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.. _py_pi5_password_lock:

3.1.9 Lucchetto con Password
================================

Introduzione
--------------

In questo progetto, utilizzeremo una tastiera e un display LCD per creare un 
lucchetto a combinazione. Il display LCD mostrerà un messaggio che ti invita 
a digitare la password sulla tastiera. Se la password è corretta, verrà 
visualizzato "Correct".

A partire da questo progetto, è possibile aggiungere componenti elettronici 
aggiuntivi, come un cicalino, LED e altro, per ampliare le funzionalità di 
inserimento della password.

Componenti Necessari
------------------------------

In questo progetto, abbiamo bisogno dei seguenti componenti.

.. image:: ../python_pi5/img/4.1.14_password_lock_list.png
    :width: 800
    :align: center

.. È sicuramente conveniente acquistare un kit completo, ecco il link:

.. .. list-table::
..     :widths: 20 20 20
..     :header-rows: 1

..     *   - Nome	
..         - COMPONENTI NEL KIT
..         - LINK
..     *   - Kit Raphael
..         - 337
..         - |link_Raphael_kit|

.. Puoi anche acquistarli separatamente dai link seguenti.

.. .. list-table::
..     :widths: 30 20
..     :header-rows: 1

..     *   - INTRODUZIONE AI COMPONENTI
..         - LINK PER L'ACQUISTO

..     *   - :ref:`gpio_extension_board`
..         - |link_gpio_board_buy|
..     *   - :ref:`breadboard`
..         - |link_breadboard_buy|
..     *   - :ref:`wires`
..         - |link_wires_buy|
..     *   - :ref:`resistor`
..         - |link_resistor_buy|
..     *   - :ref:`i2c_lcd1602`
..         - |link_i2clcd1602_buy|
..     *   - :ref:`keypad`
..         - \-

Schema Elettrico
------------------

============ ======== ======== ===
T-Board Name physical wiringPi BCM
GPIO18       Pin 12   1        18
GPIO23       Pin 16   4        23
GPIO24       Pin 18   5        24
GPIO25       Pin 22   6        25
GPIO17       Pin 11   0        17
GPIO27       Pin 13   2        27
GPIO22       Pin 15   3        22
SPIMOSI      Pin 19   12       10
SDA1         Pin 3             
SCL1         Pin 5             
============ ======== ======== ===

.. image:: ../python_pi5/img/4.1.14_password_lock_schematic.png
   :align: center

Procedura Sperimentale
--------------------------

**Passo 1:** Costruisci il circuito.

.. image:: ../python_pi5/img/4.1.14_password_lock_circuit.png

**Passo 2:** Accedi alla directory del codice.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block:: 

    cd ~/davinci-kit-for-raspberry-pi/python-pi5

**Passo 3:** Esegui.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block:: 

    sudo python3 3.1.9_PasswordLock.py

Dopo aver avviato il codice, utilizza la tastiera per inserire la password: 
1984. Se appare “CORRECT” sul display LCD1602, la password è corretta; 
altrimenti apparirà “WRONG KEY”.

.. note::

    * Se ricevi l'errore ``FileNotFoundError: [Errno 2] No such file or directory: '/dev/i2c-1'``, consulta :ref:`i2c_config` per abilitare l'I2C.
    * Se ricevi l'errore ``ModuleNotFoundError: No module named 'smbus2'``, esegui ``sudo apt install python3-smbus2``.
    * Se appare l'errore ``OSError: [Errno 121] Remote I/O error``, significa che il modulo è collegato in modo errato o è danneggiato.
    * Se il codice e i collegamenti sono corretti, ma il display LCD non mostra contenuti, puoi regolare il potenziometro sul retro per aumentare il contrasto.

.. warning::

    Se appare un messaggio di errore ``RuntimeError: Cannot determine SOC peripheral base address``, consulta :ref:`faq_soc`.

**Codice**

.. note::
    Puoi **Modificare/Reimpostare/Copiare/Eseguire/Arrestare** il codice qui sotto. Ma prima di fare ciò, devi andare alla directory del codice sorgente come ``davinci-kit-for-raspberry-pi/python-pi5``. Dopo aver modificato il codice, puoi eseguirlo direttamente per vedere l'effetto.

