아두이노 우노 Q 4x4 키패드
Arduino UNO Q 프로젝트에 전체 16개 키 멤브레인 키패드를 추가하고 싶으신가요? 이 튜토리얼에서는 모든 16개 키를 읽고 Telegram 알림까지 포함된 비밀번호 입력 시스템을 만드는 방법을 배우게 됩니다.
이 튜토리얼에서 배우게 될 내용:
- 4x4 키패드가 무엇이고 어떻게 작동하는지
- Arduino UNO Q에 4x4 키패드를 연결하는 방법
- MCU (C/C++ Arduino 코드)를 프로그래밍하여 키 입력 감지하기
- 키패드에 입력된 비밀번호 확인하기
- Bridge를 통해 키패드를 읽도록 Linux 측 (Python)과 MCU 측 (C/C++)을 모두 프로그래밍하기
- Arduino UNO Q에서 키패드의 키가 눌렸을 때 Telegram 알림 보내기
- Arduino UNO Q에서 4x4 키패드와 함께 OpenClaw 사용하기
필요한 하드웨어
| 1 | × | Arduino UNO Q | 아마존 | |
| 1 | × | USB Cable for Arduino Uno Q | 아마존 | |
| 1 | × | 키패드 4x4 | 쿠팡 | 아마존 | |
| 1 | × | 점퍼케이블 | 쿠팡 | 아마존 | |
| 1 | × | (추천) 아두이노 우노용 스크루 터미널 블록 쉴드 | 쿠팡 | 아마존 | |
| 1 | × | (추천) Sensors/Servo Expansion Shield for Arduino Uno | 쿠팡 | 아마존 | |
| 1 | × | (추천) 아두이노 우노용 브레드보드 쉴드 | 쿠팡 | 아마존 | |
| 1 | × | (추천) 아두이노 우노용 케이스 | 쿠팡 | 아마존 | |
| 1 | × | (추천) 아두이노 우노용 프로토타이핑 베이스 플레이트 & 브레드보드 키트 | 아마존 |
공개: 이 포스팅 에 제공된 일부 링크는 아마존 제휴 링크입니다. 이 포스팅은 쿠팡 파트너스 활동의 일환으로, 이에 따른 일정액의 수수료를 제공받습니다.
4x4 키패드 소개
4x4 키패드는 4개의 행과 4개의 열로 배열된 16개의 멤브레인 버튼을 가지고 있습니다 — 숫자 0–9, 문자 A–D, 기호 *와 #을 포함합니다.
핀아웃
4x4 키패드는 8개의 핀을 가지고 있으며, 행과 열로 나뉩니다:
- 행용 4개 핀: R1, R2, R3, R4
- 열용 4개 핀: C1, C2, C3, C4
배선 다이어그램
이 이미지는 Fritzing을 사용하여 만들어졌습니다. 이미지를 확대하려면 클릭하세요.
| Keypad Pin | Arduino UNO Q MCU |
|---|---|
| R1 (Row 1) | D9 |
| R2 (Row 2) | D8 |
| R3 (Row 3) | D7 |
| R4 (Row 4) | D6 |
| C1 (Col 1) | D5 |
| C2 (Col 2) | D4 |
| C3 (Col 3) | D3 |
| C4 (Col 4) | D2 |
Arduino UNO Q 코드
Arduino UNO Q는 함께 작동하는 두 개의 프로세서를 가지고 있습니다:
- STM32 MCU는 DIYables_Keypad 라이브러리를 사용하여 키패드 매트릭스를 직접 읽습니다
- Qualcomm MPU는 Debian Linux를 실행하고 Wi-Fi, Python, 클라우드 연결을 처리합니다
- 이 섹션에서는 MCU만 프로그래밍합니다 — Linux 측은 유휴 상태입니다. 나중 섹션에서는 두 프로세서가 Bridge를 통해 함께 작동하는 방법을 보여줍니다.
/*
* 이 Arduino UNO Q 코드는 newbiely.kr 에서 개발되었습니다
* 이 Arduino UNO Q 코드는 어떠한 제한 없이 공개 사용을 위해 제공됩니다.
