[Solucionado] Reemplazar teclado de membrana por MOSFET

[KILLERJC]

Bueno comento el por que necesito esto, Una empresa que reparan equipamiento medico, poseen varios desfibriladores que al momento de entrar al Setup les pide el pass. Normalmente cuando son nuevos vienen con un valor por defecto, que ellos no se lo cambian pero se ve que en los establecimientos donde van a parar si lo hacen, y es ahi donde el pass se termina perdiendo. La idea principal es hacer una especie de fuerza bruta sobre el password, ya que no posee ninguna forma de reset ( y seria inutil tener password, si tiene reset).

Por suerte el pass posee 8 numeros de 0 a 3 , es decir 65k de combinaciones. Y tampoco posee un sistema de bloqueo de contraseñas erroneas.

El teclado no es con switch sino que posee un teclado de membrana,  de todos los botones solo se necesitan 5 que son aquellos para ingresar los numeros y para borrarlo.
Desarmando el teclado me encuentro que existe un comun para todos los botones y luego del boton a un pin que sale a otra placa.

Y aca mis dudas

Al comun lo medi con el terminal negativo de la conexion a la bateria ( posee bateria para ser portable ) y me encontre que tiene 3.3V continuos, tome este pin por que asumo que tras step-up de la bateria o reguladores iba a ser conectado a VSS. Del otro lado del contacto deberia tener 0V, es decir un pull-down de esa entrada ya que no sirve que este flotando. Pero midiendo con el osciloscopio hay realmente una señal muy rara, es como si estuviera a 3V todo el tiempo y cada 40ms pega un pulso (pulso pero muy pequeño de us o menos ) a 0V y como si fuera una rampa de capacitor que va cargando hasta llegar a aproximadamente los 3V de nuevo. en menos de 500us esa rampa. Hasta parece ruido, pero todos los pines por igual.

Cuando presiono el boton la tension en el otro extremo termina siendo los 3.3V como del comun, no existe mas la rampa que se notaba antes, es decir no hay ningun proceso de carga ni puesta a 0 vista desde ese punto. Que el integrado use un capacitor y cada tanto lo descargue implicaria que esta poniendo en corto su entrada al ponerse en 0 a no ser que posea una red RC, Y no se mantiene en 0 mientras esta suelto el boton por lo cual TAMPOCO hay un pull-down. Y es una de las cosas que me tiene desconcertado por que realmente no se que hay mas alla y encima mucho no lo quieren tocar al aparato, obviamente para que no se dañe, de suerte quite el teclado por que tenian ganas de mandar a hacer uno por que tenian alguno que ya no les funcionaban.

Yo necesitaria realizar una especie de switch para esto. Lo mas rapido seria tener como referencia VSS ( la cual no poseo ) e inyectarle 3.3V que seria el mismo "sistema", pero hablando con el ingeniero que tienen alla en su laboratorio, me dicen que no, por que no saben lo que hay como " circuito de entrada" y que para la apreciacion de ambos parece estar flotando o en alta impedancia la entrada per sin pull-down y es lo que me desconcierta, tal ves hace un proceso de carga y descarga y mide el tiempo en ves de la tension, ya que sino esos 3V que detecto antes de cada pulso implicaria un 1 como entrada digital. Y que deberia hacer un switch con algun MOSFET, de esa forma no importaria que le ponga. simplemente que deje pasar el voltaje.

Y es aca donde pensando se me ocurrieron muchas cosas pero si alguno tiene experiencia me lo podria solucionar mas rapido.

- De usar un MOSFET, deberia usar un canal P, por que lo unico en comun que tiene son esos 3.3V. Ya que si fuera un canal N la tension Vgs me quedaria con respecto a la entrada o LAS entradas que no debrian estar unidas. Esta opcion seria la que quisiera evitar de ser asi, es mas facil diseñar y encontrar un simple integrado que no varios MOSFET P.
- Es posible usar un DeMultiplexor analogico CMOS ?, esto simplificaria mucho las cosas, pero veo que el multiplexor posee entradas de VDD y VSS, las cuales las alimentaria de mi sistema, pero no se si es posible hacerlo o usarlo siendo que no tengo VSS de la placa y lo unico que me llegan como dije antes son esos 3.3V. Un Demux Digital no por que usan el VDD/VSS para la salida. Las cuales no estarian referidas a la misma. O al menos VSS no. Y seria lo mismo que enviarle directo con el microControlador.
 Siguiendo con el multiplexor analogico, De ser que use VDD para la salida podria alimentarlo con esos 3.3V (si es que el integrado funciona a esa tension obviamente), uno MIS 3.3V cno los 3.3V del comun para que ambas fuentes tenga una referencia. Y alimentaria el VSS con mi fuente.

