4×4 klahvistik ja Arduino

Selles postituses pöörame tähelepanu klahvistikele (keypad), mida saame hõlpsasti Arduinoga ühendada ja mingit informatsiooni edasi anda. Seda saab kasutada näiteks koodiluku ja kalkulaatorite loomisel. Klahvistikke on loodud erineva suuruse ja tehnoloogiaga. Minul on hetkel laual 4×4 painduv ja nuppudega klahvistik.

Klahvistiku tööpõhimõte

Põhimõttelt on need kõik sarnased. Nupud on paigutatud ridadesse ja veergudeses. Meie puhul siis 4 rida ja 4 veergu. Millist nuppu vajutatakse tuvastataksegi rea ja veeru ristumise kohas.

Klahvistiku ühendamine Arduinoga

Kasutamiseks ühendame need Arduino pesadesse 2-9.

Ja et meil oleks lihtsam koodi kirjutada laeme alla teegi library.zip faili ning lisame selle programmi Sketch>Include Library>Add .ZIP Library…

Nüüd enne koodi kirjutamist peame lisama Keypad.h teegi ja ülejäänud koodi. Esialgu loome koodi, mis tuvastab kasutaja klahvivajutusi ning kuvab need konsooliaknas.

#include <Keypad.h>

const byte numRows = 4; //neli rida
const byte numCols = 4; //neli veergu

//klahvide väärtused
char keymap[numRows][numCols]= 
  {
    {'1', '2', '3', 'A'}, 
    {'4', '5', '6', 'B'}, 
    {'7', '8', '9', 'C'},
    {'*', '0', '#', 'D'}
  };

//pordid kuhu ühendasime klahvistiku viigud
byte rowPins[numRows] = {9,8,7,6};
byte colPins[numCols] = {5,4,3,2};

//loome uue objekti minu klahvide jaoks
Keypad minuKlahvid = Keypad(makeKeymap(keymap), rowPins, colPins, numRows, numCols);

void setup() {
  Serial.begin(9600); //kuvame klahvi väärtuse konsoolis
}

void loop() {
  //programm tuvastab millist klahvi vajutasid ja väljastab selle väärtuse
  char klahv = minuKlahvid.getKey();
  if (klahv != NO_KEY){
    Serial.print(klahv);
  }
}

#include <Keypad.h>

const byte numRows = 4; //neli rida

const byte numCols = 4; //neli veergu

//klahvide väärtused

char keymap[numRows][numCols]=

{

{'1', '2', '3', 'A'},

{'4', '5', '6', 'B'},

{'7', '8', '9', 'C'},

{'*', '0', '#', 'D'}

};

//pordid kuhu ühendasime klahvistiku viigud

byte rowPins[numRows] = {9,8,7,6};

byte colPins[numCols] = {5,4,3,2};

//loome uue objekti minu klahvide jaoks

Keypad minuKlahvid = Keypad(makeKeymap(keymap), rowPins, colPins, numRows, numCols);

void setup() {

Serial.begin(9600); //kuvame klahvi väärtuse konsoolis

}

void loop() {

//programm tuvastab millist klahvi vajutasid ja väljastab selle väärtuse

char klahv = minuKlahvid.getKey();

if (klahv != NO_KEY){

Serial.print(klahv);

}

Funktsionaalsuse lisamine

Lisame natuke funktsionaalsust ja tekitame nö. suletus ukse kontrolli. Kui kasutaja on parooli õigesti sisestanud, siis avame “ukse” ja näitame rohelist LED’i. Kui uks on suletud, siis punast. Koodi kontrollimisel kasutame lihtsat meetodit. Kui esimene sümbol on arvatud, siis kontrollime järgmist jne. Kui kõik arvatud, siis * või # abil saame “ukse” jälle sulgeda.

#include <Keypad.h>

const byte numRows = 4; //neli rida
const byte numCols = 4; //neli veergu

//klahvide väärtused
char keymap[numRows][numCols]= 
  {
    {'1', '2', '3', 'A'}, 
    {'4', '5', '6', 'B'}, 
    {'7', '8', '9', 'C'},
    {'*', '0', '#', 'D'}
  };

//pordid kuhu ühendasime klahvistiku viigud
byte rowPins[numRows] = {9,8,7,6};
byte colPins[numCols] = {5,4,3,2};