* 상세한 지침 및 연결도에 대해서는 다음을 방문하세요:
* https://newbiely.kr/tutorials/arduino-uno-q/arduino-uno-q-keypad-4x4
*/
#include <DIYables_Keypad.h>
const int ROW_NUM = 4;
const int COLUMN_NUM = 4;
char keys[ROW_NUM][COLUMN_NUM] = {
{ '1', '2', '3', 'A' },
{ '4', '5', '6', 'B' },
{ '7', '8', '9', 'C' },
{ '*', '0', '#', 'D' }
};
byte pin_rows[ROW_NUM] = { 9, 8, 7, 6 }; // Arduino UNO Q MCU pins for rows
byte pin_column[COLUMN_NUM] = { 5, 4, 3, 2 }; // Arduino UNO Q MCU pins for columns
DIYables_Keypad keypad = DIYables_Keypad(makeKeymap(keys), pin_rows, pin_column, ROW_NUM, COLUMN_NUM);
void setup() {
Serial.begin(115200);
delay(1500);
Serial.println("Arduino UNO Q Keypad 4x4 ready");
}
void loop() {
char key = keypad.getKey();
if (key) {
Serial.print("Key pressed: ");
Serial.println(key);
}
}
빠른 단계
Arduino UNO Q를 처음 사용하시나요? 진행하기 전에 아두이노 우노 Q 시작하기 튜토리얼을 따라 개발 환경을 준비하세요.
- 연결하기: 위의 배선 다이어그램에 표시된 대로 4x4 키패드를 Arduino UNO Q MCU에 연결합니다.
- Arduino App Lab 열기: Arduino App Lab을 실행하고 Arduino UNO Q를 감지할 때까지 기다립니다.
- 새 앱 만들기: Create New App 버튼을 클릭합니다.
- 앱에 이름을 입력합니다. 예: Keypad4x4
- Create를 클릭하여 확인합니다.
- 스케치 붙여넣기: 위의 MCU 코드를 복사하고 sketch/sketch.ino에 붙여넣습니다. 다른 파일은 기본값으로 유지합니다.
- Install the library: Click the Add sketch library button (the open book icon with a + sign) in the left sidebar.
- Search for DIYables_Keypad created by DIYables.io and click the Install button.
Bricks
No bricks added...
Sketch Libraries
No sketch libra...
Files
python
sketch
.gitignore
README.md
app.yaml
sketch.ino
- 업로드: Arduino App Lab에서 Run 버튼을 클릭합니다.
- Serial Monitor를 열고 키패드의 키를 누릅니다. 각 키가 출력되는 것을 볼 수 있습니다.
sketch.ino
1#include "Arduino_RouterBridge.h"
Serial Monitor
Python
[2026-04-29 09:00:01] Arduino UNO Q Keypad 4x4 ready
[2026-04-29 09:00:05] Key pressed: 1
[2026-04-29 09:00:08] Key pressed: A
[2026-04-29 09:00:11] Key pressed: #
키패드와 비밀번호
4x4 키패드의 일반적인 사용 방식은 비밀번호를 입력하는 것입니다. 두 개의 특수 키가 사용됩니다:
- * — 현재 입력을 지우고 다시 시작합니다
- # — 입력을 확인하고 비밀번호를 확인합니다
다른 모든 키는 비밀번호 문자열을 한 번에 한 문자씩 작성합니다.
논리:
- 아무 키나 누르기 → 입력 버퍼에 추가하기
- * 누르기 → 입력 버퍼 지우기
- # 누르기 → 입력을 저장된 비밀번호와 비교한 후 버퍼 지우기
/*
* 이 Arduino UNO Q 코드는 newbiely.kr 에서 개발되었습니다
* 이 Arduino UNO Q 코드는 어떠한 제한 없이 공개 사용을 위해 제공됩니다.
