.. note::
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.. _2.1.8_py:
2.1.8 キーパッド
=================
はじめに
-------------------
キーパッドはボタンが矩形に配置された配列です。このプロジェクトでは、文字を入力するためにそれを使用します。
必要な部品
------------------------------
このプロジェクトには、以下のコンポーネントが必要です。
.. image:: ../img/list_2.1.5_keypad.png
一式をまとめて購入する方が便利です。以下がリンクです:
.. list-table::
:widths: 20 20 20
:header-rows: 1
* - 名前
- このキットのアイテム
- リンク
* - Raphael Kit
- 337
- |link_Raphael_kit|
以下のリンクから、個別にも購入可能です。
.. list-table::
:widths: 30 20
:header-rows: 1
* - コンポーネントの紹介
- 購入リンク
* - :ref:`cpn_gpio_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_keypad`
- \-
回路図
-----------------
.. image:: ../img/image315.png
.. image:: ../img/image316.png
実験手順
-----------------------
**ステップ1:** 回路を組む。
.. image:: ../img/image186.png
**ステップ2:** コードファイルを開く。
.. raw:: html
.. code-block::
cd ~/raphael-kit/python/
**ステップ3:** 実行。
.. raw:: html
.. code-block::
sudo python3 2.1.8_Keypad.py
コードが実行された後、キーパッドの押されたボタンの値(ボタン値)が画面に表示されます。
**コード**
.. note::
下記のコードは、 **修正/リセット/コピー/実行/停止** が可能です。しかし、その前に ``raphael-kit/python`` などのソースコードパスに移動する必要があります。コードを修正した後、そのまま実行して効果を確認できます。
.. raw:: html
.. code-block:: python
import RPi.GPIO as GPIO
import time
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
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 = []
def loop():
global keypad, last_key_pressed
pressed_keys = keypad.read()
if len(pressed_keys) != 0 and last_key_pressed != pressed_keys:
print(pressed_keys)
last_key_pressed = pressed_keys
time.sleep(0.1)
# Define a destroy function for clean up everything after the script finished
def destroy():
# Release resource
GPIO.cleanup()
if __name__ == '__main__': # Program start from here
try:
setup()
while True:
loop()
except KeyboardInterrupt: # When 'Ctrl+C' is pressed, the program destroy() will be executed.
destroy()
**コード説明**
.. code-block:: python
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 = []
各行と列のピンに対応するマトリクスキーボードの各キーを配列keys[]で宣言します。
.. code-block:: python
def loop():
global keypad, last_key_pressed
pressed_keys = keypad.read()
if len(pressed_keys) != 0 and last_key_pressed != pressed_keys:
print(pressed_keys)
last_key_pressed = pressed_keys
time.sleep(0.1)
この部分は、ボタンの値を読み取って出力する主要な関数の一部です。
``keyRead()`` 関数は各ボタンの状態を読み取ります。
``if len(pressed_keys) != 0`` と ``last_key_pressed != pressed_keys`` の文は、
キーが押されたかどうか、および押されたボタンの状態を判断するために使用されます('1'を押した状態で'3'を押すと、この判断は成立します)。
条件が成立すると、現在押されているキーの値が出力されます。
``last_key_pressed = pressed_keys`` の文は、各判断の状態を配列 ``last_key_pressed`` に格納して、次の条件判断を容易にします。
.. code-block:: python
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
この関数は、各行に順番に高レベルを割り当て、列内のボタンが押されたときに、そのキーが存在する列に高レベルが与えられます。二重ループの判断が終わった後、状態が1であるボタンの値は配列 ``pressed_keys`` に格納されます。
'3'キーを押した場合:
.. image:: ../img/image187.png
rowPins[0]は高レベルに設定され、colPins[2]も高レベルになります。
colPins[0]、colPins[1]、colPins[3]は低レベルになります。
4つの状態があります:0, 0, 1, 0;そして'3'を ``pressed_keys`` に書き込みます。
rowPins[1]、rowPins[2]、rowPins[3]が高レベルに設定されたとき、colPins[0] ~ colPins[4]は低レベルになります。
ループが停止し、 ``pressed_keys = '3'`` が返されます。
ボタン'1'と'3'を押すと、pressed_keys = ['1','3']が返される。
現象の画像
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.. image:: ../img/image188.jpeg