تماشا در یوتیوب

نحوه استفاده از صفحه‌کلید نرم‌افزاری ۴×۴ با آردوینو

در این آموزش، نحوه اتصال و استفاده از یک کی‌پد نرم 4x4 با آردوینو را بررسی خواهیم کرد. این کی‌پد دارای شانزده کلید است اما برای اتصال تنها به هشت پایه نیاز دارد، که آن را به یک دستگاه ورودی جمع‌وجور و کارآمد برای پروژه‌های گوناگون تبدیل می‌کند. تا پایان این راهنما قادر خواهید بود ورودی‌ها را از کی‌پد بخوانید و بر اساس آن‌ها عملیات را اجرا کنید.

ما از آن استفاده خواهیم کردKeypadکتابخانه‌ای برای ارتباط با صفحه‌کلید که به ما اجازه می‌دهد به‌راحتی تشخیص دهیم کدام کلید فشرده شده است. برنامه‌ای که پیاده‌سازی خواهیم کرد، کلید فشرده‌شده را روی نمایشگر مسلسل نمایش می‌دهد و هنگام فشرده شدن یک کلید خاص، مانند کلید '4'، اقدام مناسب را انجام می‌دهد. برای راهنمایی بصری بیشتر، حتماً ویدیوی مربوط را در زمان 00:00 بررسی کنید.

توضیح سخت‌افزار

جزء اصلی این پروژه کی‌پد نرم 4x4 است که از 16 دکمه تشکیل شده که در یک شبکه چیده شده‌اند. هر دکمه به یک پایهٔ مشخص روی آردوینو متصل می‌شود و این امکان را می‌دهد تا آردوینو هنگام فشرده شدن یک دکمه آن را تشخیص دهد. کی‌پد با استفاده از روش اسکن ماتریسی عمل می‌کند که در آن سطرها و ستون‌ها به ترتیب فعال می‌شوند تا مشخص شود کدام کلید فشرده شده است.

برای اتصال کی‌پد، باید از هشت پایه دیجیتال روی آردوینو استفاده کنید. ردیف‌ها معمولاً به پایه‌های 2 تا 5 متصل می‌شوند، در حالی که ستون‌ها به پایه‌های 6 تا 9 متصل می‌شوند. این چینش به آردوینو اجازه می‌دهد وضعیت هر کلید را به‌طور مؤثر بخواند.

جزئیات مشخصات فنی

• برای جلوگیری از خوانش‌های نادرست، از سیم‌کشی صحیح پایه‌های سطر و ستون اطمینان حاصل کنید.
• در صورت لزوم از مقاومت‌های پول-آپ برای پایدار کردن مقادیر ورودی استفاده کنید.
• کلیدها را در نرم‌افزار ضد جهش کنید تا از خوانش‌های متعدد برای یک فشار واحد جلوگیری شود.
• هر کلید را به‌صورت جداگانه امتحان کنید تا از عملکرد آن اطمینان حاصل کنید.
• برای حفظ عملکرد، صفحه‌کلید را خشک و تمیز نگه دارید.

راهنمای سیم‌کشی

برای سیم‌کشی صفحه‌کلید 4x4 به آردوینو، پایه‌های ردیف صفحه‌کلید را به پایه‌های دیجیتال آردوینو به‌شرح زیر متصل کنید: ردیف اول را به پایه2, ردیف دوم برای سنجاق کردن3, ردیف سوم برای سنجاق کردن4, و ردیف چهارم را برای سنجاق کردن5. برای پایه‌های ستون، ستون اول را به پایه وصل کنید6، ستون دوم برای سنجاق کردن7, ستون سوم برای سنجاق کردن8, و ستون چهارم برای سنجاق کردن9.

این پیکربندی به آردوینو اجازه می‌دهد تا به‌طور کارآمد ردیف‌ها و ستون‌ها را اسکن کند. حتماً اتصالات را دوباره بررسی کنید تا مطمئن شوید هر پایه به‌درستی به ردیف یا ستون تعیین‌شده مربوط است. در ویدیو، پیکربندی‌های سیم‌کشی جایگزین به‌طور خلاصه بررسی شده‌اند (در ویدیو در 01:15). اگر تصمیم گرفتید سیم‌کشی را به‌صورت متفاوت انجام دهید، به‌سادگی شماره پایه‌ها را در شِفر (کود) مطابق آن به‌روزرسانی کنید.

نمونه‌های شِفر (کود) و راهنمای گام‌به‌گام

در شِفر (کود)، با وارد کردنِKeypadکتابخانه و تعریف چیدمان صفحه‌کلید. سطرها و ستون‌ها با استفاده از آرایه‌ها تنظیم می‌شوند، جایی کهrowPinsبه پایه‌های دیجیتال متصل به ردیف‌ها و نگاشت می‌شودcolPinsبه ستون‌ها نگاشت می‌شود.

const byte ROWS = 4; //four rows
const byte COLS = 4; //four columns
char keys[ROWS][COLS] = {
  {'1','2','3','A'},
  {'4','5','6','B'},
  {'7','8','9','C'},
  {'*','0','#','D'}
};

در این بخش، تعداد ردیف‌ها و ستون‌ها و همچنین چیدمان نویسه‌های کلیدها را مشخص می‌کنیم. این پیکربندی برای تشخیص اینکه بر اساس ردیف و ستون فعال‌شده کدام کلید فشرده شده است، حیاتی است.

void setup(){
  Serial.begin(9600);
}

آنsetupاین تابع ارتباط سریال را با نرخ 9600 بیت بر ثانیه راه‌اندازی می‌کند. این امر برای ارسال داده‌های مربوط به فشردن کلید به نمایشگر مسلسل جهت اشکال‌زدایی و تأیید صحت مهم است.

void loop(){
  char key = keypad.getKey();
  if (key){
    Serial.println(key);
  } 
  if (key =='4'){
    Serial.println("Key 4 is pressed");
  }
}

درloopدر تابع، ما به‌طور پیوسته برای یافتن کلیدی که فشرده شده است با استفاده ازkeypad.getKey(). اگر کلیدی فشرده شود، مقدار آن کلید را در نمایشگر مسلسل چاپ می‌کند. علاوه بر این، اگر کلید '4' فشرده شود، پیامی خاص چاپ می‌کند که نشان می‌دهد کلید '4' فعال شده است. این بخش از شِفر (کود) امکان تعامل در زمان واقعی را بر اساس ورودی کاربر فراهم می‌کند.

نمایش / چه انتظاری باید داشته باشید

پس از اینکه همه چیز راه‌اندازی شد و شِفر (کود) روی آردوینو شما آپلود شد، باید کلیدهای فشرده‌شده در Serial Monitor نمایش داده شوند. اگر کلید 4 را فشار دهید، پیام «کلید 4 فشرده شد» ظاهر می‌شود که تأیید می‌کند ورودی با موفقیت شناسایی شده است. مراقب مشکلات رایج مانند ورودی‌های شناور یا سیم‌کشی نادرست باشید، چون می‌توانند به خوانش‌های اشتباه منجر شوند (در ویدئو در 02:30).

برچسب‌های زمانی ویدیو

• 00:00- معرفی صفحه‌کلید
• 01:15- دستورالعمل‌های سیم‌کشی
• 02:30- توضیح و نمایش شِفر (کود)

تصاویر

4x4 soft keypdad back view

4x4 soft keypdad

4x4 soft keypdad connector

4x4 soft keypdad

Arduino wiring for 4x4 soft keypad

4x4 soft keypdad back view

4x4 soft keypdad

4x4 soft keypdad connector

4x4 soft keypdad

Arduino wiring for 4x4 soft keypad