Keypad Matrix - Tastenfeld - verstehe den Algorithmus nicht

[Jürgen P. (wenns_funkt_wars_ich)]

Hallo Forum,

ich versuche mich gerade ein bisschen in Elektronik und Mikrocontroller 
einzuarbeiten. Leider sind meine Vorkenntnisse hier sehr beschränkt - 
aber der Wille zum Lernen ist da.

Momentan versuche ich ein Tastenfeld auszulese welches aus eine alten 
Tape-Deck stammt. Es hat 8 Tasten.

Angeordnet ist das in einer 2 x 4 Matrix.

Ich hab das jetzt mal so definiert, dass es 2 Reihen mit jeweils 4 
Spalten sind.
In der ersten Reihe ist jeweils eine Diode nach dem Schalter die den 
Strom von der Reihe in die Spalte fliessen lässt.
Bei der zweiten Reihe ist nur eine Diode drin.

Auslesen will ich das ganze mit einem Raspberry.

Mir ist der Algorithmus dafür aber nicht klar.

Mein Verständniss ist:
Ich definiere die Pins der Reihe als OUTPUT und setze sie auf HIGH (3,3 
Volt).
Die Spalten setzte ich als INPUT mit einem Pull-Down-Widerstand.
Wenn ich nun eine Taste drücke, dann sollte doch der entsprechende Pin 
der Spalte auf HIGH gehen, oder?

Dann hab ich zumindest schon mal die Spalte gefunden in welcher die 
Taste liegt.
Wie bekomm ich aber nun die Reihe raus?
Aus den Beispielen die ich im Netz finde werde ich nicht schlau.

Vielen Dank schon mal,

Jürgen

[caesar (Gast)]

Die Reihe hast du doch selbst definiert: Die Reihe, an der du 3.3 V 
anlegst.

[Jürgen P. (wenns_funkt_wars_ich)]

Hallo,

momentan leg ich an alle Reihen gleichzeitig die 3.3 Volt an.
Wenn ich dich richtig verstehe, sollte ich jeweils nur an einer die 
Spannung anlegen. Dann die Spalten auslesen und dann Reihe wieder auf 
NULL und die nächste Reihe auf HIGH?
Ist das echt so einfach.....?

Jürgen

[Rufus Τ. F. (rufus)]

Jürgen P. schrieb:
> Ist das echt so einfach.....?

Mal Dir auf, was passiert, wenn man es so macht, und Du hast Chancen, es 
zu verstehen.

[georg (Gast)]

Jürgen P. schrieb:
> Mein Verständniss ist:
> Ich definiere die Pins der Reihe als OUTPUT und setze sie auf HIGH (3,3
> Volt).

Das geht nicht statisch. Bei einer Matrix muss man in kurzen Abständen 
(Millisekunden) eine Reihe Hi setzen und die Splaten abfragen, dann die 
nächste Reihe usw.

Georg

[Jürgen P. (wenns_funkt_wars_ich)]

Vielen Dank,
das hilft mir schon mal sehr weiter.

Wenn ich aber eine library wie z.B. die hier einsetzen will
https://github.com/jperkin/node-rpio

Dort gibt es eine Methode "Poll" die anscheinend auf fallende, steigende 
oder beide Flanken reagiert.
Dann wäre mein Verständniss, dass ich mir selbst das umschalten der 
Reihen sparen, oder?

Aber ich muss mir das echt mal selber malen und probieren.

Jürgen

[georg (Gast)]

Jürgen P. schrieb:
> Dann wäre mein Verständniss, dass ich mir selbst das umschalten der
> Reihen sparen, oder?

Das geht bei einer Matrix eben nicht, aus Prinzip. Pollen geht nur bei 
ständig angesteuerten Pins, also in deinem Fall nur mit 1 Spalte, und 
sowieso ist Pollen i.A. die schlechteste aller möglichen Lösungen.

Es gibt noch viel zu lernen.

Georg

[Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)]

Kommt drauf an, was man unter Pollen versteht. Hier würde ich zuerst 
SEG1 auf low setzen (SEG2 auf high) und die ersten 4 Tasten abfragen 
(Wahlweise Q401 für die REC Led durchsteuern), dann SEG1 auf high und 
SEG2 auf low für den zweiten Satz à 4 Tasten (Q401 macht dann die Repeat 
LED).

Wenn SEG1 low ist, steuert der Transistor ausserhalb des Auszuges die 
Play LED an.

[Jürgen P. (wenns_funkt_wars_ich)]

Hallo,

danke für die Antworten:

@Georg: Ja, ich weiss. Pollen ist nicht so der Brüller. Ich würde auch 
lieber was mit Interrupts machen, aber da hab ich für den Raspi nichts 
gefiunden.
Und ja..."es gibt noch viel zu lernen". Aber irgendwie muss man 
anfangen.
Warum geht das bei einer Matrox nicht?

