mardi 26 juin 2012

Arduino, clavier numérique et afficheur LCD

Je me suis procuré un petit clavier numérique à 16 touches:  il s'agit du modèle qui ne coûte presque rien en frais postaux puisqu'il est aussi mince et flexible qu'un petit carré de carton.  J'ai l'intention d'ajouter ce clavier numérique à mon clavier MIDI, car j'ai constaté que naviguer à travers des dizaines de banques de sons en ne disposant que d'un bouton "up" et d'un bouton "down", ce n'est vraiment pas pratique.  Grâce à ce "keypad", je pourrai accéder directement à la banque de son désirée, à la condition de connaître son numéro.

Mais avant tout, j'ai fait quelques tests afin de me familiariser avec mon nouveau gadget.

Il s'agit donc d'un petit clavier comportant 16 touches:  en plus des chiffres, j'ai les 4 premières lettres de l'alphabet, ainsi que les symboles "*" et "#".  8 connecteurs permettent de le brancher à l'Arduino.  Au moyen d'un multimètre, j'ai rapidement constaté que les 4 premiers connecteurs sont reliés aux lignes alors que les 4 derniers sont reliés au colonnes.  Par exemple, si j'appuie sur la touche "6" (deuxième ligne, troisième colonne), la résistance devient nulle entre les connecteurs 2 et 7.

Après avoir installé la bibliothèque "keypad", j'ai expérimenté le sketch suivant, pour vérifier que tout fonctionnait convenablement:  chaque fois qu'une touche est enfoncée, le nom de la touche est affiché dans le moniteur série.  La seule modification notable par rapport au sketch fourni avec la librairie, c'est que j'ai dû régler le "debounce time" à une valeur assez élevée, car les touches avaient tendance à réagir deux fois quand mon intention était de ne les enfoncer qu'une seule fois.

Pour ce sketch, j'ai branché le connecteur 1 du clavier (voir schéma) à la pin 9 de l'Arduino, le connecteur 2 du clavier à la pin 8 de l'Arduino, et ainsi de suite jusqu'au connecteur 8 du clavier qui est branché à la pin 2 de l'Arduino.

/*
Pour tester un keypad branché à l'Arduino: la touche enfoncée s'affiche dans le moniteur série.
http://electroniqueamateur.blogspot.com/2012/06/arduino-clavier-numerique-et-afficheur.html
*/
#include <Keypad.h>
const byte ROWS = 4; //nombre de lignes
const byte COLS = 4; //nombre de colonnes
char keys[ROWS][COLS] = {
{'1','2','3','A'},
{'4','5','6','B'},
{'7','8','9','C'},
{'*','0','#','D'}
};
byte rowPins[ROWS] = {9, 8, 7, 6}; //entrées numériques où sont branchées les lignes
byte colPins[COLS] = {5, 4, 3, 2}; //entrées numériques où sont branchées les colonnes
Keypad keypad = Keypad( makeKeymap(keys), rowPins, colPins, ROWS, COLS );
void setup(){
keypad.setDebounceTime(500);
Serial.begin(9600);
}
void loop(){
char key = keypad.getKey();
if (key != NO_KEY){
Serial.println(key);
}
}

Ensuite, j'ai ajouté un afficheur à cristaux liquides afin que le clavier numérique contrôle ce qui était affiché à l'écran (une sorte de mini machine à écrire, si on veut).  Dans ce sketch, la touche "*" permet d'effacer le dernier caractère affiché.  

Ce fut l'occasion de faire l'essai de mon nouveau Arduino Mega car mon afficheur LCD a besoin de 6 ports numériques, alors que le clavier en nécessite 8!  

Cette fois, le clavier est branché de la façon suivante:  

pin 1 du clavier à la pin 39 du Mega
pin 2 du clavier à la pin 41 du Mega
pin 3 du clavier à la pin 43 du Mega
pin 4 du clavier à la pin 45 du Mega
pin 5 du clavier à la pin 47 du Mega
pin 6 du clavier à la pin 49 du Mega
pin 7 du clavier à la pin 51 du Mega
pin 8 du clavier à la pin 53 du Mega

(Voir cet article pour les branchements de mon afficheur LCD.)

