Raspberry Pi Bàn Phím Ma Trận (Keypad)
Hướng dẫn này sẽ chỉ bạn cách sử dụng Raspberry Pi với bàn phím ma trận (keypad) 3x4 và 4x4. Cụ thể, chúng ta sẽ học:
- Cách kết nối Raspberry Pi với keypad 3x4 và keypad 4x4.
- Cách lập trình Raspberry Pi để đọc giá trị từ keypad 3x4 và keypad 4x4.
- Cách Raspberry Pi kiểm tra mật khẩu được nhập từ keypad 3x4 và keypad 4x4.
Phần Cứng Cần Thiết
| 1 | × | Raspberry Pi 5 | ||
| 1 | × | Bộ Kit Keypad 3x4 và 4x4 | ||
| 1 | × | (Khuyến nghị) Screw Terminal Block Shield for Raspberry Pi | ||
| 1 | × | (Khuyến nghị) Raspberry Pi Prototyping Base Plate & Breadboard Kit | ||
| 1 | × | (Khuyến nghị) HDMI Touch Screen Monitor for Raspberry Pi |
Or you can buy the following kits:
| 1 | × | DIYables Sensor Kit (30 sensors/displays) | ||
| 1 | × | DIYables Sensor Kit (18 sensors/displays) |
Về Bàn Phím Ma Trận (Keypad)
Bàn phím ma trận (keypad) là một tập hợp các phím được sắp xếp theo hàng và cột, được gọi là ma trận. Mỗi nút riêng lẻ được gọi là một phím. Có nhiều loại keypad khác nhau. Hai loại được sử dụng phổ biến nhất cho các dự án DIY là loại 3x4 (12 phím) và 4x4 (16 phím).
Sơ Đồ Chân Keypad
Các chân được chia thành hai loại: hàng và cột.
- Keypad 3x4 có bảy chân: Bốn chân là chân hàng, được ghi nhãn R1, R2, R3, và R4. Ba chân còn lại là chân cột, được ghi nhãn C1, C2, và C3.
- Keypad 4x4 có tám chân: Bốn chân là chân hàng, được ghi nhãn R1, R2, R3, và R4. Bốn chân còn lại là chân cột, được ghi nhãn C1, C2, C3, và C4.
Sơ Đồ Đấu Nối
- Sơ đồ đấu nối giữa Raspberry Pi và keypad 3x4
This image is created using Fritzing. Click to enlarge image
- Sơ đồ đấu nối giữa Raspberry Pi và keypad 4x4
This image is created using Fritzing. Click to enlarge image
Code Raspberry Pi
Code Raspberry Pi cho Keypad 3x4
# Mã Raspberry Pi này được phát triển bởi newbiely.vn
# Mã Raspberry Pi này được cung cấp để sử dụng công khai, không có ràng buộc.
# Để xem hướng dẫn chi tiết và sơ đồ kết nối, vui lòng truy cập:
# https://newbiely.vn/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()
Code Raspberry Pi cho Keypad 4x4
# Mã Raspberry Pi này được phát triển bởi newbiely.vn
# Mã Raspberry Pi này được cung cấp để sử dụng công khai, không có ràng buộc.
# Để xem hướng dẫn chi tiết và sơ đồ kết nối, vui lòng truy cập:
# https://newbiely.vn/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()
Các Bước Nhanh
- Đảm bảo bạn đã cài đặt Raspbian hoặc bất kỳ hệ điều hành tương thích nào khác trên Pi của bạn.
- Đảm bảo Raspberry Pi của bạn được kết nối với cùng mạng cục bộ như PC của bạn.
- Đảm bảo Raspberry Pi của bạn được kết nối với internet nếu bạn cần cài đặt một số thư viện.
- Nếu đây là lần đầu tiên bạn sử dụng Raspberry Pi, hãy xem Raspberry Pi - Cài Đặt Phần Mềm
- Kết nối PC của bạn với Raspberry Pi qua SSH bằng SSH client tích hợp trên Linux và macOS hoặc PuTTY trên Windows. Xem cách kết nối PC với Raspberry Pi qua SSH.
- Đảm bảo bạn đã cài đặt thư viện RPi.GPIO. Nếu chưa, hãy cài đặt bằng lệnh sau:
sudo apt-get update
sudo apt-get install python3-rpi.gpio
- Tạo file script Python keypad.py và thêm một trong những đoạn code ở trên.
- Lưu file và chạy script Python bằng cách thực thi lệnh sau trong terminal:
python3 keypad.py
Script chạy trong vòng lặp vô hạn liên tục cho đến khi bạn nhấn Ctrl + C trong terminal.
- Nhấn một số phím trên keypad.
- Kiểm tra kết quả trong Serial Monitor.
PuTTY - Raspberry Pi
3
6
9
4
*
#
Keypad và Mật Khẩu
Một ứng dụng phổ biến của keypad là nhập mật khẩu. Chúng ta chỉ định hai phím cụ thể cho mục đích này:
- Một phím để bắt đầu hoặc khởi động lại việc nhập mật khẩu, chẳng hạn như phím "*"
- Một phím để kết thúc việc nhập mật khẩu, chẳng hạn như phím "#"
Mật khẩu sẽ bao gồm một chuỗi ký tự gồm tất cả các phím khác, ngoại trừ hai phím đặc biệt này.
Khi một phím được nhấn:
- Nếu phím không phải là "*" hoặc "#", thêm phím đó vào chuỗi mật khẩu người dùng nhập.
- Nếu phím là "#", so sánh chuỗi nhập của người dùng với các mật khẩu hợp lệ để xác định xem mật khẩu nhập có đúng hay không, sau đó xóa chuỗi mật khẩu nhập của người dùng.
- Nếu phím là "*", xóa chuỗi mật khẩu nhập của người dùng.
Code Keypad - Mật Khẩu
Các Bước Nhanh
- Tạo file script Python keypad_password.py và thêm đoạn code sau:
# Mã Raspberry Pi này được phát triển bởi newbiely.vn
# Mã Raspberry Pi này được cung cấp để sử dụng công khai, không có ràng buộc.
# Để xem hướng dẫn chi tiết và sơ đồ kết nối, vui lòng truy cập:
# https://newbiely.vn/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()
- Lưu file và chạy script Python bằng cách thực thi lệnh sau trong terminal:
python3 keypad_password.py
Script chạy trong vòng lặp vô hạn liên tục cho đến khi bạn nhấn Ctrl + C trong terminal.
- Chạy đoạn code trên.
- Mở Serial Monitor.
- Nhấn "123456" sau đó nhấn phím "#".
- Nhấn "1234" sau đó nhấn phím "#".
- Kiểm tra kết quả trên Serial Monitor.
PuTTY - Raspberry Pi
Incorrect password. Try again.
Password correct! Access granted.
Video Tutorial
Việc sản xuất video tốn rất nhiều thời gian. Nếu video hướng dẫn hữu ích cho việc học của bạn, hãy đăng ký kênh YouTube để ủng hộ. Nếu nhu cầu đủ cao, chúng tôi sẽ cố gắng làm thêm nhiều video.