@Matthias: Das ist dann aber auch Polling, oder? Wie gesagt hatte ich 
die library rpio so verstanden, dass die selber pollt (oder was auch 
immer) und mir dann sagt, wann eine Leitung auf Lo geht. Dann kann ich 
das mit der CallBack Funktion abfangen.


Jürgen

[Stephan (Gast)]

Jürgen P. schrieb:
> @Georg: Ja, ich weiss. Pollen ist nicht so der Brüller. Ich würde auch
> lieber was mit Interrupts machen, aber da hab ich für den Raspi nichts
> gefiunden.
> Und ja..."es gibt noch viel zu lernen". Aber irgendwie muss man
> anfangen.

Dann lerne es auch richtig. Pollen ist immer noch DIE Methode um Tasten 
sicher und nach Plan auszuwerten.
Tasten und Interrupts machen immer Probleme wenn dann noch andere Ints 
dazukommen.

[Stephan (Gast)]

ps ich beziehe mich auf den Flankeninterrupt an den Pins, der unnötig 
Probleme macht. Nicht auf Timerinterrupts die zum Pollen benutzt werden.

[Nop (Gast)]

Stephan schrieb:

> Dann lerne es auch richtig. Pollen ist immer noch DIE Methode um Tasten
> sicher und nach Plan auszuwerten.

Aber nicht irgendwo wild herumpollen, sondern aus einem Timer-Interrupt.

[Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)]

Nop schrieb:
> Aber nicht irgendwo wild herumpollen, sondern aus einem Timer-Interrupt.

So mache ich das auch - ich habe hier eine Tastenmatrix in einem 4-Kanal 
Recorder von Fostex, der auch noch reichlich LEDs und eine 4-stellige 
7-Segment Anzeige an den Tasten hat. Der Timer Interrupt schiebt die 
aktive Spalte eins weiter und fragt dann die Tasten ab, die in ein Array 
passend zur Spaltennummer gespeichert werden. Gleichzeitig wird aus dem 
zur Spaltennummer passenden LED Array das Datum auf die LED Treiber 
geschrieben.
Ende der ISR.
Beim nächsten Aufruf gehts weiter mit der nächsten Spalte.
Das ganze läuft mit etwa 400Hz auf einem alten Mega8, der drei Latches 
antreibt, weil er einfach zu wenig Pins hat.
Der Befehlsinterpreter liest die Tastenarrays und setzt sowohl die 
Steuerleitungen des Recorders als auch die LED Arrays - die ganze Logik 
des 4-Kanal Recorders ist ein recht langes switch-case Konstrukt.

[georg (Gast)]

Stephan schrieb:
> Nicht auf Timerinterrupts die zum Pollen benutzt werden.

Nop schrieb:
> Aber nicht irgendwo wild herumpollen, sondern aus einem Timer-Interrupt.

EBEN - was ich angesprochen habe, ist Pollen im Hauptprogramm, möglichst 
noch mit Delay-Aufrufen. Das Abfragen im Time Interrupt läuft für mich 
nicht unter der Bezeichnung Pollen. Den Unterschied sehe ich darin, ob 
in einer Programmschleife auf eine Änderung am Input gewartet wird - 
einfach aber extrem ineffektiv.

Georg

[Nop (Gast)]

georg schrieb:
> Den Unterschied sehe ich darin, ob
> in einer Programmschleife auf eine Änderung am Input gewartet wird -
> einfach aber extrem ineffektiv.

Vor allem wird das schnell schwierig, wenn die Hauptroutine mehr machen 
soll als nur I/Os zu setzen. Jede Aktivität muß dann von der Delay-Zeit 
abgezogen werden, das wird schnell unübersichtlich.

So hingegen macht man im Timer-Interrupt das Debouncing, schiebt 
erkannte Tastendrücke in einen Ringbuffer und wertet diesen dann im 
Hauptprogramm aus.

[MaWin (Gast)]

Jürgen P. schrieb:
> Ich definiere die Pins der Reihe als OUTPUT und setze sie auf HIGH (3,3
> Volt).
> Die Spalten setzte ich als INPUT mit einem Pull-Down-Widerstand.
> Wenn ich nun eine Taste drücke, dann sollte doch der entsprechende Pin
> der Spalte auf HIGH gehen, oder

falschrum.

Die Dioden erlauben nur, dass eine gedrückte Taste eine der 4 Leitungen 
auf Masse (low) zieht.

