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.. _4.1.14_py_pi5:

4.1.11 Blocco con Password
================================

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

In questo progetto, utilizzeremo una tastiera e un display LCD per creare 
una serratura a combinazione. L'LCD visualizzerà un messaggio corrispondente 
che ti inviterà a digitare la tua password sulla tastiera. Se la password viene 
inserita correttamente, verrà visualizzato "Correct".

Basandoci su questo progetto, possiamo aggiungere ulteriori componenti elettronici, 
come un cicalino, LED e così via, per aggiungere diversi fenomeni sperimentali 
all'inserimento della password.

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

In questo progetto, ci servono i 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	
        - ELEMENTI NEL KIT
        - LINK
    *   - Kit Raphael
        - 337
        - |link_Raphael_kit|

Puoi anche acquistare i componenti separatamente dai link qui sotto.

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

    *   - INTRODUZIONE AI COMPONENTI
        - LINK D'ACQUISTO

    *   - :ref:`cpn_gpio_extension_board`
        - |link_gpio_board_buy|
    *   - :ref:`cpn_breadboard`
        - |link_breadboard_buy|
    *   - :ref:`cpn_wires`
        - |link_wires_buy|
    *   - :ref:`cpn_resistor`
        - |link_resistor_buy|
    *   - :ref:`cpn_i2c_lcd`
        - |link_i2clcd1602_buy|
    *   - :ref:`cpn_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

Procedure Sperimentali
-------------------------

**Passo 1:** Costruisci il circuito.

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

**Passo 2:** Cambia directory.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block:: 

    cd ~/raphael-kit/python-pi5

**Passo 3:** Esegui.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block:: 

    sudo python3 4.1.14_PasswordLock_zero.py

Dopo l'esecuzione del codice, la tastiera viene utilizzata per inserire 
la password: 1984. Se appare “CORRECT” su 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'``, devi fare riferimento a :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 cablato in modo errato o è danneggiato.
    * Se il codice e il cablaggio sono corretti, ma l'LCD non visualizza contenuti, puoi regolare il potenziometro sul retro per aumentare il contrasto.


.. warning::

    Se viene visualizzato l'errore ``RuntimeError: Cannot determine SOC peripheral base address``, fare riferimento a :ref:`faq_soc`. 

**Code**

.. note::
    Puoi **Modificare/Resettare/Copiare/Eseguire/Fermare** il codice qui sotto. Ma prima devi andare nel percorso del codice sorgente come ``raphael-kit/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 dei pin delle righe
           self.cols = [Button(pin, pull_up=False) for pin in cols_pins]  # Configurazione dei pin delle colonne
           self.keys = keys  # Layout dei tasti della tastiera

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

   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 la tastiera
       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 tastiera e LCD
       keypad = Keypad(rows_pins, cols_pins, keys)
       last_key_pressed = []
       LCD1602.init(0x27, 1)  # Inizializza 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  # Reset key index after checking

           last_key_pressed = pressed_keys
           sleep(0.1)

   try:
       setup()
       loop()
   except KeyboardInterrupt:
       LCD1602.clear()  # Pulisci il display LCD in caso di interruzione


**Spiegazione del Codice**

#. Lo script importa le classi per la gestione dei dispositivi di output digitale e dei pulsanti dalla libreria gpiozero. Importa anche la funzione ``sleep`` dal modulo time, consentendo di aggiungere ritardi nell'esecuzione dello script. Inoltre, viene importata la libreria LCD1602 per controllare il 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 della tastiera. Inizializza la tastiera 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 dei pin delle righe
               self.cols = [Button(pin, pull_up=False) for pin in cols_pins]  # Configurazione dei pin delle colonne
               self.keys = keys  # Layout dei tasti della tastiera

           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

#. Imposta 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 per la verifica della password
       LENS = 4
       password = ['1', '9', '8', '4']  # Password preimpostata
       testword = ['0', '0', '0', '0']  # Archiviazione dell'input dell'utente
       keyIndex = 0  # Indice per i tasti immessi

#. Funzione per confrontare la password inserita (``testword``) con quella 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 la tastiera 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 la tastiera
           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 tastiera e LCD
           keypad = Keypad(rows_pins, cols_pins, keys)
           last_key_pressed = []
           LCD1602.init(0x27, 1)  # Inizializza LCD
           LCD1602.clear()
           LCD1602.write(0, 0, 'WELCOME!')
           LCD1602.write(2, 1, 'Enter password')
           sleep(2)

#. Il ciclo principale gestisce l'input da tastiera 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 dei tasti dopo la verifica

               last_key_pressed = pressed_keys
               sleep(0.1)

#. Esegue la configurazione e avvia il ciclo principale. Permette una chiusura pulita del programma utilizzando l'interruzione da tastiera (Ctrl+C), ripulendo il display LCD.

   .. code-block:: python

       try:
           setup()
           loop()
       except KeyboardInterrupt:
           LCD1602.clear()  # Pulisci il display LCD in caso di interruzione