이 부분은 나도 문돌이라 설명에 오류가 있을 수도 있음... 이 가이드에서 가장 자신 없는 부분이지만

대충 아이디어만 이해하는 셈치고 읽어주셈. 최대한 간단하게 설명하려고 노력했음.

1-1.

제작에 들어가기에 앞서, 풀와이어링 키보드가 어떤 원리로 작동하는지 이해한다면 전체 제작과정을 이해하는데 도움이 될 것이라 생각하여 먼저 간단한 키보드 매트릭스의 작동원리를 설명해보고자 함. 만약 너무 복잡한 것 같다면 이 부분은 건너뛰고 바로 제작으로 들어가도 무관함.

1-2. 키보드 매트릭스의 작동원리

키보드 매트릭스는 말 그대로 행렬을 떠올리면 됨. 키보드의 키들이 행렬의 형태로 나열되어 있다는 아이디어는 오쏘리니어 키보드를 보면 쉽게 이해할 수 있을 것임.

오쏘리니어 키보드가 아닌 보통의 스태거드 키보드라 해도 실제 키들 간의 연결은 행렬의 형태로 되어 있다고 이해하면 됨.

이제부터는 이해를 돕기 위해 총 4 개의 키로 구성된 작은 2 X 2 키보드를 상상해 보자.

그리고 각 키가 A. S. Z. X라고 하면 이 키보드는 다음과 같은 행렬의 형태로 나타낼 수 있음.

이러한 키보드 매트릭스의 연결을 그림으로 표현하면 다음과 같음.

이때 빨간 선과 파란 선은 우리가 키를 누르지 않는 한 서로 연결되어 있지 않은 상태임.

또 그림에는 표현되어 있지 않지만 각 행 (A1, A2)과 열(B1, B2)은 각각 컨트롤러 핀에 연결되어 있음.

컨트롤러는 먼저 A1에 전기신호를 보내고 B1, B2에 신호가 오는지를 확인하고,

그 뒤에 A2에 전기신호를 보내고 B1, B2에 신호가 오는지를 확인함.

위의 과정을 빠르게 반복하여 각 키들이 눌렸는지 여부를 인식하는 거임.

예를 들어, 우리가 A키를 눌렀다고 해보면,

컨트롤러가 A1에 전기신호를 흘렸을 때 B1을 통해 전기신호가 다시 컨트롤러로 들어올 거임.

그러면 컨트롤러는 (A1, B1)에 위치한 키, 즉 A가 눌렸다고 인식하는 거임.

만약 X를 눌렀다면 컨트롤러가 A1에 전기를 흘려도 B1, B2에는 전기가 흐르지 않음.

하지만 A2에 전기를 흘리면 B2를 통해 전기신호가 다시 컨트롤러도 들어올 것이 때문에

(A2, B2)에 해당하는 X가 눌렸다고 컨트롤러는 인식하게 됨.

1-3. 고스트 키 문제

그러나 위의 그림처럼 연결된 키보드 매트릭스에는 한 가지 문제가 있음.

바로 고스트 키라고 불리는 문제인데, 쉽게 말해 여러 키를 동시에 눌렀을 때

누르지 않은 키도 누른 것으로 인식되는 문제임.

그림을 통해 왜 이런 문제가 발생하는지 알아보자.

그림에 나온 설명대로, 우리가 A, S, X를 동시에 누르고 있다고 해보자.

컨트롤러가 A1에 전기신호를 보내면 B1, B2 모두에 전기가 흐를 것이고 A, S가 눌린 것을 인식할 거임.

여기까지는 문제가 없음.

그런데 A2에 전기신호를 보내게 되면 그림의 녹색 화살표를 따라서 전기가 B1에도 흐르게 됨. (A, S. X가 모두 눌려 있으므로)

따라서 누르지 않은 Z키도 누른 것으로 컨트롤러가 인식하게 되어버림. 이게 바로 고스트키라고 불리는 현상임.

입력장치인 키보드에 있어서는 누르지 않은 키가 눌리는 건 큰 문제지.

그러나 이는 쉽게 해결이 가능함.

1-4. 다이오드의 역할

고스트키 현상은 스위치에 다이오드를 연결함으로써 해결할 수 있음.

다이오드라는 건 전류를 한 방향으로만 흐르게 하는 역할을 하는 전자부품임.

다이오드.

다이오드가 전기를 한 방향으로만 흐르게 한다는 성질을 이용해서 우리는 고스트키 현상을 막을 수 있음.

그림을 보자.

다이오드 연결 (스위치 누르기 전)

그림과 같이 다이오드를 연결했다고 치자. (이해를 돕기위해 이제 스위치도 그림에 추가함)

엄청 단순화한 그림이지만 이해에는 큰 문제가 없을 거라 생각함.

위와 같이 스위치와 다이오드를 설치하고 아까와 같이 A. S. X를 동시에 누르면 아래와 같이 됨.

다이오드 설치 전에는 A2에 전기신호를 보내면 B1, B2 모두에 전기신호가 들어가서 문제가 됐었음.

그러나 다이오드를 설치한 지금은 다름. 이제는 A2에 전기신호를 보냈을 때 다이오드가 S에서 A로 전기가 흐르는 것을 막아서

B1에는 전기가 흐르지 않게 됨. 따라서 누르지 않은 Z는 누르지 않은 것으로 정상인식됨. 고스트키 문제가 해결된 것.

이게 아주 정확한 설명은 아니라고 생각하지만 대충 우리가 만들고자 하는 키보드의 동작원리를 이해하는데는 도움이 됨.

다음 글부터는 실제 제작에 관한 내용이 나올 것임.

오류 지적 / 질문은 언제나 환영.

​