¿O alguna otra solucion que se les ocurra?, tengo pensado comprar un CD4051/2 o algun 74xx para probar si funciona el tema del multiplexor analogico.

Entiendo que sea nula la explicacion del circuito de entrada, por que no pude meter mas manos ademas, pienso que debe tener placas de varias capas lo cual no seria demasiado facil ver a donde van la entradas y su circuito ( Solo se desmonto el panel frontal). Pero si existe alguna forma de meter la menor mano posible sobre el aparato es lo que quiero, sino empezare a desarmar :/

[AcoranTf]

Hola KILLERJC, ¿has pensado que ese "sistema" podria tratarse de un antirrebotes. Ya se que suena bastante extraño, pero yo me he encontrado con cosas mas extrañas aun a lo largo de mi experiencia.
En una ocasion, cuando trabajada en el depertamento de Ingenieria Biomedica de un hospital, realice algo parecido a lo que pretendes. Se trataba de "automatizar" un tensiometro electronico, de modo que realizase medidas por si solo cada cierto tiempo. Para ello tenia que, primero encenderlo, ya que se apagaba al poco de no ser utilizado y activar la medida. Recuerdo que tambien me dio algunos problemas, precisamente por el extraño modo de leer los pulsadores que tenia. No recuerdo exactamente como era y lo que hice, ya que hace de eso unos 30 años, pero si recuerdo que lo logre despues de algunas pruebas.
Yo te diria que explores mas alla del simple teclado, con el debido cuidado, pero quizas de esa forma te resulte mas facil lo que quieres hacer. Si consigues avanzar y resulta que puedes utilizar transistores mos fet de canal N, hay unos integrados que quizas te sirvan, son una especie de ULN2803, pero en mos fet. Uno de esos es el TPIC6C596, del que yo hice en su dia la libreria para Proteus.
Bueno espero que tengas suerte en tu objetivo y mantemnos informados.

Saludos.

[Chaly29]

Hola KILLERJC, lo más sencillo en tu caso es el uso de simples relay que imiten el conexionado del teclado. Si por algún motivo no deseas usar los relay, pues lo próximo más sencillo sería el uso de integrados switch cmos como el 4066 (4 por encapsulado).

A estos mos los alimentas con 15V, usas de referencia el negativo de la batería y ya no importa lo que tengas en la entrada, ya que será lo mismo que tendrás en la salida en el caso de estar en ON y mientras las tensiones en sus pines no superen los 15V, pues no tendrás ningún tipo de problema.

Espero te sea de ayuda.

Un saludo.

Atte. CARLOS.

[KILLERJC]

Gracias por sus aportes,

Acoran, si a mi me parece extraño el modo de leer la entrada, a lo medido y explicado supongo que es un RC pero que no posee pull-down, cada 40ms se produce la descarga del capacitor y se mide el tiempo de carga, uno sera con ruido y otro con los 3.3V, lo cual el tiempo dara si esta o no activo.

Al leerse cada 40ms tenes tu "antirebote"

Pero no entiendo quien se quisiera complicar de esa forma, pienso que es mas facil medir un 1 o 0 que tiempo. Pero bueno eso no me pertenece.

Voy a ver el TPI pero creo que va a ser dificil de conseguir en argentina

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Chaly

Por mi usaria relays, pero si es por fuerza bruta, la cual suponiendo el maximo tengo que probar las 65k de claves, pienso que se desgastarian rapidos los relays, ya que no es solo un equipo por lo que vi tenian como 5/6 bloqueados y 2 desbloqueados, ademas del ruido que provocarian, al estar activando y desactivandolos cada 50ms por ejemplo ( a 50ms son casi 8 horas para 1 solo equipo y 65k de claves) . Por eso buscaba un dispositivo de estado solido.

