Raspberry Pi - Keypad
Dieses Tutorial zeigt Ihnen, wie Sie Raspberry Pi mit 3x4 und 4x4 Keypads verwenden. Im Detail lernen wir:
- Wie Sie Raspberry Pi an 3x4 und 4x4 Keypads anschließen.
- Wie Sie Raspberry Pi programmieren, um Werte von 3x4 und 4x4 Keypads zu lesen.
- Wie Raspberry Pi die von 3x4 und 4x4 Keypads eingegebenen Passwörter überprüft.
Erforderliche Hardware
Oder Sie können die folgenden Kits kaufen:
| 1 | × | DIYables Sensor-Kit (30 Sensoren/Displays) | |
| 1 | × | DIYables Sensor-Kit (18 Sensoren/Displays) |
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Über das Keypad
Ein Keypad ist eine Sammlung von Tasten, die in Zeilen und Spalten angeordnet sind, was als Matrix bezeichnet wird. Jede einzelne Taste wird als Key bezeichnet. Es gibt verschiedene Arten von Keypads. Zwei der am häufigsten für DIY-Projekte verwendeten sind das 3x4 (12 Tasten) und 4x4 (16 Tasten).
Das Keypad Pinout
Die Pins sind in zwei Kategorien unterteilt: Zeilen und Spalten.
- Ein 3x4 Keypad hat sieben Pins: Vier davon sind Zeilen-Pins, bezeichnet als R1, R2, R3 und R4. Die verbleibenden drei sind Spalten-Pins, bezeichnet als C1, C2 und C3.
- Ein 4x4 Keypad hat acht Pins: Vier davon sind Zeilen-Pins, bezeichnet als R1, R2, R3 und R4. Die anderen vier sind Spalten-Pins, bezeichnet als C1, C2, C3 und C4.
Schaltplan
- Der Schaltplan zwischen Raspberry Pi und 3x4 Keypad
Dieses Bild wurde mit Fritzing erstellt. Klicken Sie, um das Bild zu vergrößern.
- Der Schaltplan zwischen Raspberry Pi und 4x4 Keypad
Dieses Bild wurde mit Fritzing erstellt. Klicken Sie, um das Bild zu vergrößern.
Um Ihren Verdrahtungsaufbau zu vereinfachen und zu organisieren, empfehlen wir die Verwendung eines Schraubklemmenblock-Shields für Raspberry Pi. Dieses Shield gewährleistet sicherere und besser verwaltbare Verbindungen, wie unten gezeigt:
Raspberry Pi Code
Raspberry Pi Code für 3x4 Keypad
# Dieser Raspberry Pi Code wurde von newbiely.de entwickelt
# Dieser Raspberry Pi Code wird der Öffentlichkeit ohne jegliche Einschränkung zur Verfügung gestellt.
# Für vollständige Anleitungen und Schaltpläne besuchen Sie bitte:
# https://newbiely.de/tutorials/raspberry-pi/raspberry-pi-keypad
import RPi.GPIO as GPIO
import time
# Define keypad layout
KEYPAD = [
[1, 2, 3],
[4, 5, 6],
[7, 8, 9],
['*', 0, '#']
]
# Define GPIO pins for rows and columns
ROWS = [4, 17, 27, 22]
COLS = [5, 6, 13]
# Initialize GPIO
GPIO.setmode(GPIO.BCM)
# Set up row pins as inputs with pull-up resistors
for row_pin in ROWS:
GPIO.setup(row_pin, GPIO.IN, pull_up_down=GPIO.PUD_UP)
# Set up column pins as outputs
for col_pin in COLS:
GPIO.setup(col_pin, GPIO.OUT)
GPIO.output(col_pin, GPIO.HIGH)
def get_key():
key = None
# Scan each column
for col_num, col_pin in enumerate(COLS):
GPIO.output(col_pin, GPIO.LOW)
# Check each row
for row_num, row_pin in enumerate(ROWS):
if GPIO.input(row_pin) == GPIO.LOW:
key = KEYPAD[row_num][col_num]
# Wait for key release
while GPIO.input(row_pin) == GPIO.LOW:
time.sleep(0.05)
GPIO.output(col_pin, GPIO.HIGH)
return key
try:
while True:
pressed_key = get_key()
if pressed_key is not None:
print(f"Pressed: {pressed_key}")
time.sleep(0.1)
except KeyboardInterrupt:
GPIO.cleanup()
