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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.

../_images/4.1.14_password_lock_list.png

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

../_images/4.1.14_password_lock_schematic.png

Procedura Sperimentale

Passo 1: Costruisci il circuito.

../_images/4.1.14_password_lock_circuit.png

Passo 2: Accedi alla directory del codice.

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

Passo 3: Esegui.

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”.

Nota

  • Se ricevi l’errore FileNotFoundError: [Errno 2] No such file or directory: '/dev/i2c-1', consulta Configurazione I²C 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.

Avvertimento

Se appare un messaggio di errore RuntimeError: Cannot determine SOC peripheral base address, consulta Se gpiozero non funziona..

Codice

Nota

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.

#!/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

  1. 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.

    #!/usr/bin/env python3
    from gpiozero import DigitalOutputDevice, Button
    from time import sleep
    import LCD1602
    
  2. 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.

    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
    
  3. 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.

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

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

    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)
    
  6. 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.

    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)
    
  7. 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.

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