A estos mos los alimentas con 15V, usas de referencia el negativo de la batería y ya no importa lo que tengas en la entrada, ya que será lo mismo que tendrás en la salida en el caso de estar en ON y mientras las tensiones en sus pines no superen los 15V, pues no tendrás ningún tipo de problema.

Y ese es una parte del tema Chaly, asumo que no voy a poseer contacto directo con el negativo de la bateria, y lo unico que poseo es ese comun de 3.3V. Ademas estoy SUPONIENDO que el negativo de la bateria esta conectado a VSS de toda la placa, lo cual me parece lo sensato a hacer.

si mi placa posee una fuente aislada con un pequeño transformador, podria unir esos 3.3V a los 3.3V mios, usar esos 3.3V para el VDD del 4066 , y el VSS tomarlo desde MI fuente?
Creo que seria lo mismo no ?.

La otra que me queda es buscar si en la salida al teclado ( que veo que posee 2 diodos leds ) existe un GND, el tema es que no posea ninguna resistencia entre medio.

Lo digo de esta forma por que intento no desarmar nada mas del equipo y colgarme unicamente del borne de teclado, pero ya con ese integrado es otro mas a probar con 2 fuentes.

[Chaly29]

Hola KILLERJC,

si mi placa posee una fuente aislada con un pequeño transformador, podria unir esos 3.3V a los 3.3V mios, usar esos 3.3V para el VDD del 4066 , y el VSS tomarlo desde MI fuente?
Creo que seria lo mismo no ?.

En realidad el circuito que yo te propongo no necesita "prácticamente" para nada el gnd, la principal función del mismo es para referenciarse y que las señales entrantes por los pines del 4066 no superen las tensiones del mismo y lo quemen (sobre todo eestática), por lo tanto, al 4066 lo puedes alimentar con una fuente simétrica de por ejemplo +/- 5Vcc y el +5V al Vdd del 4066 y el -5V al Vss del mismo. Luego los 3.3V que dices tener en el teclado lo conectas al GND de la fuente simétrica. Y con esto ya tienes tu referencia. Y el 4066 te permitirá el paso de tensiones comprendidas entre esos 3.3V + 5V como máximo y 3.3V - 5V como mínimo. Y todo sin necesidad de llegar a nada mas que el teclado.

La otra opción, y por ahí más sencilla que el uso de una fuente simétrica, es crear una referencia artificial con un operacional,  que por ejemplo este a 5V del GND del 4066 (mientras el mismo se alimenta con 12V o 15V), y esta referencia artificial es la que conectas a los 3.3V que mencionas.

Un saludo.

Atte. CARLOS.

[KILLERJC]

Justo venia a postear y veo tu respuesta Chaly, y si sabia que era para una referencia el GND. Ahora tu respuesta me dejo mas en claro todo.

Desarme el equipo y me encuentro con una placa con componenetes a ambos lados SMD, blindada y encima con 8 capas, simplemente lo que sale del conectar va a vias y adios. No puedo seguirle mas el rastro.

Voy a conseguir los integrados y luego hacer una prueba en un protoboard, y de alli pasara a placa.

[Chaly29]

Hola KILLERJC, los integrados que te mencioné son todos económicos, y fáciles de conseguir, el circuito en general es muy básico y lo único un poquito más complicado es la referencia flotante, pero también es sencilla y económica.

Prueba y ante la duda consultanos.

Un saludo.

Atte. CARLOS.

[elñato]

Al comun lo medi con el terminal negativo de la conexion a la bateria ( posee bateria para ser portable ) y me encontre que tiene 3.3V continuos, tome este pin por que asumo que tras step-up de la bateria o reguladores iba a ser conectado a VSS. Del otro lado del contacto deberia tener 0V, es decir un pull-down de esa entrada ya que no sirve que este flotando. Pero midiendo con el osciloscopio hay realmente una señal muy rara, es como si estuviera a 3V todo el tiempo y cada 40ms pega un pulso (pulso pero muy pequeño de us o menos ) a 0V y como si fuera una rampa de capacitor que va cargando hasta llegar a aproximadamente los 3V de nuevo. en menos de 500us esa rampa. Hasta parece ruido, pero todos los pines por igual.