Raspberry Pi Code für 4x4 Keypad
# Dieser Raspberry Pi Code wurde von newbiely.de entwickelt
# Dieser Raspberry Pi Code wird der Öffentlichkeit ohne jegliche Einschränkung zur Verfügung gestellt.
# Für vollständige Anleitungen und Schaltpläne besuchen Sie bitte:
# https://newbiely.de/tutorials/raspberry-pi/raspberry-pi-keypad
import RPi.GPIO as GPIO
import time
# Define keypad layout
KEYPAD = [
[1, 2, 3, 'A'],
[4, 5, 6, 'B'],
[7, 8, 9, 'C'],
['*', 0, '#', 'D']
]
# Define GPIO pins for rows and columns
ROWS = [4, 17, 27, 22]
COLS = [5, 6, 13, 19]
# Initialize GPIO
GPIO.setmode(GPIO.BCM)
# Set up row pins as inputs with pull-up resistors
for row_pin in ROWS:
GPIO.setup(row_pin, GPIO.IN, pull_up_down=GPIO.PUD_UP)
# Set up column pins as outputs
for col_pin in COLS:
GPIO.setup(col_pin, GPIO.OUT)
GPIO.output(col_pin, GPIO.HIGH)
def get_key():
key = None
# Scan each column
for col_num, col_pin in enumerate(COLS):
GPIO.output(col_pin, GPIO.LOW)
# Check each row
for row_num, row_pin in enumerate(ROWS):
if GPIO.input(row_pin) == GPIO.LOW:
key = KEYPAD[row_num][col_num]
# Wait for key release
while GPIO.input(row_pin) == GPIO.LOW:
time.sleep(0.05)
GPIO.output(col_pin, GPIO.HIGH)
return key
try:
while True:
pressed_key = get_key()
if pressed_key is not None:
print(f"Pressed: {pressed_key}")
time.sleep(0.1)
except KeyboardInterrupt:
GPIO.cleanup()
Schnelle Schritte
- Stellen Sie sicher, dass Sie Raspbian oder ein anderes Raspberry Pi-kompatibles Betriebssystem auf Ihrem Pi installiert haben.
- Stellen Sie sicher, dass Ihr Raspberry Pi mit dem gleichen lokalen Netzwerk wie Ihr PC verbunden ist.
- Stellen Sie sicher, dass Ihr Raspberry Pi mit dem Internet verbunden ist, falls Sie einige Bibliotheken installieren müssen.
- Wenn Sie Raspberry Pi zum ersten Mal verwenden, siehe Raspberry Pi einrichten
- Verbinden Sie Ihren PC über SSH mit dem Raspberry Pi, indem Sie den integrierten SSH-Client unter Linux und macOS oder PuTTY unter Windows verwenden. Siehe PC mit Raspberry Pi über SSH verbinden.
- Stellen Sie sicher, dass Sie die RPi.GPIO Bibliothek installiert haben. Falls nicht, installieren Sie sie mit folgendem Befehl:
sudo apt-get update
sudo apt-get install python3-rpi.gpio
- Erstellen Sie eine Python-Script-Datei keypad.py und fügen Sie einen der obigen Codes hinzu.
- Speichern Sie die Datei und führen Sie das Python-Script aus, indem Sie folgenden Befehl im Terminal eingeben:
python3 keypad.py
Das Script läuft in einer Endlosschleife kontinuierlich, bis Sie Ctrl + C im Terminal drücken.
- Drücken Sie einige Tasten auf dem Keypad.
- Überprüfen Sie das Ergebnis im Serial Monitor.
