SENSOREN/AKTOREN

ESP32 - Tastenfeld 4x4

In dieser Anleitung lernen Sie, wie Sie einen ESP32 mit einem 4x4-Tastenfeld unter MicroPython verwenden. Wir gehen die folgenden Schritte durch:

Wie Sie ein 4x4-Tastenfeld mit dem ESP32 verbinden.
Wie Sie ein MicroPython-Skript für den ESP32 schreiben, das prüft, ob eine Taste auf einem 4x4-Tastenfeld gedrückt wird.
Wie Sie ein MicroPython-Skript schreiben, das ein über ein 4x4-Tastenfeld eingegebenes Passwort überprüft.

Erforderliche Hardware

1	×	38-pin ESP32 ESP-WROOM-32 Dev Module - Narrow
1	×	(Alternativ) 38-pin ESP32 ESP-WROOM-32 Dev Module - Wide
1	×	(Alternativ) 30-pin ESP32 ESP-WROOM-32 Dev Module - Wide
1	×	(Alternativ) ESP32 Uno-form board
1	×	(Alternativ) ESP32 S3 Uno-form board
1	×	USB-Kabel Typ-A zu Typ-C (für USB-A PC)
1	×	USB-Kabel Typ-C zu Typ-C (für USB-C PC)
1	×	Membrane Keypad 4x4
1	×	Verbindungskabel
1	×	(Empfohlen) Schraubklemmen-Erweiterungsboard für ESP32
1	×	(Empfohlen) Breakout Expansion Board for ESP32
1	×	(Empfohlen) Stromverteiler für ESP32

Oder Sie können die folgenden Kits kaufen:

1	×	DIYables ESP32 Starter-Kit (ESP32 enthalten)
1	×	DIYables Sensor-Kit (18 Sensoren/Displays)

Offenlegung: Einige der in diesem Abschnitt bereitgestellten Links sind Amazon-Affiliate-Links. Wir können eine Provision für Käufe erhalten, die über diese Links getätigt werden, ohne zusätzliche Kosten für Sie. Wir schätzen Ihre Unterstützung.

Überblick über 4x4 Keypad

Das 4x4-Tastenfeld umfasst 16 Folientasten, die in Zeilen und Spalten zu einem Raster angeordnet sind. Jeder Knopf wird als Taste bezeichnet.

Pinbelegung

Ein 4x4-Tastenfeld verwendet 8 Pins, die sich in zwei Typen aufteilen: Zeilen und Spalten.

4 Pins sind mit den Zeilen verbunden (R1, R2, R3, R4).
4 Pins sind mit den Spalten verbunden (C1, C2, C3, C4).

Verdrahtungsdiagramm

So verbinden Sie ESP32 und 4x4-Tastenfeld über ein Breadboard

ESP32 MicroPython 4x4-Tastenfeld Schaltplan

Dieses Bild wurde mit Fritzing erstellt. Klicken Sie, um das Bild zu vergrößern.

So verbinden Sie ESP32 und 4x4-Tastenfeld über ein Schraubklemmen-Breakout-Board

So verbinden Sie ESP32 und 4x4-Tastenfeld

ESP32 MicroPython-Code

from DIYables_MicroPython_Keypad import Keypad import time NUM_ROWS = 4 NUM_COLS = 4 # Constants for GPIO pins ROW_PINS = [19, 18, 5, 17] # The ESP32 pin GPIO19, GPIO18, GPIO5, GPIO17 connect to the row pins COLUMN_PINS = [16, 4, 0, 2] # The ESP32 pin GPIO16, GPIO4, GPIO0, GPIO2 connect to the column pins # Keymap corresponds to the layout of the keypad 4x4 KEYMAP = ['1', '2', '3', 'A', '4', '5', '6', 'B', '7', '8', '9', 'C', '*', '0', '#', 'D'] # Initialize the keypad keypad = Keypad(KEYMAP, ROW_PINS, COLUMN_PINS, NUM_ROWS, NUM_COLS) keypad.set_debounce_time(400) # 400ms, addjust it if it detects twice for single press print("Keypad 4x4 example") # Main loop to check for key presses while True: key = keypad.get_key() if key: print("Key pressed: ", key)

Schnelle Schritte

So richten Sie Ihren MicroPython-Code auf dem ESP32 mit der Thonny IDE ein und führen ihn aus:

Stellen Sie sicher, dass die Thonny IDE auf Ihrem Computer installiert ist.
Vergewissern Sie sich, dass die MicroPython-Firmware auf Ihrem ESP32-Board installiert ist.
Wenn Sie zum ersten Mal einen ESP32 mit MicroPython verwenden, lesen Sie die Anleitung ESP32 MicroPython Erste Schritte mit Schritt-für-Schritt-Anweisungen.
Verbinden Sie das 4x4-Tastenfeld wie im Schaltplan gezeigt mit dem ESP32.
Verbinden Sie das ESP32-Board über ein USB-Kabel mit Ihrem Computer.
Öffnen Sie die Thonny IDE auf Ihrem Computer.
Gehen Sie in der Thonny IDE zu Tools Options.
Wählen Sie im Tab Interpreter aus dem Dropdown-Menü MicroPython (ESP32) aus.
Stellen Sie sicher, dass der richtige Port ausgewählt ist. Die Thonny IDE erkennt ihn normalerweise automatisch, eventuell müssen Sie ihn aber manuell auswählen (z. B. COM12 unter Windows oder /dev/ttyACM0 unter Linux).
Navigieren Sie in der Thonny IDE zu Tools Manage packages.
Suchen Sie nach “DIYables-MicroPython-Keypad” und finden Sie die von DIYables erstellte Keypad-Bibliothek.
Klicken Sie auf DIYables-MicroPython-Keypad und dann auf die Schaltfläche Install, um die Keypad-Bibliothek zu installieren.

Kopieren Sie den bereitgestellten MicroPython-Code und fügen Sie ihn in den Editor von Thonny ein.
Speichern Sie den Code auf Ihrem ESP32:

Klicken Sie auf die Schaltfläche Save oder drücken Sie Ctrl+S.
Wählen Sie im Speicherdialog MicroPython device.
Nennen Sie die Datei main.py.

Klicken Sie auf die grüne Schaltfläche Run (oder drücken Sie F5), um das Skript auszuführen.
Drücken Sie einige Tasten auf dem 4x4-Tastenfeld.
Sehen Sie sich die Meldung in der Shell unten in Thonny an.

Shell x

>>> %Run -c $EDITOR_CONTENT

MPY: soft reboot Keypad 4x4 example Key pressed: 1 Key pressed: 2 Key pressed: 3 Key pressed: 4 Key pressed: A Key pressed: B Key pressed: C Key pressed: * Key pressed: #

MicroPython (ESP32) • CP2102 USB To UART Bridge Controller @ COM12 ≡

Wenn es nicht funktioniert, überprüfen Sie bitte sorgfältig Ihre Verdrahtung. Beim Anschließen des ESP32 an das 4x4-Tastenfeld kommt es sehr leicht zu Verwechslungen.

Tastenfeld und Passwort

Ein Tastenfeld wird häufig zur Eingabe eines Passworts verwendet. Hier verwenden wir zwei Sondertasten:

Eine Taste zum Beginnen oder erneuten Eingeben des Passworts, z. B. die Taste "*".
Eine Taste zum Abschließen der Passworteingabe, z. B. die Taste "#".

Das Passwort besteht aus den übrigen Tasten, ausgenommen die beiden Sondertasten. Wenn Sie eine Taste drücken:

Ist die Taste weder "*" noch "#", wird sie dem eingegebenen Passwort hinzugefügt.
Ist die Taste "#", wird geprüft, ob das eingegebene Passwort korrekt ist. Anschließend wird das Passwort zurückgesetzt.
Ist die Taste "*", wird das Passwort zurückgesetzt.

Tastenfeld - Passwort-Code

/* * Dieser ESP32 MicroPython Code wurde von newbiely.de entwickelt * Dieser ESP32 MicroPython Code wird der Öffentlichkeit ohne jegliche Einschränkung zur Verfügung gestellt. * Für vollständige Anleitungen und Schaltpläne besuchen Sie bitte: * https://newbiely.de/tutorials/esp32-micropython/esp32-micropython-keypad-4x4 */ from DIYables_MicroPython_Keypad import Keypad import time NUM_ROWS = 4 NUM_COLS = 4 # Constants for GPIO pins ROW_PINS = [19, 18, 5, 17] # The ESP32 pin GPIO19, GPIO18, GPIO5, GPIO17 connect to the row pins COLUMN_PINS = [16, 4, 0, 2] # The ESP32 pin GPIO16, GPIO4, GPIO0, GPIO2 connect to the column pins # Keymap corresponds to the layout of the keypad 4x4 KEYMAP = ['1', '2', '3', 'A', '4', '5', '6', 'B', '7', '8', '9', 'C', '*', '0', '#', 'D'] # Initialize the keypad keypad = Keypad(KEYMAP, ROW_PINS, COLUMN_PINS, NUM_ROWS, NUM_COLS) keypad.set_debounce_time(400) # 400ms, addjust it if it detects twice for single press # Define the correct password correct_password = "1234A" input_password = "" print("Keypad 4x4 password") # Main loop while True: key = keypad.get_key() if key: print(key) if key == '*': input_password = "" # Clear input password elif key == '#': if input_password == correct_password: print("Password is correct") # DO YOUR WORK HERE else: print("Password is incorrect, try again") input_password = "" # Clear input password else: input_password += key # Append new character to input password string

Kopieren Sie den obigen Code und fügen Sie ihn in den Editor der Thonny IDE ein.
Speichern Sie das Skript auf Ihrem ESP32.
Geben Sie die Tasten "123" ein und drücken Sie dann "#".
Geben Sie die Tasten "1234A" ein und drücken Sie dann "#".
Sehen Sie sich die Meldung in der Shell unten in Thonny an.