/*********************************************************
ArduinoTypewriter: ce qu'on écrit sur le clavier numérique
s'affiche sur le LCD
Matériel: Arduino Mega, clavier numérique et LCD.
26 juin 2012.
http://electroniqueamateur.blogspot.com/2012/06/arduino-clavier-numerique-et-afficheur.html
**********************************************************/
// include the library code:
#include <LiquidCrystal.h>
#include <Keypad.h>
// initialize the library with the numbers of the interface pins
LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2);
const byte ROWS = 4; //nombre de lignes
const byte COLS = 4; //nombre de colonnes
char keys[ROWS][COLS] = {
{'1','2','3','A'},
{'4','5','6','B'},
{'7','8','9','C'},
{'*','0','#','D'}
};
byte rowPins[ROWS] = {39, 41, 43, 45};
//entrées numériques où sont branchées les lignes
byte colPins[COLS] = {47, 49, 51, 53};
//entrées numériques où sont branchées les colonnes
Keypad keypad = Keypad( makeKeymap(keys), rowPins, colPins, ROWS, COLS );
int ligne = 0;
int colonne = 0;
void setup() {
// nombre de colonnes et de lignes du LCD:
lcd.begin(16, 2);
keypad.setDebounceTime(300);
}
void loop() {
char key = keypad.getKey();
if (key != NO_KEY){
if (key == '*'){//on efface le dernier chiffre
if (colonne > 0){
colonne = colonne - 1;
}
else {
ligne = !(ligne);
colonne = 15;
}
lcd.setCursor(colonne, ligne);
lcd.print(' ');
}
else{ // alors on a tapé un chiffre
lcd.setCursor(colonne, ligne);
lcd.print(key);
colonne=colonne+1;
if (colonne > 15){
if (ligne == 0){// alors on saute à la ligne suivante
colonne = 0;
ligne = 1;
}
else{// alors on retourne au début
colonne = 0;
ligne = 0;
}
}
}
}
}

Finalement, j'ai conçu un petit "Quiz Mathématique" permettant de pratiquer mon calcul mental:  si on presse la touche "A", l'afficheur nous propose une addition.  On tape la réponse, on appuie sur la touche "#" et l'afficheur nous indique si notre réponse est correcte ou non.  Pour se faire proposer une autre addition, on appuie à nouveau sur la touche "A"... ou sur la touche "B" si on préfère une soustraction (la touche "C" propose une multiplication, et la touche "D" propose une division).  C'est un peu comme une calculatrice, mais à l'envers puisque c'est vous qui devez trouver la réponse.  Encore une fois, la touche "*" permet d'effacer le dernier caractère affiché, afin de corriger une erreur d'entrée.

