Teclados matriciales

Los teclados son una excelente manera de permitir que los usuarios interactúen con sus proyectos. Se pueden usar para navegar por los menús, introducir contraseñas o controlar los juegos y robots.

Básicamente un teclado matricial está compuesto por pulsadores organizados en filas y columnas formando una matriz.

¿Cómo funciona un teclado matricial?

Las teclas de un teclado están organizadas en filas y columnas. Existen múltiples teclados con diferente número de teclas, siendo los más habituales las configuraciones de 3×3, 3×4 y 4×4.

Este tipo de teclados están constituidos por 3 membranas superpuestas, dos membranas con material conductor y una en medio no conductora, para separarlas. En condiciones normales, el interruptor se encuentra abierto, pero al presionar la tecla, la membrana superior e inferior entran en contacto permitiendo la circulación de la corriente.

El esquema de conexión de un teclado 4×4 sería:

Como podemos observar los pulsadores están distribuidos en filas y columnas. Para detectar la pulsación de una tecla tendremos que conocer la posición (X, Y). Por ejemplo, la tecla del número 5 corresponde a la fila 2 y columna 2, por lo que se encuentra en la posición (2,2).

Conexión con Arduino.

Esquema:

Para el montaje, conectamos todos los pines a las salidas digitales de Arduino, por ejemplo, el esquema nos podría quedar de la siguiente forma:

Código sin utilizar librería:

byte pinesFilas[] = {11,10,9,8}; 
byte pinesColumnas[] = {7,6,5,4};
const byte numeroFilas = 4;
const byte numeroColumnas = 4;
char teclas[4][4] = {{'1','2','3','A'}, 
                     {'4','5','6','B'}, 
                     {'7','8','9','C'}, 
                     {'*','0','#','D'}};
void setup(){
  for (int nF = 0; nF < numeroFilas; nF++) {
     pinMode(pinesFilas[nF], OUTPUT);
     digitalWrite(pinesFilas[nF], HIGH);
  }

  for (int nC = 0; nC < numeroColumnas; nC++) {
     pinMode(pinesColumnas[nC], INPUT_PULLUP);
  } 
   
  Serial.begin(9600);
  Serial.println("Teclado 4x4");
  Serial.println();
}
 
void loop(){
    for (int nF = 0; nF < numeroFilas; nF++){
      digitalWrite(pinesFilas[nF], LOW);
      for (int nC = 0; nC < numeroColumnas; nC++) {
        if (digitalRead(pinesColumnas[nC]) == LOW){
          Serial.print("Tecla: ");
          Serial.println(teclas[nF][nC]);
          while(digitalRead(pinesColumnas[nC]) == LOW){}
        }
      }
      digitalWrite(pinesFilas[nF], HIGH);
    }
   delay(10);
}

Código utilizando la librería Keypad:

#include <Keypad.h>
 
const byte filas = 4;
const byte columnas = 4;
 
char botones[filas][columnas] = {
   { '1','2','3', 'A' },
   { '4','5','6', 'B' },
   { '7','8','9', 'C' },
   { '#','0','*', 'D' }
};
 
const byte pinesFilas[filas] = { 11, 10, 9, 8 };
const byte pinesColumnas[columnas] = { 7, 6, 5, 4 };
 
Keypad teclado = Keypad(makeKeymap(botones), pinesFilas, pinesColumnas, filas, columnas);
 
void setup() {
   Serial.begin(9600);
   Serial.println("Teclado 4x4");
   Serial.println();
}
 
void loop() {
   char tecla = teclado.getKey();
 
   if (tecla) {
      Serial.print("Tecla: ");
      Serial.println(tecla);
   }
}