he visto que a veces  con los micros usan formas muy ingeniosas para usar un puerto o pines para varios usos a la vez !!!!!!
muy ingenioso para aprovechar las patas cuando son pocas.
me da la impresion de que este es el caso , anda  saber para que usan esas i/o de el micro, pero cada tanto la configuran para "mirar" al teclado y por eso es el pulso que ves.
( es solo una idea) .

un saludo

PD: la otra, si no queres usar el 4066 , yo nunca lo use, pero si no queres meter otras tensiones  de ningun tipo y quers dormir sin frazada:
¿ que componente se usa al rolete y al pedo muchisimas veces  en electronica ?? ?
el querido opto acoplador.

si decis que tenes en el comun de el teclado +3v  , pues listo, ese se supone sera el + y el pin de el pulsador sera el -
o probas distintas ofrmas, pues es un opto, lo que  conectes esta totalmente aislado.
el T o lo que sea de salida de el opto  o junta los 2 contactos de el teclado o no ... pero de ninguna manera mandara una tension externa de nada.

[KILLERJC]

Lo prometido es deuda, y bueno aca los resultados de las pruebas que lleve a cabo, si se me escapo algo entonces me avisan y lo pruebo de nuevo o hago una nueva prueba.

Despues de hacer unas pruebas con el CD4066 los resultados fueron los siguientes:

Todos probados con una carga resistiva de 1K, Esperando tener aproximadamente los 3.3mA

- Fuente simetrica +/- 5V para alimentar el CD4066, El comun de los botones (3.3V) referenciado a GND de la fuente simetrica.

 Fuente simetrica: Fuente de PC la cual tenia los +- 5V
 Fuente simple con trasformador/regulador LDO para los 3.3V

Esta opcion funciona correctamente, al ponerle los +5 sobre el Enable del canal, este deja pasar la corriente correctamente, Y al quitarlo y ponerlo a VSS la corriente se hace Nula, medi tension con respecto al GND de la fuente de lso botones y aparece como si existieran casi 3V, pero no hay corriente cuando este esta cortado.Lo cual es lo mas raro, pero suponiendo que los botones sean una medicion de tiempo como habiamos presupuesto, la corriente es lo que importa.

La parte "problematica" es que SI o SI es necsario que este alimentado el CD4066, con la fuente apagada me encuentro que por el canal de prueba, existe una corriente algo menor, de unos 2.7mA a traves de la carga que puse.

- Fuente simple de +12V para el CD4066, Comun de los botones referenciado a GND de la fuente de 12V.

 Fuente simple para el comun de los botones: Fuente de PC la cual tenia los + 3.3V
 Fuente simple con trasformador/regulador LDO para los 12V

Aca no hubo forma de que funcionara, estoy mas que seguro que no le era posible bajar la tension mas de GND y asi bloquear lso CMOS, respecto a los 3.3V de los botones. Por lo tanto esta opcion se descarta.

- Fuente simple de +12V para el CD4066, Comun de los botones referenciado a +12V de la fuente de 12V.

 Fuente simple para el comun de los botones: Fuente de PC la cual tenia los + 3.3V
 Fuente simple con trasformador/regulador LDO para los 12V

Esta tiene el MISMO funcionamiento que posee la de la fuente simetrica, es decir no hay corriente cuando no esta habilitado y hay corriente cuando esta habilitado, tambien comparte el mismo problema que la fuente simetrica, es decir que cuando esta apagada la fuente de 12V , existe una corriente, lo cual haria como si los botones estuvieran presionados.

Una cosa mas:

Fuente simple y ambos GND referenciados funciona igual, nomas que como asumo no tener el GND de la bateria entonces no lo puse como opcion


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La solucion seria que primero se encienda el dispositivo este, y luego el aparato medico a usar. De esa forma se evitaria ese problema. Estoy pensando y no creo que exista otra forma de evitarlo, tal ves cortocircuitando VDD y VSS del CD4066, Ya voy a ver si existe alguna forma de lograrlo. seguire probando. Si alguno posee otra idea para evitar esto, bienvenido sea

La otra solucion es que realmente no importe para nada lo que este presionado. Por que para entrar al setup, SI o SI debe estar apagado el equipo y al encenderse tener 2 botones presionados. Por lo cual el circuito agregado deberia estar activo primero si o si. A lo que nos lleva a que la fuente simple seria la ideal para reducir la complejidad del circuito y funcionaria correctamente ( al menos es lo que pienso ).

