3.1.11 Morsecode-Generator

Einführung

In diesem Projekt werden wir einen Morsecode-Generator erstellen, bei dem Sie eine Reihe von englischen Buchstaben in den Raspberry Pi eingeben, um diese als Morsecode darzustellen.

Benötigte Komponenten

Für dieses Projekt benötigen wir folgende Komponenten.

Schaltplan

T-Board Name	physisch	wiringPi	BCM
GPIO17	Pin 11	0	17
GPIO22	Pin 15	3	22

Experimentelle Verfahren

Schritt 1: Bauen Sie den Schaltkreis. (Achten Sie auf die Pole des Buzzers: Der mit + markierte ist der positive Pol, der andere der negative.)

Schritt 2: Öffnen Sie die Code-Datei.

cd ~/raphael-kit/python-pi5

Schritt 3: Ausführen.

sudo python3 3.1.11_MorseCodeGenerator_zero.py

Nachdem das Programm gestartet wurde, geben Sie eine Reihe von Zeichen ein, und der Summer sowie die LED senden die entsprechenden Morsecode-Signale.

Code

#!/usr/bin/env python3
from gpiozero import Buzzer, LED
import time

# Initialisierung des Buzzers und der LED an GPIO-Pins
BeepPin = Buzzer(22)
ALedPin = LED(17)

# Morsecode-Darstellung für Zeichen
MORSECODE = {
    'A': '01', 'B': '1000', 'C': '1010', 'D': '100', 'E': '0', 'F': '0010', 'G': '110',
    'H': '0000', 'I': '00', 'J': '0111', 'K': '101', 'L': '0100', 'M': '11', 'N': '10',
    'O': '111', 'P': '0110', 'Q': '1101', 'R': '010', 'S': '000', 'T': '1',
    'U': '001', 'V': '0001', 'W': '011', 'X': '1001', 'Y': '1011', 'Z': '1100',
    '1': '01111', '2': '00111', '3': '00011', '4': '00001', '5': '00000',
    '6': '10000', '7': '11000', '8': '11100', '9': '11110', '0': '11111',
    '?': '001100', '/': '10010', ',': '110011', '.': '010101', ';': '101010',
    '!': '101011', '@': '011010', ':': '111000',
}

def on():
    """ Schaltet den Summer und die LED ein. """
    BeepPin.on()
    ALedPin.on()

def off():
    """ Schaltet den Summer und die LED aus. """
    BeepPin.off()
    ALedPin.off()

def beep(dt):  # dt für Verzögerungszeit.
    """
    Erzeugt einen Piepton und ein LED-Blinken für die angegebene Dauer.
    :param dt: Dauer für den Piepton und das Blinken.
    """
    on()
    time.sleep(dt)
    off()
    time.sleep(dt)

def morsecode(code):
    """
    Konvertiert den eingegebenen Code in Morsecode und signalisiert ihn mit dem Summer und der LED.
    :param code: Der in Morsecode umzuwandelnde Text.
    """
    pause = 0.25
    for letter in code:
        for tap in MORSECODE[letter]:
            if tap == '0':
                beep(pause / 2)  # Kurzer Piepton für Punkt
            if tap == '1':
                beep(pause)      # Langer Piepton für Strich
        time.sleep(pause)  # Pause zwischen Buchstaben

def destroy():
    """ Ressourcen bei Skriptbeendigung aufräumen. """
    print("")
    BeepPin.off()
    ALedPin.off()

try:
    while True:
        code = input("Bitte geben Sie die Nachricht ein:")
        code = code.upper()  # Umwandlung in Großbuchstaben für Morsecode-Suche
        print(code)
        morsecode(code)
except KeyboardInterrupt:
    destroy()

Code-Erklärung

1. Dieser Code importiert die Klassen Buzzer und LED aus der gpiozero-Bibliothek. Diese Klassen sind wesentlich für die Steuerung der entsprechenden GPIO-Geräte auf dem Raspberry Pi.

   #!/usr/bin/env python3
   from gpiozero import Buzzer, LED
   import time
   

2. Initialisiert den Summer an GPIO-Pin 22 und die LED an GPIO-Pin 17 und erleichtert so die Steuerung dieser Komponenten.

