注釈

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4.1.14 パスワードロック

はじめに

このプロジェクトでは、キーパッドとLCDを使用して、組み合わせロックを作成します。LCDには、キーパッドでパスワードを入力するように促す対応するプロンプトが表示されます。正しくパスワードが入力された場合、「正解」と表示されます。

このプロジェクトを基にして、ブザーやLEDなどの追加の電子部品を追加することで、パスワード入力の異なる実験現象を追加できます。

必要な部品

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/list_Password_Lock.png

全体のキットを購入すると確かに便利です。こちらがリンクです：

名前

このキットのアイテム

リンク

Raphael Kit

337

Raphael Kit

以下のリンクからも個別に購入できます。

コンポーネントの紹介

購入リンク

GPIO拡張ボード

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ブレッドボード

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ジャンパーワイヤー

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抵抗器

BUY

I2C LCD1602

BUY

キーパッド

-

回路図

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

実験手順

ステップ1: 回路を組み立てる。

../_images/image262.png

ステップ2: ディレクトリを変更する。

cd ~/raphael-kit/python/

ステップ3: 実行する。

sudo python3 4.1.14_PasswordLock.py

コードが実行されると、キーパッドはパスワードを入力するために使用されます：1984。LCD1602に「正解」が表示される場合、パスワードに問題はありません。それ以外の場合、「間違ったキー」と表示されます。

注釈

  • エラー FileNotFoundError: [Errno 2] No such file or directory: '/dev/i2c-1' が表示された場合、 I2C設定 を参照してI2Cを有効にする必要があります。

  • エラー ModuleNotFoundError: No module named 'smbus2' が表示される場合、 sudo pip3 install smbus2 を実行してください。

  • エラー OSError: [Errno 121] Remote I/O error が表示される場合、モジュールが誤って配線されているか、モジュールが壊れている可能性があります。

  • コードと配線が正しいにも関わらず、LCDに内容が表示されない場合、背面のポテンショメータを回してコントラストを上げることができます。

コード

注釈

以下のコードを 変更/リセット/コピー/実行/停止 することができます。しかし、それを行う前に、ソースコードのパス raphael-kit/python に移動する必要があります。コードを修正した後、その効果を直接確認するために実行できます。

#!/usr/bin/env python3

import RPi.GPIO as GPIO
import time
import LCD1602

##################### HERE IS THE KEYPAD LIBRARY TRANSPLANTED FROM Arduino ############
#class Key:Define some of the properties of 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

################ EXAMPLE CODE START HERE ################
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(slave address, background light)
    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__':     # Program start from here
    try:
        setup()
        loop()
    except KeyboardInterrupt:  # When 'Ctrl+C' is pressed, the program destroy() will be  executed.
        destroy()

コード説明

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"]

ここでは、パスワードの長さLENS、マトリックスキーボードのキーを保存する配列keys、および正しいパスワードを保存する配列passwordを定義します。

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)
...

このクラスは、押されたキーの値を読み取るコードです。詳細については、この文書の 2.1.8 キーパッド を参照してください。

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
...

キーの値を読み取り、テスト配列testwordに保存します。保存されたキーの値が4を超える場合、パスワードの正確性が自動的に確認され、確認結果がLCDインターフェースに表示されます。

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

パスワードの正確性を確認します。パスワードが正しく入力されている場合は1を返し、そうでない場合は0を返します。

現象の画像

../_images/image263.jpeg