* 상세한 지침 및 연결도에 대해서는 다음을 방문하세요:
* https://newbiely.kr/tutorials/arduino-uno-q/arduino-uno-q-keypad-4x4
*/
#include <DIYables_Keypad.h> // DIYables_Keypad library
const int ROW_NUM = 4; //four rows
const int COLUMN_NUM = 3; //three columns
char keys[ROW_NUM][COLUMN_NUM] = {
{'1','2','3'},
{'4','5','6'},
{'7','8','9'},
{'*','0','#'}
};
byte pin_rows[ROW_NUM] = {9, 8, 7, 6}; //connect to the row pinouts of the keypad
byte pin_column[COLUMN_NUM] = {5, 4, 3}; //connect to the column pinouts of the keypad
DIYables_Keypad keypad = DIYables_Keypad( makeKeymap(keys), pin_rows, pin_column, ROW_NUM, COLUMN_NUM );
const String password = "1234"; // change your password here
String input_password;
void setup(){
Serial.begin(9600);
Serial.println("Keypad 3x4 password");
input_password.reserve(32); // maximum input characters is 33, change if needed
}
void loop(){
char key = keypad.getKey();
if (key){
Serial.println(key);
if(key == '*') {
input_password = ""; // clear input password
} else if(key == '#') {
if(password == input_password) {
Serial.println("password is correct");
// DO YOUR WORK HERE
} else {
Serial.println("password is incorrect, try again");
}
input_password = ""; // clear input password
} else {
input_password += key; // append new character to input password string
}
}
}
※ 주의:
업로드하기 전에 password 변수를 원하는 비밀번호로 변경하세요. 비밀번호에 숫자 0–9, 문자 A–D, * 또는 #의 조합을 사용할 수 있습니다.
Bridge: Linux + MCU
이 섹션에서는 Arduino UNO Q의 두 프로세서를 프로그래밍하여 Linux 측에서 키패드 입력을 원격으로 읽을 수 있도록 하는 방법을 보여줍니다:
- 4x4 키패드는 MCU (STM32)에 연결됩니다 — MCU는 loop() 내에서 keypad.getKey()를 통해 폴링합니다
- MPU는 키패드 핀을 직접 읽을 수 없습니다 — Bridge.call()을 통해 MCU에서 마지막으로 눌린 키를 요청해야 합니다
- MPU는 Wi-Fi를 가지고 있습니다 — 전체 Debian Linux를 실행하며 키 입력에 반응하고 인터넷을 통해 알림을 보낼 수 있습니다
- Arduino_RouterBridge는 RPC 통신을 두 프로세서 간에 사용할 수 있게 합니다
- ⚠️ /dev/ttyHS1 (Linux)과 Serial1 (MCU)은 라우터에 의해 예약되어 있습니다 — 사용자 코드에서는 절대 이를 열지 마세요
요약: MCU가 키패드를 폴링합니다 → MPU가 Bridge를 통해 마지막 키를 읽습니다 → MPU가 인터넷을 통해 어디서나 키 입력에 반응할 수 있습니다.
참고: Bridge 스케치에서 keypad.getKey()는 Arduino loop() 내에서 호출되어 지속적으로 키 입력을 감지합니다 — 이는 필수이며 Bridge 통신을 방해하지 않습니다.
MCU 코드 (Bridge)
/*
* 이 Arduino UNO Q 코드는 newbiely.kr 에서 개발되었습니다
* 이 Arduino UNO Q 코드는 어떠한 제한 없이 공개 사용을 위해 제공됩니다.
* 상세한 지침 및 연결도에 대해서는 다음을 방문하세요:
* https://newbiely.kr/tutorials/arduino-uno-q/arduino-uno-q-keypad-4x4
*/
#include <DIYables_Keypad.h>#include "Arduino_RouterBridge.h"
const int ROW_NUM = 4;
const int COLUMN_NUM = 4;
char keys[ROW_NUM][COLUMN_NUM] = {
{ '1', '2', '3', 'A' },
{ '4', '5', '6', 'B' },
{ '7', '8', '9', 'C' },
{ '*', '0', '#', 'D' }
};
byte pin_rows[ROW_NUM] = { 9, 8, 7, 6 };
byte pin_column[COLUMN_NUM] = { 5, 4, 3, 2 };
DIYables_Keypad keypad = DIYables_Keypad(makeKeymap(keys), pin_rows, pin_column, ROW_NUM, COLUMN_NUM);
char last_key = 0;
String get_key(String arg) {
char key = last_key;
last_key = 0;
if (key == 0)
return "none";
return String(key);
}
String get_status(String arg) {
if (last_key == 0)
return "No key pressed";
return "Last key: " + String(last_key);
}
void setup() {
Bridge.begin();
Monitor.begin();
Bridge.provide("get_key", get_key);
Bridge.provide("get_status", get_status);
Monitor.println("Arduino UNO Q Keypad 4x4 Bridge ready");
}
void loop() {
char key = keypad.getKey();
if (key) {
last_key = key;
Monitor.println("Key pressed: " + String(key));
}
}
Python 코드 (Bridge)
/*
* 이 Arduino UNO Q 코드는 newbiely.kr 에서 개발되었습니다
* 이 Arduino UNO Q 코드는 어떠한 제한 없이 공개 사용을 위해 제공됩니다.
