Informe 8 lab digitales

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Teclado matricial y Pantalla LCD 16x2
Informe #8
Paternina Fuentes Jhon Jairo
Ceballos Betancur Laura Yuliana
Universidad de Antioquia
Facultad de Ingeniería
Departamento de Ingeniaría Eléctrica
Laboratorio de circuitos digitales
Medellín
2021 1
Introducción
Para el ingeniero electricista, dentro de su labor, en la electrónica digital, utilizar librerías en Arduino optimiza nuestro código ya que nos evita realizar la programación de varias líneas de código enfocadas a lo que queremos hacer, además, optimizar el código no solo tiene que ver con las librerías, también está relacionado con varios elementos desarrollados de forma que los procesos se vuelvan más sencillos, uno de estos aparatos es el teclado matricial el cual dispone de una serie de conexiones las cuales se conectan a menos pines digitales del Arduino y cumplen varias funciones para procesar números, texto, claves, etc.
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Objetivos
· Aprender a utilizar las librerías en arduino.
· Aprender a utilizar el teclado matricial y la pantalla LCD con arduino.
Equipos y elementos necesarios
· Computador con el software de arduino instalado.
· Placa arduino UNO
· Cable USB.
· Teclado matricial 4x4
· LCD 16x2
· Cables de conexión.
· Protoboard.
Resumen de la consulta previa
¿Qué son las librerías de arduino?
Las librerías en Arduino y en cualquier software de programación son colecciones de programas que facilitan la ejecución de una serie de funciones que se relacionan entre sí.
Las librerías que utilizamos en Arduino y en cualquier software de programación funcionan de la misma manera que una biblioteca, encuentras la información sobre algo en específico y después esta información se utiliza dentro del proyecto que estés desarrollando según te convenga o lo necesites.
Enfocándonos más en Arduino, una librería es una colección de funciones que se incluyen de manera muy sencilla y clara en tu código o comúnmente llamado sketch, esta librería proporciona una cierta funcionalidad específica.
Debemos tener en cuenta que una librería puede usarse en varios proyectos diferentes.
Es importante asociar o “llamar” estas librerías al inicio del Sketch ya que, si no lo hacemos, vamos a encontrar variables no definidas o posibles errores en el desarrollo del código.
¿Cómo instalar librerías de arduino?
Tenemos 3 maneras de instalar una librería en la IDE de Arduino, pero esto depende de la librería y la manera en la cual la hayamos conseguido, las 3 maneras son las siguientes:
1. Gestor de Librerías: Esta es la forma más sencilla en el caso de que la librería se encuentra en el IDE de Arduino, se selecciona y aparecerá en nuestro script.
2. Importar una librería desde un archivo en formato ZIP: Si la librería que necesitamos no se encuentra en el IDE de Arduino, la descargamos del sitio del autor y la importamos a través del IDE de Arduino.
3. Instalación manual de una librería: En este caso, descargamos la librería que necesitamos y la copiamos en la carpeta raíz de librerías de Arduino.
 ¿Cuál es la librería usada para trabajar con la pantalla LCD y cuáles son las funciones básicas?
La biblioteca que usamos para trabajar con la pantalla LCD se llama LiquidCrystal Library.
Esta biblioteca nos permite controlar pantallas LiquidCrystal (LCD) que están estructuradas en función del chipset HITACHI HD44780 (o chipsets compatibles), este chipset se encuentra en la mayoría de las pantallas LCD que se basan en texto.
Esta biblioteca funciona en modo 4 u 8 bits, es decir, usando 4 u 8 líneas de datos además de las líneas rs, enable y, opcionalmente, las líneas de control rw.
Las funciones que tiene esta librería son las siguientes:
LiquidCrystal()
 begin()
 clear()
 home()
 setCursor()
 write()
 print()
 cursor()
 noCursor()
 blink()
 noBlink()
 display()
 noDisplay()
 scrollDisplayLeft()
 scrollDisplayRight()
 autoscroll()
 noAutoscroll()
 leftToRight()
 rightToLeft()
 createChar()
¿Cómo funciona un teclado matricial?
