.. note::

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.. _py_pi5_counting_device:

3.1.1 Dispositivo Contador
=============================

Introducción
---------------

Aquí crearemos un sistema contador que muestra números, compuesto por un 
sensor PIR y una pantalla de 4 dígitos de segmento. Cuando el sensor PIR 
detecta que alguien pasa, el número en la pantalla de 4 dígitos aumentará 
en 1. Puedes utilizar este contador para contar el número de personas que 
atraviesan un pasillo.

Componentes necesarios
--------------------------

En este proyecto, necesitamos los siguientes componentes.

.. image:: ../python_pi5/img/4.1.7_counting_device_list_1.png
    :align: center

.. image:: ../python_pi5/img/4.1.7_counting_device_list_2.png
    :align: center

.. Es definitivamente conveniente comprar un kit completo, aquí tienes el enlace:

.. .. list-table::
..     :widths: 20 20 20
..     :header-rows: 1

..     *   - Nombre
..         - ELEMENTOS EN ESTE KIT
..         - ENLACE
..     *   - Kit Raphael
..         - 337
..         - |link_Raphael_kit|

.. También puedes comprarlos por separado en los enlaces a continuación.

.. .. list-table::
..     :widths: 30 20
..     :header-rows: 1

..     *   - INTRODUCCIÓN AL COMPONENTE
..         - ENLACE DE COMPRA

..     *   - :ref:`gpio_extension_board`
..         - |link_gpio_board_buy|
..     *   - :ref:`breadboard`
..         - |link_breadboard_buy|
..     *   - :ref:`wires`
..         - |link_wires_buy|
..     *   - :ref:`resistor`
..         - |link_resistor_buy|
..     *   - :ref:`4_digit`
..         - \-
..     *   - :ref:`74hc595`
..         - |link_74hc595_buy|
..     *   - :ref:`pir`
..         - \-


Diagrama esquemático
------------------------

============ ======== ======== ===
T-Board Name physical wiringPi BCM
GPIO17       Pin 11   0        17
GPIO27       Pin 13   2        27
GPIO22       Pin 15   3        22
SPIMOSI      Pin 19   12       10
GPIO18       Pin 12   1        18
GPIO23       Pin 16   4        23
GPIO24       Pin 18   5        24
GPIO26       Pin 37   25       26
============ ======== ======== ===

.. image:: ../python_pi5/img/4.1.7_counting_device_schematic.png
   :align: center

Procedimientos experimentales
--------------------------------

**Paso 1**: Construye el circuito.

.. image:: ../python_pi5/img/4.1.7_counting_device_circuit.png

**Paso 2**: Ve a la carpeta del código.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

    cd ~/davinci-kit-for-raspberry-pi/python-pi5

**Paso 3**: Ejecuta el archivo ejecutable.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

    sudo python3 3.1.1_CountingDevice.py

Después de ejecutar el código, cuando el sensor PIR detecte que alguien pasa, 
el número en la pantalla de 4 dígitos aumentará en 1.

El módulo PIR tiene dos potenciómetros: uno para ajustar la sensibilidad y otro 
para ajustar la distancia de detección. Para mejorar el funcionamiento del módulo 
PIR, gíralos ambos en sentido contrario a las agujas del reloj hasta el final.

.. image:: ../python_pi5/img/4.1.7_PIR_TTE.png
    :width: 400
    :align: center

.. warning::

    Si aparece el mensaje de error ``RuntimeError: Cannot determine SOC peripheral base address``, consulta :ref:`faq_soc`

**Código**

.. note::
    Puedes **Modificar/Restablecer/Copiar/Ejecutar/Detener** el código a continuación. Pero antes, debes ir a la ruta del código fuente como ``raphael-kit/python-pi5``. Después de modificar el código, puedes ejecutarlo directamente para ver el efecto.

.. raw:: html

    <run></run>

.. code-block:: python

   #!/usr/bin/env python3
   from gpiozero import OutputDevice, MotionSensor

   # Inicializar el sensor de movimiento PIR en GPIO 26
   pir = MotionSensor(26)

   # Inicializar pines del registro de desplazamiento
   SDI = OutputDevice(24)    # Entrada de Datos Seriales
   RCLK = OutputDevice(23)   # Entrada del Reloj de Registro
   SRCLK = OutputDevice(18)  # Entrada del Reloj de Registro de Desplazamiento

   # Inicializar pines de la pantalla de 7 segmentos
   placePin = [OutputDevice(pin) for pin in (10, 22, 27, 17)]

   # Definir códigos de dígitos para la pantalla de 7 segmentos
   number = (0xc0, 0xf9, 0xa4, 0xb0, 0x99, 0x92, 0x82, 0xf8, 0x80, 0x90)