* 상세한 지침 및 연결도에 대해서는 다음을 방문하세요:
* https://newbiely.kr/tutorials/arduino-uno-q/arduino-uno-q-keypad-4x4
*/
from arduino.app_utils import *
import time
def loop():
result = Bridge.call("get_key")
if result != "none":
print(f"Key pressed: {result}")
else:
print("No key pressed")
time.sleep(0.2)
App.run(user_loop=loop)
빠른 단계
- 연결하기: 배선 다이어그램에 표시된 대로 4x4 키패드를 Arduino UNO Q에 연결합니다.
- Arduino App Lab 열기: Arduino App Lab을 실행하고 보드가 감지될 때까지 기다립니다.
- 새 앱 만들기: Create New App을 클릭하고, Keypad4x4Bridge라는 이름을 입력한 후 Create를 클릭합니다.
- MCU 스케치 붙여넣기: 위의 MCU Bridge 코드를 복사하고 sketch/sketch.ino에 붙여넣습니다.
- Python 코드 붙여넣기: 위의 Python Bridge 코드를 복사하고 앱의 Python 파일에 붙여넣습니다.
- 업로드: Arduino App Lab에서 Run 버튼을 클릭합니다.
- 키패드의 키를 누르고 Python 콘솔을 확인합니다.
App Lab 콘솔 출력
sketch.ino
1#include "Arduino_RouterBridge.h"
Serial Monitor
Python
[2026-04-29 09:00:01] Arduino UNO Q Keypad 4x4 Bridge ready
[2026-04-29 09:00:05] Key pressed: A
[2026-04-29 09:00:08] Key pressed: #
sketch.ino
1#include "Arduino_RouterBridge.h"
Serial Monitor
Python
[2026-04-29 09:00:03] No key pressed
[2026-04-29 09:00:05] Key pressed: A
[2026-04-29 09:00:07] No key pressed
[2026-04-29 09:00:08] Key pressed: #
Telegram
4x4 키패드에서 키가 눌렸을 때 Telegram 알림을 받습니다 — 원격 접근 시스템, 이벤트 트리거 또는 PIN 코드 알림에 유용합니다.
MCU 스케치: 이전 Bridge 섹션의 MCU 스케치를 유지합니다.
Python 코드 (Telegram)
/*
* 이 Arduino UNO Q 코드는 newbiely.kr 에서 개발되었습니다
* 이 Arduino UNO Q 코드는 어떠한 제한 없이 공개 사용을 위해 제공됩니다.
* 상세한 지침 및 연결도에 대해서는 다음을 방문하세요:
* https://newbiely.kr/tutorials/arduino-uno-q/arduino-uno-q-keypad-4x4
*/
from arduino.app_utils import *
import requests
import time
TELEGRAM_BOT_TOKEN = "YOUR_TELEGRAM_BOT_TOKEN"
CHAT_ID = "YOUR_CHAT_ID"
last_update_id = 0
def get_updates():
global last_update_id
url = f"https://api.telegram.org/bot{TELEGRAM_BOT_TOKEN}/getUpdates"
params = {"offset": last_update_id + 1, "timeout": 5}
try:
response = requests.get(url, params=params, timeout=10)
data = response.json()
if data["ok"]:
return data["result"]
except Exception as e:
print(f"Error getting updates: {e}")
return []
def send_message(chat_id, text):
url = f"https://api.telegram.org/bot{TELEGRAM_BOT_TOKEN}/sendMessage"
payload = {"chat_id": chat_id, "text": text}
try:
requests.post(url, data=payload, timeout=10)
except Exception as e:
print(f"Error sending message: {e}")
def loop():
global last_update_id
# Poll keypad and notify on key press
result = Bridge.call("get_key")
if result != "none":
msg = f"Key pressed: {result}"
print(msg)
send_message(CHAT_ID, msg)
# Handle incoming Telegram commands
updates = get_updates()
for update in updates:
last_update_id = update["update_id"]
if "message" not in update:
continue
message = update["message"]
chat_id = message["chat"]["id"]
text = message.get("text", "").strip()
print(f"Received: {text}")
if text == "/start":
send_message(chat_id,
"Arduino UNO Q Keypad 4x4 Bot\n"
"/key - Read the last key pressed\n"
"/status - Get keypad status")
elif text == "/key":
result = Bridge.call("get_key")
if result != "none":
send_message(chat_id, f"Key pressed: {result}")
else:
send_message(chat_id, "No key pressed")
elif text == "/status":
result = Bridge.call("get_status")
send_message(chat_id, result)
else:
send_message(chat_id, "Unknown command. Send /start for help.")
