3.1.11 モールス信号ジェネレータ

はじめに

このプロジェクトでは、Raspberry Piに英字のシリーズを入力し、それをモールス信号として表示するモールス信号ジェネレータを作成します。

必要なコンポーネント

このプロジェクトでは、以下のコンポーネントが必要です。

../_images/4.1.16_morse_code_generator_list.png

回路図

../_images/4.1.16_morse_code_generator_schematic.png

実験手順

ステップ1： 回路を組み立てます。（ブザーの極性に注意してください：+ラベルのある方が正極で、もう一方が負極です。）

../_images/4.1.16_morse_code_generator_circuit.png

ステップ2： コードファイルを開きます。

cd ~/raphael-kit/python-pi5

ステップ3： 実行します。

sudo python3 3.1.11_MorseCodeGenerator_zero.py

プログラムが実行されたら、一連の文字列を入力し、ブザーとLEDが対応するモールス信号を送信します。

コード

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

# ブザーとLEDをGPIOピンに初期化
BeepPin = Buzzer(22)
ALedPin = LED(17)

# 文字のモールス信号表現
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():
    """ ブザーとLEDをオンにします。"""
    BeepPin.on()
    ALedPin.on()

def off():
    """ ブザーとLEDをオフにします。"""
    BeepPin.off()
    ALedPin.off()

def beep(dt):  # dtは遅延時間用です。
    """
    指定された時間のブザー音とLEDフラッシュを生成します。
    :param dt: ブザー音とフラッシュのための期間。
    """
    on()
    time.sleep(dt)
    off()
    time.sleep(dt)

def morsecode(code):
    """
    入力されたコードをモールス信号に変換し、ブザーとLEDを使用して信号化します。
    :param code: モールス信号に変換するテキスト。
    """
    pause = 0.25
    for letter in code:
        for tap in MORSECODE[letter]:
            if tap == '0':
                beep(pause / 2)  # 短いビープ音
            if tap == '1':
                beep(pause)      # 長いビープ音
        time.sleep(pause)  # 文字間の休憩

def destroy():
    """ スクリプトの終了時にリソースをクリーンアップします。"""
    print("")
    BeepPin.off()
    ALedPin.off()

try:
    while True:
        code = input("メッセンジャーを入力してください：")
        code = code.upper()  # モールス信号検索用に大文字に変換
        print(code)
        morsecode(code)
except KeyboardInterrupt:
    destroy()

コードの説明

  1. このコードは、gpiozeroライブラリからBuzzerおよびLEDクラスをインポートしています。これらのクラスは、Raspberry Pi上の対応するGPIOデバイスを制御するために必要です。

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

  2. GPIOピン22のブザーとGPIOピン17のLEDを初期化して、これらのコンポーネントを制御するのに役立てます。

    # ブザーとLEDをGPIOピンに初期化
BeepPin = Buzzer(22)
ALedPin = LED(17)

  3. MORSECODE 構造を定義します。これは、AからZまでの文字、0から9までの数字、および「?」、「/」、「:」、「,」、「.」、「;」、「!」、「@」などの記号のモールス信号表現を含む辞書です。ここで、 0 はドットを示し、 1 はダッシュを示します。

    # 文字のモールス信号表現
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. on() 関数はブザーとLEDをオンにします。 off() 関数はブザーとLEDをオフにします。

    def on():
    """ ブザーとLEDをオンにします。"""
    BeepPin.on()
    ALedPin.on()

def off():
    """ ブザーとLEDをオフにします。"""
    BeepPin.off()
    ALedPin.off()

  5. beep() 関数は、ブザーとLEDを指定された時間間隔で音を鳴らし、点滅させるために使用されます。

    def beep(dt):  # dtは遅延時間用です。
    """
    指定された時間のブザー音とLEDフラッシュを生成します。
    :param dt: ブザー音とフラッシュのための期間。
    """
    on()
    time.sleep(dt)
    off()
    time.sleep(dt)

  6. morsecode() 関数は、入力された文字のモールス信号を処理し、ブザーとLEDを使用してそれを示します。

    def morsecode(code):
    """
    入力されたコードをモールス信号に変換し、ブザーとLEDを使用して信号化します。
    :param code: モールス信号に変換するテキスト。
    """
    pause = 0.25
    for letter in code:
        for tap in MORSECODE[letter]:
            if tap == '0':
                beep(pause / 2)  # 短いビープ音
            if tap == '1':
                beep(pause)      # 長いビープ音
        time.sleep(pause)  # 文字間の休憩

  7. destroy() 関数は、スクリプトが終了したときにブザーとLEDの両方をオフにするようにします。これにより、GPIOピンがアクティブな状態にならないようになります。

    def destroy():
    """ スクリプトの終了時にリソースをクリーンアップします。"""
    print("")
    BeepPin.off()
    ALedPin.off()

  8. キーボードで関連する文字を入力すると、 upper() が入力文字を大文字に変換します。 printf() はコンピュータ画面にクリアテキストを表示し、 morsecode() 関数はブザーとLEDにモールス信号を出力させます。

    try:
    while True:
        code = input("メッセンジャーを入力してください：")
        code = code.upper()  # モールス信号検索用に大文字に変換
        print(code)
        morsecode(code)
except KeyboardInterrupt:
    destroy()