.. raw:: html

    <run></run>

.. code-block:: python

   #!/usr/bin/env python3

   from gpiozero import DigitalOutputDevice, Button
   from time import sleep
   import LCD1602

   class Keypad:
       def __init__(self, rows_pins, cols_pins, keys):
           """
           Initialize the Keypad with specified row and column pins and keys.
           :param rows_pins: List of GPIO pins for the rows.
           :param cols_pins: List of GPIO pins for the columns.
           :param keys: List of keys in the keypad layout.
           """
           self.rows = [DigitalOutputDevice(pin) for pin in rows_pins]  # Configurazione pin delle righe
           self.cols = [Button(pin, pull_up=False) for pin in cols_pins]  # Configurazione pin delle colonne
           self.keys = keys  # Disposizione dei tasti del tastierino

       def read(self):
           """
           Read and return a list of keys that are currently pressed.
           :return: List of pressed keys.
           """
           pressed_keys = []
           for i, row in enumerate(self.rows):
               row.on()  # Attiva la riga corrente
               for j, col in enumerate(self.cols):
                   if col.is_pressed:
                       index = i * len(self.cols) + j
                       pressed_keys.append(self.keys[index])
               row.off()  # Disattiva la riga dopo il controllo
           return pressed_keys

   # Configurazione della verifica della password
   LENS = 4
   password = ['1', '9', '8', '4']  # Password preimpostata
   testword = ['0', '0', '0', '0']  # Memorizzazione dell'input dell'utente
   keyIndex = 0  # Indice per i tasti di input

   def check():
       """
       Check if the entered password matches the preset password.
       :return: 1 if match, 0 otherwise.
       """
       for i in range(LENS):
           if password[i] != testword[i]:
               return 0
       return 1

   def setup():
       """
       Setup the keypad and LCD display.
       """
       global keypad, last_key_pressed
       # Configurazione dei pin per il tastierino
       rows_pins = [18, 23, 24, 25]
       cols_pins = [10, 22, 27, 17]
       keys = ["1", "2", "3", "A",
               "4", "5", "6", "B",
               "7", "8", "9", "C",
               "*", "0", "#", "D"]

       # Inizializza il tastierino e l'LCD
       keypad = Keypad(rows_pins, cols_pins, keys)
       last_key_pressed = []
       LCD1602.init(0x27, 1)  # Inizializzazione LCD
       LCD1602.clear()
       LCD1602.write(0, 0, 'WELCOME!')
       LCD1602.write(2, 1, 'Enter password')
       sleep(2)

   def loop():
       """
       Main loop for handling keypad input and password verification.
       """
       global keyIndex, LENS, keypad, last_key_pressed
       while True:
           pressed_keys = keypad.read()
           if pressed_keys and pressed_keys != last_key_pressed:
               if keyIndex < LENS:
                   LCD1602.clear()
                   LCD1602.write(0, 0, "Enter password:")
                   LCD1602.write(15 - keyIndex, 1, pressed_keys[0])
                   testword[keyIndex] = pressed_keys[0]
                   keyIndex += 1

               if keyIndex == LENS:
                   if check() == 0:
                       LCD1602.clear()
                       LCD1602.write(3, 0, "WRONG KEY!")
                       LCD1602.write(0, 1, "please try again")
                   else:
                       LCD1602.clear()
                       LCD1602.write(4, 0, "CORRECT!")
                       LCD1602.write(2, 1, "welcome back")
                   keyIndex = 0  # Reimposta l'indice dopo il controllo

           last_key_pressed = pressed_keys
           sleep(0.1)

   try:
       setup()
       loop()
   except KeyboardInterrupt:
       LCD1602.clear()  # Cancella il display LCD all'interruzione


**Spiegazione del Codice**

#. Lo script importa le classi per gestire i dispositivi di output digitale e i pulsanti dalla libreria gpiozero. Importa anche la funzione sleep dal modulo time, consentendo di aggiungere ritardi nell'esecuzione dello script. Inoltre, la libreria LCD1602 viene importata per il controllo del display LCD1602.

   .. code-block:: python

       #!/usr/bin/env python3
       from gpiozero import DigitalOutputDevice, Button
       from time import sleep
       import LCD1602

#. Definisce una classe personalizzata per la gestione del tastierino. Inizializza il tastierino con i pin delle righe e delle colonne specificati e fornisce un metodo ``read`` per rilevare i tasti premuti.