Man muss also die 4 Leitungen auf INPUT mit pull up stellen.
Die 2 Reihen auf OUTPUT, beide high.

Dann eine Reihe auf low und gucken ob eine (oder mehrere) der 4 Inputs 
auf low gezogen wird, diese Tasten sind dann gedrückt.
Dann diesen Reihenausgang wieder auf high und den anderen auf low und 
gucken welche (ob überhaupt einer) der 4 Eingänge auf low gezogen wird. 
Das sind dann die 4 Tasten der anderen Reihe.

Die LEDs werden durch high am jeweiligen Ausgang der beiden oberen 
Leitungen mit Vorwiderstand jeweils aktiviert in der Zeit in der man 
eine Reihe ausliest bzw. den low Pegel des Ausgangs strhe  lässt bis man 
die nächste Reihe einlesen will,  eigentlich wären 4 LEDs möglich (2x2).

[Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)]

Nop schrieb:
> schiebt
> erkannte Tastendrücke in einen Ringbuffer

Ringbuffer muss nicht unbedingt die beste Lösung sein. Hier z.B. will 
man evtl. den gleichzeitigen Druck von REC und PLAY auswerten, um die 
Kiste auf Aufnahme zu schalten - oder PLAY und FF, um eine 'Skip' 
Funktion zu starten. Deswegen nutze ich in meinem Recorder Projekt die 
Arrays.

[Manfred (Gast)]

MaWin schrieb:
> Die Dioden erlauben nur, dass eine gedrückte Taste eine der 4 Leitungen auf 
Masse (low) zieht.

Darüber sollten wir noch einmal sprechen!

[Stephan (Gast)]

Nop schrieb:
> Stephan schrieb:
>
>> Dann lerne es auch richtig. Pollen ist immer noch DIE Methode um Tasten
>> sicher und nach Plan auszuwerten.
>
> Aber nicht irgendwo wild herumpollen, sondern aus einem Timer-Interrupt.

Deswegen schrieb ich ja dort "nach Plan".

[Wegstaben V. (wegstabenverbuchsler)]

Stephan schrieb:
>> Aber nicht irgendwo wild herumpollen, sondern aus einem Timer-Interrupt.
>
> Deswegen schrieb ich ja dort "nach Plan".

die Alternative wäre "planloses" herum pollen?

[Jürgen P. (wenns_funkt_wars_ich)]

Abend zusammen,
also Leute, ich wollte hier keinen Streit unter euch stiften.
Alle mal wieder ruhig werden.....

Ok, also wenn ich das nun richtog deute, dann ist das mit den Interupts 
auf ne Flanke nix.
Timer-Interrupts wären besser.
Also such ich nun eine Library die mir erlaubt, z.b. alle x msec eine 
Funktion aufzurufen die dann das macht, was MaWin vorgeschlagen hat. Es 
sein denn, Manfred ("darüber sollten wir nochmal sprechen") hat einen 
anderen Vorshclag.

Bin grade noch am Zeichnen (von Hand) und werde dann mal mit Buntstiften 
einzeichnen, wo denn die Ströme fliesen und überlegen, was HIGH und was 
LOW ist.

[Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)]

Manfred schrieb:
> Darüber sollten wir noch einmal sprechen!

Vergiss das, verwirrt nur.
Es ist schon so, wenn man eine Spalte auf low legt, antwortet eine 
gedrückte Taste auf den 4 Zeilenleitungen auch mit low (am besten hat 
man auf den Zeilen Pullups). Je nachdem, ob man SEG1 oder SEG2 auf low 
legt, kann man die  rechte Gruppe Tasten (Repeat, Rec, Pause, Autospace) 
oder die linke (Stop, Fwd, Rew, Play) abfragen.

[MaWin (Gast)]

Jürgen P. schrieb:
> Es sein denn, Manfred ("darüber sollten wir nochmal sprechen") hat einen
> anderen Vorshclag

Wenn, dann würde der nicht funktionieren.

Jürgen P. schrieb:
> Also such ich nun eine Library die mir erlaubt, z.b. alle x msec eine
> Funktion aufzurufen

Die Funktion ist so primitiv, die kann man auch ohne library-Shield, das 
Problem ist die Eingangspinzuordnung, hier D0 bis D3 benutzt.

byte seg;
byte key;
byte keypressed() // call every 10ms
{
    key&=0x0F<<(seg<<2));
    digitalWrite(SEG1,seg);
    seg=!seg;
    digitalWrite(SEG2,seg);
    key|=((!PORTD&0x0F)<<(seg<<2));
    return key;
}

Rausfinden wie's funktioniert left as an exercise to the reader.

[MaWin (Gast)]

PORTD ist natürlich PIND.