/**********************************************************************
On tente de résoudre un problème mathématique posé par Arduino.
Matériel: Arduino Mega, Afficheur LCD, Keypad numérique 4X4.
26 juin 2012
http://electroniqueamateur.blogspot.com/2012/06/arduino-clavier-numerique-et-afficheur.html
**********************************************************************/
// deux bibiliothèques sont utilisées:
#include <LiquidCrystal.h>
#include <Keypad.h>
// les broches associéees à l'afficheur
LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2);
// initialisation du keypad
const byte ROWS = 4; //nombre de lignes
const byte COLS = 4; //nombre de colonnes
char keys[ROWS][COLS] = {
{
'1','2','3','A' },
{
'4','5','6','B' },
{
'7','8','9','C' },
{
'*','0','#','D' }
};
byte rowPins[ROWS] = {
39, 41, 43, 45}; //entrées numériques où sont branchées les lignes
byte colPins[COLS] = {
47, 49, 51, 53}; //entrées numériques où sont branchées les colonnes
Keypad keypad = Keypad( makeKeymap(keys), rowPins, colPins, ROWS, COLS );
int colonne = 0;
char derniereTouche;
int mode = 0; // 0: addition, 1: soustraction, 2: multiplication 3: division
long premierNombre = 0;
long deuxiemeNombre = 0;
long reponseSoumise = 0;
void setup() {
// nombre de colonnes et de lignes de l'afficheur LCD
lcd.begin(16, 2);
keypad.setDebounceTime(300); //fonctionne bien pour mon modèle
randomSeed(analogRead(0));
AfficheQuestion();
}
void loop() {
char key = keypad.getKey();
if (key != NO_KEY){
if (key == 'A'){
mode = 0; // addition
AfficheQuestion();
}
if (key == 'B'){
mode = 1; // addition
AfficheQuestion();
}
if (key == 'C'){
mode = 2; // addition
AfficheQuestion();
}
if (key == 'D'){
mode = 3; // addition
AfficheQuestion();
}
if (key == '*'){//on efface le dernier chiffre
if (colonne > 0){
colonne = colonne - 1;
lcd.setCursor(colonne, 1);
lcd.print(' ');
reponseSoumise = (reponseSoumise-(int(derniereTouche)-48))/10;
}
}
if ((key == '0') || (key == '1') || (key == '2')|| (key == '3')
|| (key == '4')|| (key == '5')|| (key == '6')|| (key == '7')
|| (key == '8')|| (key == '9')){ // alors on a tapé un chiffre
if (colonne < 10){
lcd.setCursor(colonne, 1);
lcd.print(key);
colonne=colonne+1;
reponseSoumise = reponseSoumise*10+(int(key)-48);
derniereTouche=key;
}
}
if (key == '#'){//on vérifie la réponse
lcd.clear();
lcd.setCursor(0, 0);
colonne = 0;
if (mode == 0){
if (reponseSoumise == (premierNombre+deuxiemeNombre)){
lcd.print("Bravo:");
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print("Bonne reponse!");
}
else{
lcd.print("NON! Reponse:");
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print(premierNombre+deuxiemeNombre);
}
}
if (mode == 1){
if (reponseSoumise == (premierNombre-deuxiemeNombre)){
lcd.print("Bravo:");
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print("Bonne reponse!");
}
else{
lcd.print("NON! Reponse:");
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print(premierNombre-deuxiemeNombre);
}
}
if (mode == 2){
if (reponseSoumise == (premierNombre*deuxiemeNombre)){
lcd.print("Bravo:");
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print("Bonne reponse!");
}
else{
lcd.print("NON! Reponse:");
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print(premierNombre*deuxiemeNombre);
}
}
if (mode == 3){
if (reponseSoumise == (premierNombre/deuxiemeNombre)){
lcd.print("Bravo:");
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print("Bonne reponse!");
}
else{
lcd.print("NON! Reponse:");
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print(premierNombre/deuxiemeNombre);
}
}
}
}
}
void AfficheQuestion ()
{
long temp;
if (mode == 0){ // addition: deux nombres entre 0 et 99
premierNombre = random(100);
deuxiemeNombre = random(100);
}
if (mode == 1){ // soustraction
premierNombre = random(100);
deuxiemeNombre = random(100);
if (deuxiemeNombre > premierNombre){
temp = premierNombre;
premierNombre = deuxiemeNombre;
deuxiemeNombre = temp;
}
}
if (mode == 2){ //multiplication
premierNombre = random(11);
deuxiemeNombre = random(11);
}
if (mode == 3){ //division
deuxiemeNombre = random(1,10);
premierNombre = random(11)*deuxiemeNombre;
}
lcd.clear();
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print(premierNombre);
if (mode == 0){
lcd.setCursor(3, 0);
lcd.print('+');
lcd.setCursor(5, 0);
}
if (mode == 1){
lcd.setCursor(3, 0);
lcd.print('-');
lcd.setCursor(5, 0);
}
if (mode == 2){
lcd.setCursor(3, 0);
lcd.print('*');
lcd.setCursor(5, 0);
}
if (mode == 3){
lcd.setCursor(3, 0);
lcd.print('/');
lcd.setCursor(5, 0);
}
lcd.print(deuxiemeNombre);
reponseSoumise = 0;
colonne = 0;
}
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Yves Pelletier (Twitter: @ElectroAmateur)

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