time.sleep(0.2)
App.run(user_loop=loop)
빠른 단계
- YOUR_TELEGRAM_BOT_TOKEN을 BotFather에서 얻은 실제 봇 토큰으로 바꿉니다.
- YOUR_CHAT_ID를 Telegram 채팅 ID로 바꿉니다.
- 이 Python 코드를 앱의 Python 파일에 붙여넣습니다 (MCU 스케치는 동일하게 유지합니다).
- Run 버튼을 클릭합니다. 키패드의 키를 누르면 — Telegram 채팅에서 자동으로 알림을 받습니다.
App Lab 콘솔 출력
sketch.ino
1#include "Arduino_RouterBridge.h"
Serial Monitor
Python
[2026-04-29 09:15:00] Waiting for Telegram messages...
[2026-04-29 09:15:05] Key pressed: B
[2026-04-29 09:15:20] Received: /key
[2026-04-29 09:15:35] Key pressed: D
Telegram
12:45
Welcome to Telegram!
ArduinoBot
10:19
Chatting with Arduino...
BotFather
Yesterday
Your bot has been created.
ArduinoBot
bot
OpenClaw
You can adapt the OpenClaw to this tutorial by refering the instruction on 아두이노 우노 Q - OpenClaw Tutorial
프로젝트 아이디어
Arduino UNO Q에서 4x4 키패드를 사용하여 많은 창의적인 프로젝트를 만들 수 있습니다:
- 원격 PIN 코드 잠금: 사용자가 키패드에 PIN을 입력합니다. MCU가 이를 확인하고 릴레이 또는 솔레노이드 잠금을 제어하며, MPU가 성공 또는 실패 시 Telegram 알림을 보냅니다
- 기능 키 컨트롤러: A–D 키를 기능 단축키로 사용합니다 — 각각 다른 IoT 동작을 트리거합니다 (예: A = 조명 켜기, B = 조명 끄기, C = 팬 켜기, D = 알람)
- 계산기 인터페이스: 사용자가 키패드를 통해 두 개의 숫자와 연산자를 입력하고, 결과가 Serial Monitor 또는 LCD에 표시되는 간단한 계산기를 만듭니다
- Telegram 트리거 키패드 로거: 모든 키 입력이 자동으로 원격 위치의 물리적 모니터링을 위해 Telegram 그룹으로 전달됩니다
- 다중 사용자 접근 시스템: 다른 사용자에게 다른 PIN을 할당합니다 — MPU가 각 성공한 로그인을 사용자 이름 및 타임스탬프와 함께 Telegram을 통해 기록합니다
도전 과제
Arduino UNO Q의 4x4 키패드를 더 잘 활용할 준비가 되셨나요? 이러한 도전 과제를 시도해 보세요:
- 쉬움: MCU 스케치를 수정하여 키 A가 눌렸을 때 LED를 켜고 키 B가 눌렸을 때 꺼지도록 합니다.
- 중간: Python에서 전체 비밀번호 시스템을 구현합니다: Bridge를 통해 수신된 키 입력을 누적하고, #이 도착했을 때 입력을 확인하고, "접근 허용" 또는 "접근 거부" 메시지와 함께 Telegram 메시지를 보냅니다.
- 고급: 다중 사용자 키패드 접근 시스템을 구축합니다 — Python에 두 개의 다른 PIN을 저장합니다. 키패드에 두 PIN 중 하나가 올바르게 입력되면 MCU가 릴레이를 활성화하고 MPU가 어느 PIN이 사용되었는지를 식별하는 타임스탬프와 함께 이벤트를 기록하고 Telegram 알림을 보냅니다.