   # Contador para el número mostrado
   counter = 0

   def clearDisplay():
       # Limpia la pantalla apagando todos los segmentos
       for _ in range(8):
           SDI.on()
           SRCLK.on()
           SRCLK.off()
       RCLK.on()
       RCLK.off()

   def hc595_shift(data):
       # Desplaza datos en el registro de desplazamiento 74HC595
       for i in range(8):
           SDI.value = 0x80 & (data << i)
           SRCLK.on()
           SRCLK.off()
       RCLK.on()
       RCLK.off()

   def pickDigit(digit):
       # Activa un dígito específico de la pantalla de 7 segmentos
       for pin in placePin:
           pin.off()
       placePin[digit].on()

   def display():
       # Actualiza la pantalla con el valor actual del contador
       global counter
       clearDisplay()
       pickDigit(0)
       hc595_shift(number[counter % 10])

       clearDisplay()
       pickDigit(1)
       hc595_shift(number[counter % 100 // 10])

       clearDisplay()
       pickDigit(2)
       hc595_shift(number[counter % 1000 // 100])

       clearDisplay()
       pickDigit(3)
       hc595_shift(number[counter % 10000 // 1000])

   def loop():
       # Bucle principal para actualizar la pantalla y comprobar movimiento
       global counter
       currentState = 0
       lastState = 0
       while True:
           display()
           currentState = 1 if pir.motion_detected else 0
           if currentState == 1 and lastState == 0:
               counter += 1
           lastState = currentState

   try:
       loop()
   except KeyboardInterrupt:
       # Apagar todos los pines cuando se interrumpe el script
       SDI.off()
       SRCLK.off()
       RCLK.off()
       pass

       
**Explicación del Código**

#. Esta línea importa las clases ``OutputDevice`` y ``MotionSensor`` de la biblioteca ``gpiozero``. ``OutputDevice`` puede ser un LED, motor, o cualquier dispositivo que se desee controlar como salida. ``MotionSensor`` es típicamente un sensor PIR (Infrarrojo Pasivo) usado para detectar movimiento.

   .. code-block:: python

       #!/usr/bin/env python3
       from gpiozero import OutputDevice, MotionSensor

#. Inicializa el sensor de movimiento PIR conectado al pin GPIO 26.

   .. code-block:: python

       # Inicializar el sensor de movimiento PIR en GPIO 26
       pir = MotionSensor(26)

#. Inicializa los pines GPIO conectados a la Entrada de Datos Seriales (SDI), la Entrada del Reloj de Registro (RCLK) y la Entrada del Reloj del Registro de Desplazamiento (SRCLK) del registro de desplazamiento.

   .. code-block:: python

       # Inicializar pines del registro de desplazamiento
       SDI = OutputDevice(24)    # Entrada de Datos Seriales
       RCLK = OutputDevice(23)   # Entrada del Reloj de Registro
       SRCLK = OutputDevice(18)  # Entrada del Reloj del Registro de Desplazamiento

#. Inicializa los pines para cada dígito de la pantalla de 7 segmentos y define los códigos binarios para mostrar los números del 0 al 9.

   .. code-block:: python

       # Inicializar pines de la pantalla de 7 segmentos
       placePin = [OutputDevice(pin) for pin in (10, 22, 27, 17)]

       # Definir códigos de dígitos para la pantalla de 7 segmentos
       number = (0xc0, 0xf9, 0xa4, 0xb0, 0x99, 0x92, 0x82, 0xf8, 0x80, 0x90)

#. Limpia la pantalla de 7 segmentos apagando todos los segmentos antes de mostrar el siguiente dígito.

   .. code-block:: python

       def clearDisplay():
           # Limpia la pantalla apagando todos los segmentos
           for _ in range(8):
               SDI.on()
               SRCLK.on()
               SRCLK.off()
           RCLK.on()
           RCLK.off()

#. Desplaza un byte de datos al registro de desplazamiento 74HC595, controlando los segmentos de la pantalla.

   .. code-block:: python

       def hc595_shift(data):
           # Desplaza datos en el registro de desplazamiento 74HC595
           for i in range(8):
               SDI.value = 0x80 & (data << i)
               SRCLK.on()
               SRCLK.off()
           RCLK.on()
           RCLK.off()

#. Selecciona qué dígito de la pantalla de 7 segmentos activar. Cada dígito es controlado por un pin GPIO separado.

   .. code-block:: python

       def pickDigit(digit):
           # Activa un dígito específico de la pantalla de 7 segmentos
           for pin in placePin:
               pin.off()
           placePin[digit].on()

#. Inicia la visualización para el dígito de unidades primero, seguido de la activación para el dígito de las decenas. Posteriormente, activa las pantallas para los dígitos de centenas y millares en orden. Esta rápida sucesión de activaciones crea la ilusión de una pantalla continua de cuatro dígitos.

   .. code-block:: python

       def display():
           # Actualiza la pantalla con el valor actual del contador
           global counter
           clearDisplay()
           pickDigit(0)
           hc595_shift(number[counter % 10])

           clearDisplay()
           pickDigit(1)
           hc595_shift(number[counter % 100 // 10])

           clearDisplay()
           pickDigit(2)
           hc595_shift(number[counter % 1000 // 100])

           clearDisplay()
           pickDigit(3)
           hc595_shift(number[counter % 10000 // 1000])

#. Define el bucle principal donde la pantalla se actualiza continuamente y se verifica el estado del sensor PIR. Si se detecta movimiento, el contador se incrementa.

   .. code-block:: python

       def loop():
           # Bucle principal para actualizar la pantalla y comprobar movimiento
           global counter
           currentState = 0
           lastState = 0
           while True:
               display()
               currentState = 1 if pir.motion_detected else 0
               if currentState == 1 and lastState == 0:
                   counter += 1
               lastState = currentState

#. Ejecuta el bucle principal y asegura que el script pueda ser interrumpido con un comando de teclado (Ctrl+C), apagando todos los pines para una salida limpia.

   .. code-block:: python

       try:
           loop()
       except KeyboardInterrupt:
           # Apaga todos los pines cuando el script es interrumpido
           SDI.off()
           SRCLK.off()
           RCLK.off()
           pass