   .. code-block:: python

       class Keypad:
           def __init__(self, rows_pins, cols_pins, keys):
               """
               Initialize the Keypad with specified row and column pins and keys.
               :param rows_pins: List of GPIO pins for the rows.
               :param cols_pins: List of GPIO pins for the columns.
               :param keys: List of keys in the keypad layout.
               """
               self.rows = [DigitalOutputDevice(pin) for pin in rows_pins]  # Configurazione pin delle righe
               self.cols = [Button(pin, pull_up=False) for pin in cols_pins]  # Configurazione pin delle colonne
               self.keys = keys  # Disposizione dei tasti del tastierino

           def read(self):
               """
               Read and return a list of keys that are currently pressed.
               :return: List of pressed keys.
               """
               pressed_keys = []
               for i, row in enumerate(self.rows):
                   row.on()  # Attiva la riga corrente
                   for j, col in enumerate(self.cols):
                       if col.is_pressed:
                           index = i * len(self.cols) + j
                           pressed_keys.append(self.keys[index])
                   row.off()  # Disattiva la riga dopo il controllo
               return pressed_keys

#. Configura il sistema di verifica della password. ``LENS`` definisce la lunghezza della password. ``password`` è la password preimpostata corretta, mentre ``testword`` viene utilizzato per memorizzare l'input dell'utente. ``keyIndex`` traccia la posizione corrente nell'input dell'utente.

   .. code-block:: python

       # Configurazione della verifica della password
       LENS = 4
       password = ['1', '9', '8', '4']  # Password preimpostata
       testword = ['0', '0', '0', '0']  # Memorizzazione input dell'utente
       keyIndex = 0  # Indice per i tasti di input

#. Funzione per confrontare la password inserita (``testword``) con la password preimpostata (``password``) e restituire il risultato.

   .. code-block:: python

       def check():
           """
           Check if the entered password matches the preset password.
           :return: 1 if match, 0 otherwise.
           """
           for i in range(LENS):
               if password[i] != testword[i]:
                   return 0
           return 1

#. Inizializza il tastierino e il display LCD. Mostra un messaggio di benvenuto e le istruzioni per inserire la password.

   .. code-block:: python

       def setup():
           """
           Setup the keypad and LCD display.
           """
           global keypad, last_key_pressed
           # Configurazione dei pin per il tastierino
           rows_pins = [18, 23, 24, 25]
           cols_pins = [10, 22, 27, 17]
           keys = ["1", "2", "3", "A",
                   "4", "5", "6", "B",
                   "7", "8", "9", "C",
                   "*", "0", "#", "D"]

           # Inizializza tastierino e LCD
           keypad = Keypad(rows_pins, cols_pins, keys)
           last_key_pressed = []
           LCD1602.init(0x27, 1)  # Inizializzazione LCD
           LCD1602.clear()
           LCD1602.write(0, 0, 'WELCOME!')
           LCD1602.write(2, 1, 'Enter password')
           sleep(2)

#. Il ciclo principale per la gestione dell'input dal tastierino e la verifica della password. Aggiorna il display LCD in base alla password inserita e fornisce feedback se la password è corretta o errata.

   .. code-block:: python

       def loop():
           """
           Main loop for handling keypad input and password verification.
           """
           global keyIndex, LENS, keypad, last_key_pressed
           while True:
               pressed_keys = keypad.read()
               if pressed_keys and pressed_keys != last_key_pressed:
                   if keyIndex < LENS:
                       LCD1602.clear()
                       LCD1602.write(0, 0, "Enter password:")
                       LCD1602.write(15 - keyIndex, 1, pressed_keys[0])
                       testword[keyIndex] = pressed_keys[0]
                       keyIndex += 1

                   if keyIndex == LENS:
                       if check() == 0:
                           LCD1602.clear()
                           LCD1602.write(3, 0, "WRONG KEY!")
                           LCD1602.write(0, 1, "please try again")
                       else:
                           LCD1602.clear()
                           LCD1602.write(4, 0, "CORRECT!")
                           LCD1602.write(2, 1, "welcome back")
                       keyIndex = 0  # Reimposta l'indice dopo il controllo

               last_key_pressed = pressed_keys
               sleep(0.1)

#. Esegue la configurazione ed entra nel ciclo principale. Consente un'uscita pulita dal programma utilizzando un'interruzione da tastiera (Ctrl+C), cancellando il display LCD.

   .. code-block:: python

       try:
           setup()
           loop()
       except KeyboardInterrupt:
           LCD1602.clear()  # Cancella il display LCD all'interruzione