PuTTY - Raspberry Pi
3
6
9
4
*
#
Keypad und Passwort
Eine häufige Verwendung eines Keypads ist die Eingabe eines Passworts. Wir verwenden zwei spezifische Tasten für diesen Zweck:
- Eine Taste zum Starten oder Neustarten der Passwort-Eingabe, wie die "*"-Taste
- Eine Taste zum Beenden der Passwort-Eingabe, wie die "#"-Taste
Das Passwort besteht aus einem String, der alle anderen Tasten enthält, außer den beiden spezifischen Spezialtasten.
Wenn eine Taste gedrückt wird:
- Wenn die Taste nicht "*" oder "#" ist, fügen Sie die Taste zum Benutzer-Eingabe-Passwort-String hinzu.
- Wenn die Taste "#" ist, vergleichen Sie den Benutzer-Eingabe-String mit den gültigen Passwörtern, um zu bestimmen, ob das eingegebene Passwort korrekt ist, und löschen Sie dann den Benutzer-Eingabe-Passwort-String.
- Wenn die Taste "*" ist, löschen Sie den Benutzer-Eingabe-Passwort-String.
Keypad - Passwort Code
Schnelle Schritte
- Erstellen Sie eine Python-Script-Datei keypad_password.py und fügen Sie folgenden Code hinzu:
# Dieser Raspberry Pi Code wurde von newbiely.de entwickelt
# Dieser Raspberry Pi Code wird der Öffentlichkeit ohne jegliche Einschränkung zur Verfügung gestellt.
# Für vollständige Anleitungen und Schaltpläne besuchen Sie bitte:
# https://newbiely.de/tutorials/raspberry-pi/raspberry-pi-keypad
import RPi.GPIO as GPIO
import time
# Define keypad layout
KEYPAD = [
[1, 2, 3],
[4, 5, 6],
[7, 8, 9],
['*', 0, '#']
]
# Define GPIO pins for rows, columns, and relay
ROW_PINS = [17, 27, 22, 24]
COL_PINS = [25, 8, 7]
# Password to unlock
PASSWORD = [1, 2, 3, 4]
# Initialize GPIO
GPIO.setmode(GPIO.BCM)
# Set up row pins as inputs with pull-up resistors
for row_pin in ROW_PINS:
GPIO.setup(row_pin, GPIO.IN, pull_up_down=GPIO.PUD_UP)
# Set up column pins as outputs
for col_pin in COL_PINS:
GPIO.setup(col_pin, GPIO.OUT)
GPIO.output(col_pin, GPIO.HIGH)
def get_key():
key = None
# Scan each column
for col_num, col_pin in enumerate(COL_PINS):
GPIO.output(col_pin, GPIO.LOW)
# Check each row
for row_num, row_pin in enumerate(ROW_PINS):
if GPIO.input(row_pin) == GPIO.LOW:
key = KEYPAD[row_num][col_num]
# Wait for key release
while GPIO.input(row_pin) == GPIO.LOW:
time.sleep(0.05)
GPIO.output(col_pin, GPIO.HIGH)
return key
def check_password(input_password):
return input_password == PASSWORD
entered_keys = []
try:
while True:
pressed_key = get_key()
if pressed_key is not None:
print(f"Pressed: {pressed_key}")
if pressed_key == '*':
entered_keys = [] # reset the input password
elif pressed_key == '#':
if check_password(entered_keys):
print("Password correct! Access granted.")
break
else:
print("Incorrect password. Try again.")
entered_keys = [] # reset the input password
else:
entered_keys.append(pressed_key)
time.sleep(0.1)
except KeyboardInterrupt:
GPIO.cleanup()
- Speichern Sie die Datei und führen Sie das Python-Script aus, indem Sie folgenden Befehl im Terminal eingeben:
python3 keypad_password.py
Das Script läuft in einer Endlosschleife kontinuierlich, bis Sie Ctrl + C im Terminal drücken.
- Führen Sie den obigen Code aus.
- Öffnen Sie den Serial Monitor.
- Drücken Sie "123456" gefolgt von der "#"-Taste.
- Drücken Sie "1234" gefolgt von der "#"-Taste.
- Überprüfen Sie das Ergebnis im Serial Monitor.
PuTTY - Raspberry Pi
Incorrect password. Try again.
Password correct! Access granted.
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