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4.1.3 Reloj Parlante

Introducción

En este proyecto, vamos a hacer un reloj parlante con un altavoz y un display de 7 segmentos de 4 dígitos. El display mostrará la hora y el altavoz anunciará la hora cada hora.

Componentes Necesarios

En este proyecto, necesitamos los siguientes componentes.

../_images/3.1.17components.png

Es muy conveniente comprar un kit completo, aquí está el enlace:

Nombre

ELEMENTOS EN ESTE KIT

ENLACE

Kit Raphael

337

Raphael Kit

También puedes comprarlos por separado en los enlaces a continuación.

INTRODUCCIÓN DEL COMPONENTE

ENLACE DE COMPRA

Placa de Extensión GPIO

COMPRAR

Protoboard

COMPRAR

Cables de Puente

COMPRAR

Resistor

COMPRAR

Módulo de Audio y Altavoz

-

Pantalla de 7 segmentos y 4 dígitos

-

74HC595

COMPRAR

Diagrama Esquemático

Nombre T-Board

cableado físico

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
../_images/schmatic_4_digit.png ../_images/3.1.17_schematic.png

Procedimientos Experimentales

Paso 1: Construye el circuito.

../_images/3.1.17fritzing.png

Antes de este proyecto, debes asegurarte de haber completado 3.1.4 Conversión de Texto a Voz.

Paso 2: Usa el comando date para ver la hora local.

date

Si la hora local es diferente de la hora real, necesitas usar el siguiente comando para configurar la zona horaria.

sudo dpkg-reconfigure tzdata

Elige tu zona horaria.

../_images/tzdata.png

Paso 3: Accede a la carpeta del código.

cd ~/raphael-kit/python/

Paso 4: Ejecuta.

python3 4.1.3_SpeechClock.py

Cuando el código se ejecute, el display de 7 segmentos de 4 dígitos mostrará la hora y sonará cada hora.

Código

Nota

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

import RPi.GPIO as GPIO
from tts import TTS
import time

tts = TTS(engine="espeak")
tts.lang('en-US')

SDI = 24
RCLK = 23
SRCLK = 18

placePin = (10, 22, 27, 17)
number = (0xc0, 0xf9, 0xa4, 0xb0, 0x99, 0x92, 0x82, 0xf8, 0x80, 0x90)

def setup():
    GPIO.setmode(GPIO.BCM)
    GPIO.setup(SDI, GPIO.OUT)
    GPIO.setup(RCLK, GPIO.OUT)
    GPIO.setup(SRCLK, GPIO.OUT)
    for i in placePin:
        GPIO.setup(i, GPIO.OUT)

def clearDisplay():
    for i in range(8):
        GPIO.output(SDI, 1)
        GPIO.output(SRCLK, GPIO.HIGH)
        GPIO.output(SRCLK, GPIO.LOW)
    GPIO.output(RCLK, GPIO.HIGH)
    GPIO.output(RCLK, GPIO.LOW)

def hc595_shift(data):
    for i in range(8):
        GPIO.output(SDI, 0x80 & (data << i))
        GPIO.output(SRCLK, GPIO.HIGH)
        GPIO.output(SRCLK, GPIO.LOW)
    GPIO.output(RCLK, GPIO.HIGH)
    GPIO.output(RCLK, GPIO.LOW)

def pickDigit(digit):
    for i in placePin:
        GPIO.output(i,GPIO.LOW)
    GPIO.output(placePin[digit], GPIO.HIGH)

def loop():
    status = 0
    while True:
        time.localtime(time.time())
        hour = int(time.strftime('%H',time.localtime(time.time())))
        minute = int(time.strftime('%M',time.localtime(time.time())))

        clearDisplay()
        pickDigit(0)
        hc595_shift(number[minute % 10])

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

        clearDisplay()
        pickDigit(2)
        hc595_shift(number[hour % 10])

        clearDisplay()
        pickDigit(3)
        hc595_shift(number[hour % 100//10])

        if minute == 0 and status == 0:
            tts.say('The time is now ' + str(hour) + ' hours and ' + str(minute) + ' minutes')
            status = 1
        elif minute != 0:
            status = 0

def destroy():   # When "Ctrl+C" is pressed, the function is executed.
    GPIO.cleanup()

if __name__ == '__main__':  # Program starting from here
    setup()
    try:
        loop()
    except KeyboardInterrupt:
        destroy()

Explicación del Código

time.localtime(time.time())
hour = int(time.strftime('%H',time.localtime(time.time())))
minute = int(time.strftime('%M',time.localtime(time.time())))

A través de la función time.time(), podemos obtener la marca de tiempo de la hora actual (el número de segundos en punto flotante que han pasado desde la época de 1970), y luego usamos el método de formateo de tiempo del módulo de tiempo (time.localtime(time.time())) para procesar la marca de tiempo actual, de modo que podamos formatear la marca de tiempo como hora local.

El resultado de la entrada es:

time.struct_time(tm_year=2021, tm_mon=5, tm_mday=28, tm_hour=13, tm_min=54, tm_sec=26, tm_wday=4, tm_yday=148, tm_isdst=0)

Finalmente, usamos el método time.strftime() para formatear la gran cadena de información en lo que queremos. Si deseas obtener la hora actual, puedes hacerlo a través de la función time.strftime('%H',time.localtime(time.time())).

Las salidas de la cadena formateada especificada obtenida modificando el primer parámetro se enumeran a continuación.

%y

Representación de año de dos dígitos (00-99)

%Y

Representación de año de cuatro dígitos (000-9999)

%m

Mes (01-12)

%d

Día del mes (0-31)

%H

Horas en un reloj de 24 horas (0-23)

%I

Horas en un reloj de 12 horas (01-12)

%M

Minutos (00-59)

%S

Segundos (00-59)

%a

Nombre local simplificado de la semana

%A

Nombre completo local de la semana

%b

Nombre local simplificado del mes

%B

Nombre completo local del mes

%c

Representación local correspondiente de fecha y hora

%j

Día del año (001-366)

%p

Equivalente local de A.M. o P.M.

%U

Número de semanas del año (00-53) comenzando el domingo

%w

Semana (0-6), comenzando el domingo

%W

Número de semanas del año (00-53) comenzando el lunes

%x

Representación local correspondiente de la fecha

%X

Representación local correspondiente de la hora

%Z

Nombre de la zona horaria actual

Nota

La salida del método time.strftime() son todas variables de cadena. Antes de usarlo, recuerda hacer una conversión de tipo coercitiva.

clearDisplay()
pickDigit(0)
hc595_shift(number[minute % 10])

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

clearDisplay()
pickDigit(2)
hc595_shift(number[hour % 10])

clearDisplay()
pickDigit(3)
hc595_shift(number[hour % 100//10])

El dígito de las decenas de la hora se muestra en el primer display de 7 segmentos, y el dígito de las unidades se muestra en el segundo. Luego, el dígito de las decenas de los minutos se muestra en el tercer display digital, y el dígito de las unidades se muestra en el último.

if minute == 0 and status == 0:
    tts.say('The time is now ' + str(hour) + ' hours and ' + str(minute) + ' minutes')
    status = 1
elif minute != 0:
    status = 0

Cuando el número de minutos es 0 (en la hora exacta), la Raspberry Pi usará TTS para anunciar la hora.

Imagen del Fenómeno

../_images/4.1.3speech_clock.JPG