Raspberry Pi Pico MicroPython モールス符号練習機

　今まで勉強してきたRaspberry Pi Picoの機能活用とMicroPythonのプログラミングの練習としてモールス符号練習機（Morse Trainer）を作ってみました。

　電池2本でスタンドアローンで動作します。モードはランダムモードとABC順モードの２つです。速度は10kΩボリュームで6wpm～24wpmの間で調整できます。文字はOLEDに表示します。モールス音は、GPIO0に接続したスピーカーから出ます。周波数は700Hz固定としました。スタートボタンを押すと符号の送出が始まり、途中でこのボタンを押すと止まります。

　　

　プログラミングの前に、モールス符号について説明します。モールス符号は、短点(dot)と長点(dash)の組み合わせで文字を表現します。文字内のdotまたはdashの間は１dotの時間、文字間は3dotの時間、語間は、7dotの時間と定められています。

　モールス通信の速度は、語/分(wpm(word per minute) )で表します。1語として「PARIS」という語を使い、下の図のように語間スペースも含めると50dot分になります。

　従って、1dotの時間(ms)は、1200/wpmで計算できます。逆に速度wpmは、1200/1dot(ms)で計算できます。良く使われる字/分は、wpm×5字/分となります。

　今回速度の可変範囲は、6wpm(30字/分)～24wpm(120字/分)としました。コンテストなどでも20wpmを聞き取れれば大丈夫です。

　スクリプトです。音を出すときは、pwm.duty_u16(0x8000)とし、700Hzデューティ比50%のPWM信号をGPIO0に出力します。spaceなど音を出さないときは、pwm.duty_u16(0)としてPWM信号を出しません。

　Picoの出力ポートは力持ちで、直接スピーカーをつないで音を出すことができます。ただし、音量は変えられません。

　なお、スクリプトは、main.pyとしてPicoに保存します。ssd1306というライブラリーを利用しますので、前のOLEDテストの記事に記載したようにダウンロードしてPicoにインストールしておきます。

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Morse Trainer Ver1

2021.11.27

JH7UBC Keiji Hata

"""

from machine import I2C,Pin,PWM,ADC

import random

import utime

import ssd1306

M_code = [".-","-...","-.-.","-..",".","..-.","--.","....","..",

           ".---","-.-",".-..","--","-.","---",".--.","--.-",".-.",

           "...","-","..-","...-",".--","-..-","-.--","--.."]

moji = ["A","B","C","D","E","F","G","H","I","J","K","L","M",

         "N","O","P","Q","R","S","T","U","V","W","X","Y","Z"]

mode_txt=["RAND","ABCD"]

def text_clr():

     oled.fill_rect(0,8,127,63,0)

def random_txt():

    global x0

    global y0

    column = 0

    row=0

    count=0

    while True:

         speed_read()

        x = x0 + 8 * column

        y = y0 + 8 * row

         i=int(random.random() * 26)

         oled.text(moji[i],x,y)

         oled.show()

         morse_out(i)

         column =column + 1

         count = count +1

        if count > 3:

             column = column +1

             count =0

        if column >14:

             column = 0

             row = row + 1

        if row > 5:

             break

        if start_sw.value()==0:

             break

def abcd_txt():

    global x0

    global y0

    column = 0

    row=0

    count=0

    for i in range(26):

        speed_read()

        x = x0 + 8 * column

        y = y0 + 8 * row

         oled.text(moji[i],x,y)

         oled.show()

         morse_out(i)

         column =column + 1

         count = count +1

        if count > 3:

             column = column +1

             count =0

        if column >14:

             column = 0

             row = row + 1

        if start_sw.value()==0:

             break

def dot():

     pwm.duty_u16(0x8000)

     utime.sleep_ms(dot_time)

def space():

     pwm.duty_u16(0)

    utime.sleep_ms(dot_time)

def dash():

     pwm.duty_u16(0x8000)

     utime.sleep_ms(dot_time)

     utime.sleep_ms(dot_time)

     utime.sleep_ms(dot_time)

def char_space():

     pwm.duty_u16(0)

     utime.sleep_ms(dot_time)

     utime.sleep_ms(dot_time)

def morse_out(n):

     m=M_code[n]

     l=len(m)

    for j in range(l):

         s=m[j]

        if s==".":

             dot()

         elif s=="-":

             dash()

         space()

     char_space()

def mode_disp(m):

     oled.fill_rect(16,0,32,8,0)

    oled.show()

     oled.text(mode_txt[m],16,0)

     oled.show()

def mode_change():

     utime.sleep_ms(10)

    global mode

    mode = mode +1

    if mode>1:

         mode=0

     mode_disp(mode)

def start_morse():

    global mode

     utime.sleep_ms(10)

     text_clr()

    if mode==0:

         mode_disp(mode)

         random_txt()

    elif mode==1:

         abcd_txt()

def speed_read():

    global wpm

    global dot_time

    global dash_time

     dot_time=speed.read_u16() >> 8

    if dot_time < 50:

         dot_time=50

    if dot_time >200:

         dot_time=200

     wpm=int(1200/dot_time)

     wpm_disp()

def wpm_disp():

    global wpm

    global old_wpm

    if wpm != old_wpm:

         oled.fill_rect(96,0,32,8,0)

         oled.show()

         oled.text(str(wpm),96,0)

         oled.show()

     old_wpm=wpm        

#setup

i2c=I2C(0,sda=Pin(16),scl=Pin(17),freq=400000)

oled=ssd1306.SSD1306_I2C(128,64,i2c)

#ピン割り当てと設定

start_sw=Pin(15,Pin.IN,Pin.PULL_UP)

mode_set=Pin(14,Pin.IN,Pin.PULL_UP)

speed=ADC(0)

#PWM設定

pwm=PWM(Pin(0))#morse音をPin0に出力

pwm.freq(700)   #tone=700Hz

pwm.duty_u16(0)#最初、音を出さない

x0 = 8

y0 = 16

mode = 0

mvalue=0

old_mvalue= 0

svalue=0

old_svalue=0

wpm = 10

old_wpm =0

#初期画面表示

oled.text("M:      WPM:",0,0)

oled.show()   

mode_disp(mode)

wpm_disp()

#main loop

while True:

     speed_read()

     mvalue=mode_set.value()

    if mvalue==0 and old_mvalue==1:

         mode_change()

     old_mvalue=mvalue

     svalue=start_sw.value()

    if svalue==0 and old_svalue==1:

         start_morse()

     old_svalue=svalue

     utime.sleep_ms(10)

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　ブレッドボードです。

　ABC順モードです。

　白いボタンがSTART/STOP、青いボタンがモードボタンです。速度は右上に表示されます。

　電池は、39番ピンVSYSに接続します。