¿ que componente se usa al rolete y al pedo muchisimas veces  en electronica ?? ?
el querido opto acoplador.

Lo pense a no ser que tengas un opto MOSFET, que vendria a ser un relay de estado solido de CC, y que en argentina ni soñando por mas que salga 0.22c de dolar. Pero si no podria funcionar y pienso que ahi SI seria lo ideal.

[Chaly29]

Hola KILLERJC, todavía no comprendo bien que es lo que deseas hacer con el circuito, o sea interpreto que deseas emular el teclado, pero no entiendo el fín de tal trabajo...

Un saludo.

Atte. CARLOS.

[KILLERJC]

El fin lo comente al comenzar el post, es poder "presionar" las teclas con un PIC asi poner una contraseña tras otra , con el fin de desbloquear el equipo medico.
El equipo posee bloqueado el SETUP, el cual para entrar hay que poner una contraseña de 8 digitos, las cuales cada digito va del 0 al 3, los 5 botones que pretendo reemplazar serian esos numeros mas un boton de borrar.

Y tengo solamente como entrada/salida del equipo medico: el teclado, que como dije tiene 1 comun para los 5 botones (con unos 3.3V respecto al GND de bateria del equipo medico) + los 5 salidas de cada boton. El comun no se si es una salida de un regulador o si pasa por una resistencia, y el otro extremo por lo medido lo unico que puedo asumir que es una especie de red RC.
Y es a todo lo que me puedo conectar.

Yo queria buscar algo que conmute pero de forma electronica, tal cual se esta haciendo, y que no genere ningun problema al equipo medico, es decir buscar una especie de aislacion entre uno y otro ( a pesar que esta opcion NO la tenga pero usa los 3.3V del teclado). Que es por eso que se resistieron que ponga los 3.3V directos y que buscara otra alternativa.
Asi yo con un PIC hacerle presionar en orden , para poner contraseña por contraseña y desbloquear el equipo.

Ademas requieren que tenga un LCD que les diga cual es el pass correcto. Luego de ingresado el mismo. Y que guarde el valor en caso de corte de luz. Para que lo puedan reiniciar otro dia.
El mayor problema es el teclado, el programa mas lo demas no presenta demasiado desafio. Sino que lo unico que realmente importa es el circuito que emula o reemplaza al teclado.

En resumen quisiera poder tocar las teclas electronicamente, y tener la mayor independencia entre ambos circuitos.
Espero que ahora puedas entenderlo Chaly.

Por ahora probandolo en un protoboard, y viendo como se comportan en cada caso, como seria en el que enchufen el dispositivo con el equipo medico encendido por ejemplo. Por eso mi observacion.

[Chaly29]

Hola KILLERJC, entonces había entendido perfectamente bien, pero cuando nombraste lo del encendido y demás temas me confundí, imagino que el desbloqueo lo realizarás tu, por lo tanto sabrías como operar el sistema. (Serías poco inteligente si le das el equipo para desbloquear a ellos)

Y si se lo dieras a ellos (a cambio de una suma muy importante de dinero) calculo que le confeccionarías un manual de uso...

El circuito que te propongo es el siguiente:

Emulador de Teclado 1.png
(4.92 kB, 846x665 - visto 1118 veces)

No hay mucho para explicar, pero debería de funcionar perfectamente. Este es un circuito inversor, por lo que un bajo en la entrada pone a la salida en ON

Y si sigues con el problema del circuito sin alimentar, pues este otro, a pesar de ser un poco más complejo en su confección, debería de colocar los conmutadores en OFF al no tener tensión. Este circuito es no inversor, por lo que un alto en la entrada pone las salida en ON.

Emulador de Teclado 2.png
(5.41 kB, 684x605 - visto 1107 veces)

Un saludo.

Atte. CARLOS.