//loome uue objekti minu klahvide jaoks
Keypad minuKlahvid = Keypad(makeKeymap(keymap), rowPins, colPins, numRows, numCols);

char password[] = "789A";
int pos = 0;
int red = 12;
int green = 13;

void setup() {
  Serial.begin(9600); //kuvame klahvi väärtuse konsoolis
  pinMode(red, OUTPUT);
  pinMode(green, OUTPUT);
  LukuOlek(true); //kui see olek on true, siis on "uks lukus"
}

void loop() {
  //programm tuvastab millist klahvi vajutasid ja väljastab selle väärtuse
  char klahv = minuKlahvid.getKey();
  
  //kui klahvi on vajutatud, siis kuvame tärni
  if (klahv != NO_KEY){
    Serial.print("*");
  }

  //kui vajutada * või #, siis alustatakse kontrolli algusest
  if(klahv=='*' || klahv=='#'){
    pos = 0;
    LukuOlek(true);
  }

  //kui sisestus klapib, siis muudetakse indeksit ja toimub uus kontroll
  if(klahv == password[pos]){
    pos++;
    }

  //kui kõik on arvatud, siis avatakse "uks"
   if(pos==strlen(password)){
    LukuOlek(false);
    }
    delay(100);
}

//funktsioon vastavate tulukeste kontrolliks
void LukuOlek(int locked){
  if(locked){
    digitalWrite(red, HIGH);
    digitalWrite(green, LOW);
    Serial.print("\nLukus. Sisesta parool:");
  }else{
    digitalWrite(red, LOW);
    digitalWrite(green, HIGH);
    Serial.print("\nAvatud. Sulgemiseks vajuta * v6i #");
  }
}

#include <Keypad.h>

const byte numRows = 4; //neli rida

const byte numCols = 4; //neli veergu

//klahvide väärtused

char keymap[numRows][numCols]=

{

{'1', '2', '3', 'A'},

{'4', '5', '6', 'B'},

{'7', '8', '9', 'C'},

{'*', '0', '#', 'D'}

};

//pordid kuhu ühendasime klahvistiku viigud

byte rowPins[numRows] = {9,8,7,6};

byte colPins[numCols] = {5,4,3,2};

//loome uue objekti minu klahvide jaoks

Keypad minuKlahvid = Keypad(makeKeymap(keymap), rowPins, colPins, numRows, numCols);

char password[] = "789A";

int pos = 0;

int red = 12;

int green = 13;

void setup() {

Serial.begin(9600); //kuvame klahvi väärtuse konsoolis

pinMode(red, OUTPUT);

pinMode(green, OUTPUT);

LukuOlek(true); //kui see olek on true, siis on "uks lukus"

}

void loop() {

//programm tuvastab millist klahvi vajutasid ja väljastab selle väärtuse

char klahv = minuKlahvid.getKey();

//kui klahvi on vajutatud, siis kuvame tärni

if (klahv != NO_KEY){

Serial.print("*");

}

//kui vajutada * või #, siis alustatakse kontrolli algusest

if(klahv=='*' || klahv=='#'){

pos = 0;

LukuOlek(true);

}

//kui sisestus klapib, siis muudetakse indeksit ja toimub uus kontroll

if(klahv == password[pos]){

pos++;

}

//kui kõik on arvatud, siis avatakse "uks"

if(pos==strlen(password)){

LukuOlek(false);

}

delay(100);

}

//funktsioon vastavate tulukeste kontrolliks

void LukuOlek(int locked){

if(locked){

digitalWrite(red, HIGH);

digitalWrite(green, LOW);

Serial.print("\nLukus. Sisesta parool:");

}else{

digitalWrite(red, LOW);

digitalWrite(green, HIGH);

Serial.print("\nAvatud. Sulgemiseks vajuta * v6i #");

}

Igaks juhuks joonise ka :)

Ülesanded

Lisan siia mõningad ülesanded lahendamiseks. Kui hätta jääd, siis võid abi leida Arduino kursuselt: https://www.metshein.com/course/arduino/

Suhtle kasutajaga läbi LCD ekraani
Kasuta helisignaale klahvivajutustel
Kasuta “ukse” avamiseks servomootorit, releed vms
Muuda kood turvalisemaks. Kaitse näiteks spämmimise ees – et kui kasutaja on vajutanud ühe sümboli rohkem kui paroolis on märke, hakkab midagi vilkuma või karjuma
Loo projekt, kus ma saan sisse/välja lülitada “erinevate ruumide” valgustuse ja võimalus neid korraga sisse/välja lülitada.
Muuda süsteem juhmevabaks (bluetooth või wifi)

jaanuar 4, 2017