Matriz de interruptores y botones SPST con Arduino

Estoy seguro de que esto se ha publicado al menos un millón de veces en la web en algún lugar. Resulta que recogí esta imagen de un manual en PDF que se encuentra en un sitio web que contiene documentos para capturar direcciones de correo electrónico, etc. Por lo tanto, no estoy proporcionando un enlace a ese sitio. De todos modos, es un buen diagrama:

EsossontodoslosconmutadoresSPST.(SialgunavezquieremanejarunSPDT,simplementetomedosfilasenunacolumnaarribaparaeso).

Losdiodosanterioressepuedencablearconpolaridadopuesta.Todoloquehaceescambiarelsignificadode"activo" frente a "inactivo". Como se muestra arriba, "activo" significa "HI".

La matriz anterior es más grande de lo que especificó. Pero transmite la idea y es incluso más grande de lo que necesita. Solo recorta filas o columnas, según corresponda.

No se muestran en la matriz anterior las resistencias "desplegables" en cada una de las columnas. Esto es para que cuando un interruptor en una fila activa no esté activado, el valor leído por la entrada de la columna será un BAJO definido. Pero si el interruptor está activado en una fila activa, entonces el diodo se detendrá en la línea de la columna y se leerá como ALTO definido por las entradas de la columna.

Para escanear, haría todas sus filas como salidas, con solo una de las filas active a la vez. Los demás serían inactive . Las columnas serían entradas.

Cuando una fila está activa, se leen los valores de todas las columnas. Por lo general, es conveniente organizar todas las columnas para que se adhieran a los pines en el mismo puerto de E / S de su MCU. Hace que leerlos sea más fácil / mejor.

Sería aconsejable hacer también la publicación de estos valores de columna. Usualmente uso una pequeña máquina de estado para este propósito, con \ $ 8 \: \ text {ms} \ $ por muestra y usando tres muestras para que cualquier interruptor complete su máquina de estado y sea reconocido como un valor. Se encuentra un ejemplo de la máquina de estado que uso aquí , aquí , y aquí . Por lo tanto, para mí esto es \ $ 24 \: \ text {ms} \ $ por valor abonado. Sin embargo, necesitas resolver tus propios problemas.

Si observa detenidamente la matriz anterior, creo que puede ver que si solo una fila está activa (ALTA en este caso) y todas las demás filas están inactivas (BAJA), entonces solo los interruptores a lo largo de esa fila están capaz de afectar los valores de columna que lees. Las demás filas (LOW inactivo) tendrán sus diodos polarizados en sentido inverso y no pueden afectar a la línea de la columna. Esto evita la interferencia de los conmutadores que no se están escaneando en este momento.

Hay muchos otros problemas con los que puede que tenga que lidiar. Ya he aludido a uno: tiempo de rebote. Pero hay más. ¿Cómo desea manejar eventos de pulsación múltiple, reinicio de teclas, combinaciones de teclas, etc.? Pero eso es solo software. Así que hazlo.

  

Mientras leía, descubrí acerca de fantasmas y enmascaramiento; y que un   diodo se utiliza para solucionar problemas con varios botones pulsados, aunque   No estoy seguro de que esto se aplique al SPST; así que antes de desarmar el   controlador, quiero entender mejor cuál es el problema que soy   experimentando.

Tome un ejemplo simple de una matriz de conmutación que no utiliza diodos: -

He mostrado dos interruptores que están activados y, para este ejemplo, asumo que los interruptores normalmente están abiertos. Inmediatamente tiene un problema porque Y1 se acorta a Y3 y estas son salidas de controlador de fila. En otras palabras, sin un diodo en serie con cada interruptor, no se puede averiguar qué botones se presionan si se activa más de uno. Y1 cortocircuita a Y3 y produce un nivel de unidad lógica indeterminado.

Si desea determinar el estado de cada conmutador, necesita diodos en serie con CADA conmutador, de modo que Y1 no llegue a Y3 (en este ejemplo).