[KILLERJC]

Es parecido a lo que tenia pensado realizar, me la solucionaste mas con el ULN yo pensaba usar directamente unos transitores por ahi me olvido del ULN,
Respecto a la referencia habia probado poner directamente el Comun unido a los 12V, sin el divisor resistivo que haga que la referencia se encuentre en 6V. Al menos eso habia probado y funcionaba.

Es mas facil complicarla en software que en hardware, asi que de ir iria por la primera opcion

Gracias Chaly.

[elñato]

El teclado no es con switch sino que posee un teclado de membrana,  de todos los botones solo se necesitan 5 que son aquellos para ingresar los numeros y para borrarlo.
Desarmando el teclado me encuentro que existe un comun para todos los botones y luego del boton a un pin que sale a otra placa.

Y aca mis dudas

Al comun lo medi con el terminal negativo de la conexion a la bateria ( posee bateria para ser portable ) y me encontre que tiene 3.3V continuos, tome este pin por que asumo que tras step-up de la bateria o reguladores iba a ser conectado a VSS. Del otro lado del contacto deberia tener 0V, es decir un pull-down de esa entrada ya que no sirve que este flotando. Pero midiendo con el osciloscopio hay realmente una señal muy rara, es como si estuviera a 3V todo el tiempo y cada 40ms pega un pulso (pulso pero muy pequeño de us o menos ) a 0V y como si fuera una rampa de capacitor que va cargando hasta llegar a aproximadamente los 3V de nuevo. en menos de 500us esa rampa. Hasta parece ruido, pero todos los pines por igual.

yo entendi  que el comun de el teclado te da 3,3v respecto de el negativo de la bateria.
eso seria vcc de algunso micros que se alimentan con 3,3 v.
asi que no le veo nada de complicado, quizas me estoy equivocando .
comun de teclado esta a +vcc = 3,3 v  y al pulsar le da eso a cada pin .

no veo por que no usar un opto comun, que tenga un simple T.
probar siquiera.
no se por que mosfet.

[KILLERJC]

Mi mayor situacion frente a los opto-transistores contra una switch analogico MOSFET es que:

El comun del teclado da 3.3V, pero NO puedo asegurar que sea una salida de un regulador. O si pasa por una resistencia antes.
Tampoco puedo o tengo conocimiento de lo que existe del otro lado. Supongamos por un momento que esto va directo a una entrada de alta impedancia y no posea NADA MAS.
No existiria corriente a regular, por lo cual no podria usarlo. O en realidad estaria condicionado al circuito de entrada.

En cambio un MOSFET se comportaria como una resistencia. Y que se asemeja lo mas parecido a lo que se busca, excepto por la aislacion total entre las 2 fuentes.

De todas formas por curiosidad voy a probar con un opto-transistor en el cual posea el colector a 3.3V, y del emisor vaya a una red RC serie, que seria el circuito equivalente de lo que me parecio al medir. Pero pienso que el mismo capacitor evitaria el transistor se polarizara correctamente y no funcionaria.

Y si se lo dieras a ellos (a cambio de una suma muy importante de dinero) calculo que le confeccionarías un manual de uso...

Exactamente eso, es decir ellos lo quieren para ellos, encima como que estan apurados, no pasaron 3 dias y ya quieren noticias.. siendo que les dije que estoy haciendo otras cosas mas.

Este es el aparato (modelo el de la imagen, hay varios mas):

http://www.absolutemed.com/picts/products/tnw800-141-Zoll_M_series_patient_monitor-2.jpg

Y que viendo los precios estos se encuentran en 1200 dolares usados y 3000 nuevos ( al menos este parece usado )

Si fuera por una suma importante de dinero les enseño paso a paso como hacerlo, como a un nene de jardin, hasta me vuelvo diseñador grafico para hacerles el manual. Pero hay cosas que todavia faltan, y el mayor problema es conseguir una cinta plana, mas su conector, para que quede como un producto terminado.

http://2.bp.blogspot.com/-5Pmqv9XrcpY/VIggP3LRHAI/AAAAAAAAAXI/sUMNn7x1mRk/s1600/Cable%2Bde%2Bcinta%2Bplano..jpg

Por que en si no es complejo, pero los habilita a ganar mucha plata a ellos, lo cual permite exigir mas dinero sabiendo que ellos lo van a recuperar tal ves al primer equipo.

Luego te pregunto algunas cosas por MP.