   # Initialisierung des Buzzers und der LED an GPIO-Pins
   BeepPin = Buzzer(22)
   ALedPin = LED(17)
   

3. Definiert die Struktur „MORSE“, ein Wörterbuch, das Morsecode-Darstellungen für die Buchstaben A-Z, Zahlen 0-9 und Symbole wie „?“, „/“, „:“, „,“, „.“, „;“, „!“, „@“ enthält, wobei „0“ einen Punkt und „1“ einen Strich bedeutet.

   # Morsecode-Darstellung für Zeichen
   MORSECODE = {
       'A': '01', 'B': '1000', 'C': '1010', 'D': '100', 'E': '0', 'F': '0010', 'G': '110',
       'H': '0000', 'I': '00', 'J': '0111', 'K': '101', 'L': '0100', 'M': '11', 'N': '10',
       'O': '111', 'P': '0110', 'Q': '1101', 'R': '010', 'S': '000', 'T': '1',
       'U': '001', 'V': '0001', 'W': '011', 'X': '1001', 'Y': '1011', 'Z': '1100',
       '1': '01111', '2': '00111', '3': '00011', '4': '00001', '5': '00000',
       '6': '10000', '7': '11000', '8': '11100', '9': '11110', '0': '11111',
       '?': '001100', '/': '10010', ',': '110011', '.': '010101', ';': '101010',
       '!': '101011', '@': '011010', ':': '111000',
   }
   

4. Die Funktion „on()“ startet den Summer und die LED. Die Funktion „off()“ wird verwendet, um den Summer und die LED auszuschalten.

   def on():
       """ Schaltet den Summer und die LED ein. """
       BeepPin.on()
       ALedPin.on()
   
   def off():
       """ Schaltet den Summer und die LED aus. """
       BeepPin.off()
       ALedPin.off()
   

5. Definiert eine Funktion „beep()“, um den Summer und die LED in einem bestimmten Intervall von „dt“ Töne abzugeben und zu blinken.

   def beep(dt):  # dt für Verzögerungszeit.
       """
       Erzeugt einen Piepton und ein LED-Blinken für die angegebene Dauer.
       :param dt: Dauer für den Piepton und das Blinken.
       """
       on()
       time.sleep(dt)
       off()
       time.sleep(dt)
   

6. Die Funktion „morsecode()“ wird verwendet, um den Morsecode der eingegebenen Zeichen zu verarbeiten, indem das „1“ des Codes weiterhin Töne oder Lichter abgibt und das „0“ kurz Töne oder Lichter abgibt, z.B. Eingabe „SOS“, und es wird ein Signal mit drei kurzen, drei langen und dann drei kurzen Segmenten „ · · · - - - · · · “ erzeugt.

   def morsecode(code):
       """
       Konvertiert den eingegebenen Code in Morsecode und signalisiert ihn mit dem Summer und der LED.
       :param code: Der in Morsecode umzuwandelnde Text.
       """
       pause = 0.25
       for letter in code:
           for tap in MORSECODE[letter]:
               if tap == '0':
                   beep(pause / 2)  # Kurzer Piepton für Punkt
               if tap == '1':
                   beep(pause)      # Langer Piepton für Strich
           time.sleep(pause)  # Pause zwischen Buchstaben
   

7. Definiert eine Funktion namens „destroy“, die sowohl den Summer als auch die LED ausschaltet. Diese Funktion soll aufgerufen werden, wenn das Skript beendet wird, um sicherzustellen, dass die GPIO-Pins nicht in einem aktiven Zustand belassen werden.

   def destroy():
       """ Ressourcen bei Skriptbeendigung aufräumen. """
       print("")
       BeepPin.off()
       ALedPin.off()
   

8. Wenn Sie die relevanten Zeichen mit der Tastatur eingeben, konvertiert „upper()“ die eingegebenen Buchstaben in ihre Großbuchstabenform. „printf()“ druckt dann den Klartext auf dem Computerbildschirm aus, und die Funktion „morsecod()“ veranlasst den Summer und die LED, Morsecode auszusenden.

   try:
       while True:
           code = input("Bitte geben Sie die Nachricht ein:")
           code = code.upper()  # Umwandlung in Großbuchstaben für Morsecode-Suche
           print(code)
           morsecode(code)
   except KeyboardInterrupt:
       destroy()