapa 5: Comandos de exibição

Importante: neste display, não é suficiente apenas colocar um barbante nele. Você precisa enviar caracteres de controle. O PDF contém o link do site onde você tem um manual deste display. Mas se você tiver um display serial de outra marca, é bom olhar seus códigos de controle que dizem respeito a isso. Neste modelo, por exemplo, quando enviamos um determinado controle (informações para este display, por exemplo), precisamos enviar um prefixo, o número 254, para possibilitar a comunicação.

Portanto, configuramos um ARRAY para facilitar as coisas, que é uma coleção de variáveis que são acessadas com um índice numérico. Isso será enviado ao display como uma configuração inicial.

// comando para limpar toda a tela do displayconst char limparTela = {254, 1}; // comandos de configuração inicial / * 254, 254 acende o backlight 254, 1 limpa a tela 254, 253, 1 configura o contraste em nível alto 254, 13 liga o cursor paraficar piscando * / const char configInicial = {254, 254, 254, 1, 254, 253, 1, 254, 13};

Etapa 6: Operação do teclado

Como funciona o teclado? Primeiro, ele monta um array. Esta matriz é do caractere que realmente será exibido lá. Portanto, se eu colocar um X, quando pressiono o primeiro botão esquerdo na parte superior, ele é exibido. Este é o conteúdo do teclado, que é o que ele comandará.

Outras coisas para as quais temos a definição são a linha número 4 e a coluna número 4, no caso do ARRAY deste teclado. Ainda temos pinos das linhas, que são os pinos do Arduino e os pinos da coluna. Ainda temos um construtor customKeypad Keypad com os parâmetros de símbolo, pino, linha e coluna.

byte const LINHAS = 4; // número de linhas do tecladoconst byte COLUNAS = 4; // número de colunas do teclado // define uma matriz com os símbolos que deseja ser lido do teclado char SIMBOLOS [LINHAS] [COLUNAS] = {{'A', '1', '2', '3'}, { 'B', '4', '5', '6'}, {'C', '7', '8', '9'}, {'D', 'c', '0', 'e '}}; byte PINOS_LINHA [LINHAS] = {8, 9, 10, 11}; // pinos que indicam as linhas do teclado byte PINOS_COLUNA [COLUNAS] = {4, 5, 6, 7}; // pinos que indicam as colunas do teclado // Instância de Teclado, responsável por capturar a tecla pressionada Teclado customKeypad = Teclado (makeKeymap (SIMBOLOS), PINOS_LINHA, PINOS_COLUNA, LINHAS, COLUNAS);

Etapa 7: configuração de senha

Nesta parte, definimos a senha e, em seguida, precisamos inserir uma senha, que é uma string vazia. Abaixo, colocamos a instância do softwareSerial.

// variáveis resposnsáveis por armazenar como senhasconst String SENHA_ESPERADA = "1234ABCD"; String SENHA_DIGITADA = ""; // Instancia de SoftwareSerial para nos comunicar com o Display via serial SoftwareSerial displaySerial = SoftwareSerial (RX_PIN, TX_PIN, INVERTED);

Etapa 8: configuração

Quanto à configuração, aqui está o displaySerial.begin (2, 400), que é sobre a velocidade. No nosso caso, isso é suficiente para enviar um byte. Em seguida, há uma espera de 700 milissegundos. Incluímos displaySerial.print (initialConfig) da configuração inicial com um novo atraso de 10 milissegundos e vamos para a função de início. Na função de início, colocamos displaySerial.print ("senha:").

void setup () {Serial.begin (2400); // inicializando uma comunicação serial com o display // importante para a taxa de transmissão ser de 2400 displaySerial.begin (2400); // tempo de espera pela inicialização do display delay (700); // seta a configuração inicial do display displaySerial.print (configInicial); atraso (10); inicio (); } // função responsável por imprimir na tela a mensagem para digitar a senha // é chamada toda vez q a senha foi digitada e comparada, também quando // a tecla limpar display foi pressionada. void inicio () {displaySerial.print ("Senha:"); }

Etapa 9: Loop

No loop, criamos um customKey = customKeypad.getKey () e, na sequência, inserimos um comando Switch.

// captura a tecla pressionada do teclado char customKey = customKeypad.getKey (); // caso alguma tecla foi pressionada if (customKey) {Serial.println (customKey); switch (customKey) {/… /}}

Loop Switch Parte 1

Dentro do comando Switch: mostra a lista de possibilidades de teclas imprimíveis, se pressionadas, e incrementa a senha: pega a customKey e concatena a senha inserida. Em seguida, displaySerial.print (customKey) mostra o conteúdo da chave.

switch (customKey) {// caso alguma das teclas imprimíveis foi pressionada case 'A': case 'B': case 'C': case 'D': case '0': case '1': case '2': case '3': case '4': case '5': case '6': case '7': case '8': case '9': // concatena o novo símbolo a senha que estamos digitando SENHA_DIGITADA + = customKey; Serial.println (SENHA_DIGITADA); // imrpime na tela do símbolo pressionado displaySerial.print (customKey); pausa;

Loop Switch Parte 2

Neste código, mostramos um cenário para se a tecla CLEAR for pressionada. Se você digitar a letra C e limpar a variável que contém a senha que você está digitando, ele chama o comando para limpar a tela e reinicia.

// caso a tecla CLEAR tenha sido pressionado case 'c': // limpa a variável que guarda a senha que está sendo digitada SENHA_DIGITADA = ""; // chama o comando para limpar a tela displaySerial.print (limparTela); // configura a mensagem para digitar a senha inicio (); pausa;

Loop Switch Parte 3

Outra possibilidade é digitar a letra E. Neste caso, a tela será limpa e analisada se a senha digitada está correta ou incorreta. A seguir, daremos um novo atraso de 2 segundos, limparemos a tela, redefiniremos a variável de senha e retornaremos ao início.

// caso a tecla ENTER seja pressionada, devemos comparar como senhas case 'e': // limpa a tela displaySerial.print (limparTela); // se uma senha digitada foi igual a ESPERADA if (SENHA_ESPERADA == SENHA_DIGITADA) {Serial.println ("Senha Correta!"); // imprime mensagem de senha correta displaySerial.print ("Senha Correta !!!"); } // caso senha errada else {Serial.println ("Senha Incorreta!"); // imprime mensagem de senha incorreta displaySerial.print ("Senha Incorreta!"); } // aguarda 2 segundos para limpar a tela novamente e esperar uma nova senha ser digitada delay (2000); displaySerial.print (limparTela);