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4.1.14 Blocco a Combinazione

Introduzione

In questo progetto utilizzeremo una tastiera e un LCD per creare un blocco a combinazione. L’LCD visualizzerà un messaggio corrispondente per l’inserimento della password tramite la tastiera. Se la password viene inserita correttamente, verrà visualizzato «Correct».

Su questa base, possiamo aggiungere componenti elettronici aggiuntivi, come buzzer, LED e altro, per creare diversi fenomeni sperimentali durante l’inserimento della password.

Componenti Necessari

In questo progetto, abbiamo bisogno dei seguenti componenti.

../_images/list_Password_Lock.png

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

Nome

ELEMENTI IN QUESTO KIT

LINK

Kit Raphael

337

Raphael Kit

Puoi anche acquistare i componenti separatamente dai link sottostanti.

INTRODUZIONE AI COMPONENTI

LINK PER L’ACQUISTO

Scheda di estensione GPIO

ACQUISTA

Breadboard

ACQUISTA

Cavi Jumper

ACQUISTA

Resistore

ACQUISTA

I2C LCD1602

ACQUISTA

Tastierino

-

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/Schematic_three_one9.png

Procedure Sperimentali

Passo 1: Costruisci il circuito.

../_images/image262.png

Passo 2: Cambia directory.

cd ~/raphael-kit/python/

Passo 3: Esegui.

sudo python3 4.1.14_PasswordLock.py

Dopo che il codice viene eseguito, la tastiera viene utilizzata per inserire la password: 1984. Se appare “CORRECT” su LCD1602, la password è corretta; altrimenti, apparirà “WRONG KEY”.

Nota

  • Se ottieni l’errore FileNotFoundError: [Errno 2] No such file or directory: '/dev/i2c-1', devi fare riferimento a Configurazione I²C per abilitare l’I2C.

  • Se ottieni l’errore ModuleNotFoundError: No module named 'smbus2', esegui sudo apt install python3-smbus2.

  • Se compare l’errore OSError: [Errno 121] Remote I/O error, significa che il modulo è collegato male o è guasto.

  • Se il codice e il cablaggio sono corretti, ma l’LCD non mostra ancora contenuti, puoi regolare il potenziometro sul retro per aumentare il contrasto.

Codice

Nota

Puoi Modificare/Reimpostare/Copiare/Eseguire/Interrompere il codice qui sotto. Ma prima devi andare al percorso del codice sorgente come raphael-kit/python. Dopo aver modificato il codice, puoi eseguirlo direttamente per vedere l’effetto.

#!/usr/bin/env python3

import RPi.GPIO as GPIO
import time
import LCD1602

##################### QUI È LA LIBRERIA KEYPAD TRASPORTATA DA Arduino ############
#class Key:Definisci alcune delle proprietà del Key
class Keypad():

    def __init__(self, rowsPins, colsPins, keys):
        self.rowsPins = rowsPins
        self.colsPins = colsPins
        self.keys = keys
        GPIO.setwarnings(False)
        GPIO.setmode(GPIO.BCM)
        GPIO.setup(self.rowsPins, GPIO.OUT, initial=GPIO.LOW)
        GPIO.setup(self.colsPins, GPIO.IN, pull_up_down=GPIO.PUD_DOWN)

    def read(self):
        pressed_keys = []
        for i, row in enumerate(self.rowsPins):
            GPIO.output(row, GPIO.HIGH)
            for j, col in enumerate(self.colsPins):
                index = i * len(self.colsPins) + j
                if (GPIO.input(col) == 1):
                    pressed_keys.append(self.keys[index])
            GPIO.output(row, GPIO.LOW)
        return pressed_keys

################ IL CODICE ESEMPIO INIZIA QUI ################
LENS = 4
password=['1','9','8','4']
testword=['0','0','0','0']
keyIndex=0

def check():
    for i in range(0,LENS):
        if(password[i]!=testword[i]):
            return 0
    return 1

def setup():
    global keypad, last_key_pressed
    rowsPins = [18,23,24,25]
    colsPins = [10,22,27,17]
    keys = ["1","2","3","A",
            "4","5","6","B",
            "7","8","9","C",
            "*","0","#","D"]
    keypad = Keypad(rowsPins, colsPins, keys)
    last_key_pressed = []
    LCD1602.init(0x27, 1)    # init(indirizzo slave, retroilluminazione)
    LCD1602.clear()
    LCD1602.write(0, 0, 'WELCOME!')
    LCD1602.write(2, 1, 'Enter password')
    time.sleep(2)

def destroy():
    LCD1602.clear()
    GPIO.cleanup()

def loop():
    global keyIndex
    global LENS
    global keypad, last_key_pressed
    while(True):
        pressed_keys = keypad.read()
        if len(pressed_keys) != 0 and last_key_pressed != pressed_keys:
            LCD1602.clear()
            LCD1602.write(0, 0, "Enter password:")
            LCD1602.write(15-keyIndex,1, pressed_keys)
            testword[keyIndex]=pressed_keys
            keyIndex+=1
            if (keyIndex is LENS):
                if (check() is 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=keyIndex%LENS

        last_key_pressed = pressed_keys
        time.sleep(0.1)

if __name__ == '__main__':     # Il programma inizia qui
    try:
        setup()
        loop()
    except KeyboardInterrupt:  # Quando viene premuto 'Ctrl+C', il programma destroy() verrà eseguito.
        destroy()

Spiegazione del Codice

LENS = 4
password=['1','9','8','4']
...
rowsPins = [18,23,24,25]
colsPins = [10,22,27,17]
keys = ["1","2","3","A",
        "4","5","6","B",
        "7","8","9","C",
        "*","0","#","D"]

Qui, definiamo la lunghezza della password (LENS), l’array keys che contiene i tasti della tastiera a matrice, e l’array password che memorizza la password corretta.

class Keypad():
    def __init__(self, rowsPins, colsPins, keys):
        self.rowsPins = rowsPins
        self.colsPins = colsPins
        self.keys = keys
        GPIO.setwarnings(False)
        GPIO.setmode(GPIO.BCM)
        GPIO.setup(self.rowsPins, GPIO.OUT, initial=GPIO.LOW)
        GPIO.setup(self.colsPins, GPIO.IN, pull_up_down=GPIO.PUD_DOWN)
...

Questa classe è il codice che legge i valori dei tasti premuti. Per ulteriori dettagli, fai riferimento a 2.1.8 Tastierino di questo documento.

while(True):
        pressed_keys = keypad.read()
        if len(pressed_keys) != 0 and last_key_pressed != pressed_keys:
            LCD1602.clear()
            LCD1602.write(0, 0, "Enter password:")
            LCD1602.write(15-keyIndex,1, pressed_keys)
            testword[keyIndex]=pressed_keys
            keyIndex+=1
...

Leggi il valore del tasto e memorizzalo nell’array testword. Se il numero di valori di tasti memorizzati è maggiore di 4, la correttezza della password viene automaticamente verificata e i risultati della verifica vengono visualizzati ull’interfaccia LCD.

def check():
    for i in range(0,LENS):
        if(password[i]!=testword[i]):
            return 0
    return 1

Verifica la correttezza della password. Restituisce 1 se la password è corretta, e 0 se non lo è.

Foto del Fenomeno

../_images/image263.jpeg