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4.1.13 Morsecode-Generator¶

Einführung¶

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

Benötigte Komponenten¶

Für dieses Projekt benötigen wir die folgenden Komponenten.

../_images/4.1.16_morse_code_generator_list.png

Es ist definitiv praktisch, ein ganzes Kit zu kaufen, hier ist der Link:

Name	ARTIKEL IN DIESEM KIT	LINK
Raphael Kit	337	Raphael Kit

Sie können sie auch separat über die untenstehenden Links kaufen.

KOMPONENTENVORSTELLUNG	KAUF-LINK
GPIO-Erweiterungsplatine	BUY
Steckbrett	BUY
Jumper-Kabel	BUY
Widerstand	BUY
LED	BUY
Summer	-
Transistor	BUY

Schaltplan¶

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

../_images/4.1.16_morse_code_generator_schematic.png

Experimentelle Verfahren¶

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

../_images/4.1.16_morse_code_generator_circuit.png

Schritt 2: Öffnen Sie die Code-Datei.

cd ~/raphael-kit/python-pi5

Schritt 3: Ausführen.

sudo python3 4.1.16_MorseCodeGenerator_zero.py

Nachdem das Programm ausgeführt 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

# Initialize Buzzer and LED to GPIO pins
BeepPin = Buzzer(22)
ALedPin = LED(17)

# Morse code representation for characters
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():
    """ Turn on the buzzer and LED. """
    BeepPin.on()
    ALedPin.on()

def off():
    """ Turn off the buzzer and LED. """
    BeepPin.off()
    ALedPin.off()

def beep(dt):  # dt for delay time.
    """
    Produce a beep sound and LED flash for the specified duration.
    :param dt: Duration for the beep and flash.
    """
    on()
    time.sleep(dt)
    off()
    time.sleep(dt)

def morsecode(code):
    """
    Convert the input code into Morse code and signal it using the buzzer and LED.
    :param code: The text to be converted to Morse code.
    """
    pause = 0.25
    for letter in code:
        for tap in MORSECODE[letter]:
            if tap == '0':
                beep(pause / 2)  # Short beep for dot
            if tap == '1':
                beep(pause)      # Long beep for dash
        time.sleep(pause)  # Pause between letters

def destroy():
    """ Clean up resources on script termination. """
    print("")
    BeepPin.off()
    ALedPin.off()

try:
    while True:
        code = input("Please input the messenger:")
        code = code.upper()  # Convert to uppercase for Morse code lookup
        print(code)
        morsecode(code)
except KeyboardInterrupt:
    destroy()

Code-Erklärung

Dieser Code importiert die Klassen Buzzer und LED aus der gpiozero-Bibliothek, die für die Steuerung der entsprechenden GPIO-Geräte am Raspberry Pi essenziell sind.
```
#!/usr/bin/env python3
from gpiozero import Buzzer, LED
import time
```
Initialisiert den Buzzer am GPIO-Pin 22 und die LED am GPIO-Pin 17, was die Steuerung dieser Komponenten ermöglicht.
```
# Initialize Buzzer and LED to GPIO pins
BeepPin = Buzzer(22)
ALedPin = LED(17)
```

Definiert die Struktur MORSECODE, 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 darstellt.

# Morse code representation for characters
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',
}

Die Funktion on() startet den Buzzer und die LED. Die Funktion off() wird verwendet, um den Buzzer und die LED auszuschalten.

def on():
    """ Turn on the buzzer and LED. """
    BeepPin.on()
    ALedPin.on()

def off():
    """ Turn off the buzzer and LED. """
    BeepPin.off()
    ALedPin.off()

Definiert eine Funktion beep(), um den Buzzer und die LED in einem bestimmten Intervall von dt Töne auszugeben und blinken zu lassen.

def beep(dt):  # dt for delay time.
    """
    Produce a beep sound and LED flash for the specified duration.
    :param dt: Duration for the beep and flash.
    """
    on()
    time.sleep(dt)
    off()
    time.sleep(dt)

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

def morsecode(code):
    """
    Convert the input code into Morse code and signal it using the buzzer and LED.
    :param code: The text to be converted to Morse code.
    """
    pause = 0.25
    for letter in code:
        for tap in MORSECODE[letter]:
            if tap == '0':
                beep(pause / 2)  # Short beep for dot
            if tap == '1':
                beep(pause)      # Long beep for dash
        time.sleep(pause)  # Pause between letters

Definiert eine Funktion namens destroy, die sowohl den Buzzer als auch die LED ausschaltet. Diese Funktion ist gedacht, um aufgerufen zu werden, wenn das Skript beendet wird, um sicherzustellen, dass die GPIO-Pins nicht in einem aktiven Zustand belassen werden.
```
def destroy():
    """ Clean up resources on script termination. """
    print("")
    BeepPin.off()
    ALedPin.off()
```

Wenn Sie die relevanten Zeichen mit der Tastatur eingeben, wird upper() die eingegebenen Buchstaben in ihre Großbuchstabenform konvertieren. printf() druckt dann den Klartext auf den Computerbildschirm, und die Funktion morsecode() verursacht, dass der Buzzer und die LED Morsecode aussenden.

try:
    while True:
        code = input("Please input the messenger:")
        code = code.upper()  # Convert to uppercase for Morse code lookup
        print(code)
        morsecode(code)
except KeyboardInterrupt:
    destroy()