Los teclados matriciales usan una combinación de filas y columnas para conocer el estado de los botones. Cada tecla es un pulsador conectado a una fila y a una columna. Cuando se pulsa una de las teclas, se cierra una conexión única entre una fila y una columna.
Para que nuestro arduino sepa que tecla pulsar, basta con poner tensión en las filas de forma secuencial y luego leer las columnas para ver cuál de ellas tiene HIGH.
Cuando se pulsa una de las teclas, se cierra una conexión única entre una fila y una columna.
De este modo, para leer un teclado matricial de 4×4 necesitamos 8 hilos en lugar de 16, aunque nos dará un poco más de guerra a la hora de programar.
¿Cuáles son las funciones básicas de la librería Keypad para el manejo del teclado matricial?
· void begin(makeKeymap(userKeymap)): Inicia el mapa del teclado interno para que sea igual a userKeymap.
· char waitForKey(): Esta función esperará eternamente hasta que alguien presione una tecla. Advertencia: Bloquea todos los demás códigos hasta que se presiona una tecla. Eso significa que no hay LED parpadeando, no hay actualizaciones de la pantalla LCD, no nada con la excepción de las rutinas de interrupción.
· char getKey(): Devuelve la tecla presionada, si la hay. Esta función no es bloqueante.
· KeyState getState(): Devuelve el estado actual de cualquiera de las claves. Los cuatro estados son INACTIVO, PRESIONADO, LIBERADO y RETENIDO.
· boolean keyStateChanged(): Le permite saber cuándo la clave ha cambiado de un estado a otro. Por ejemplo, en lugar de simplemente probar una tecla válida, puede probar cuándo se presionó una tecla
· setHoldTime(unsigned int time): Establezca la cantidad de milisegundos que el usuario tendrá que mantener presionado un botón hasta que se active el estado HOLD.
· setDebounceTime(unsigned int time): Establezca la cantidad de milisegundos que el teclado esperará hasta que acepte una nueva pulsación de tecla / keyEvent. Este es el método antirrebote de "retardo de tiempo".
· addEventListener(keypadEvent): Activa un evento si se usa el teclado. Puede cargar un ejemplo en el IDE de Arduino
Procedimiento y Resultados
1- Realice el montaje mostrado en la figura 1.
2- Diseñar en arduino un programa que permita escribir los números del teclado en la pantalla LCD. Las letras A, B y C tendrán funciones especiales:
· La tecla A llevara el cursor del teclado a la posición (0,0).
· La tecla B llevara el cursor a la posición (1,0).
· La letra C borrara la pantalla.
Oprimiendo A
Oprimiendo B
Oprimiendo C
Codigo utilizado
Conclusiones
Es importante tener en cuenta que las matrices sirven para ganar claridad y simplicidad en el código, además de facilitar la programación, es por esto por lo que el uso de un teclado matricial en Arduino nos permite tener un script más sencillo y óptimo sin utilizar muchas salidas digitales del Arduino.
Utilizar librerías en Arduino es una práctica muy común ya que facilitan el trabajo y nos ahorra tiempo en programación de funciones que hagan las tareas ya inmersas en la librería.
Los teclados matriciales y pantallas LCD nos permiten crear una serie de eventos desde dar un mensaje al usuario, crear una contraseña o incluso prender un led, en ocasiones, estos elementos se usan para realizar actividades de control de aparatos electrónicos que puedan ser automatizados.
Bibliografía
Guía a la programación de arduino III - librerías. Consultado (septiembre 2021) en:
Guía a la programación de Arduino III - Librerías | Tienda y Tutoriales Arduino (prometec.net)
Como instalar una librería en arduino. Consultado (septiembre 2021) en:
Como instalar una librería de Arduino - Geek Factory
Teclados matriciales. Consultado (septiembre 2021) en:
Teclados matriciales | Tienda y Tutoriales Arduino (prometec.net)
Arduino keypad. Consultado (septiembre 2021) en:
Arduino Playground- Keypad Library