.. note::

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.. _4.1.7_py_pi5:

4.1.4 Dispositivo Contatore
================================

Introduzione
------------

In questo progetto realizzeremo un sistema contatore che visualizza i numeri, 
composto da un sensore PIR e un display a 4 cifre a segmenti. Quando il PIR rileva 
il passaggio di una persona, il numero sul display a 4 cifre aumenterà di 1. Puoi 
utilizzare questo contatore per contare il numero di persone che attraversano un passaggio.

Componenti Necessari
------------------------

In questo progetto, abbiamo bisogno dei seguenti componenti.

.. 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

È decisamente conveniente acquistare un kit completo, ecco il link:

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

    *   - Nome	
        - COMPONENTI NEL KIT
        - LINK
    *   - Raphael Kit
        - 337
        - |link_Raphael_kit|

Puoi anche acquistarli separatamente dai link sottostanti.

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

    *   - INTRODUZIONE AI COMPONENTI
        - LINK PER L'ACQUISTO

    *   - :ref:`cpn_gpio_extension_board`
        - |link_gpio_board_buy|
    *   - :ref:`cpn_breadboard`
        - |link_breadboard_buy|
    *   - :ref:`cpn_wires`
        - |link_wires_buy|
    *   - :ref:`cpn_resistor`
        - |link_resistor_buy|
    *   - :ref:`cpn_4_digit`
        - \-
    *   - :ref:`cpn_74hc595`
        - |link_74hc595_buy|
    *   - :ref:`cpn_pir`
        - \-


Schema Elettrico
----------------------

============ ======== ======== ===
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

Procedure Sperimentali
--------------------------

**Passo 1:** Costruisci il circuito.

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


**Passo 2:** Vai nella cartella del codice.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

    cd ~/raphael-kit/python-pi5

**Passo 3:** Esegui il file eseguibile.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

    sudo python3 4.1.7_CountingDevice_zero.py

Dopo l'esecuzione del codice, quando il PIR rileva il passaggio di qualcuno,
il numero sul display a 4 cifre aumenterà di 1.

Ci sono due potenziometri sul modulo PIR: uno per regolare la sensibilità e l'altro per regolare la distanza di rilevamento. Per far funzionare meglio il modulo PIR, è necessario ruotarli entrambi completamente in senso antiorario.

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

.. warning::

    Se viene visualizzato l'errore ``RuntimeError: Cannot determine SOC peripheral base address``, fare riferimento a :ref:`faq_soc`. 

**Code**

.. note::
    Puoi **Modificare/Reimpostare/Copiare/Eseguire/Interrompere** il codice qui sotto. Ma prima di farlo, devi andare nel percorso sorgente del codice come ``raphael-kit/python-pi5``. Dopo aver modificato il codice, puoi eseguirlo direttamente per vedere l'effetto.

.. raw:: html

    <run></run>

.. code-block:: python

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

   # Inizializza il sensore PIR sul GPIO 26
   pir = MotionSensor(26)

   # Inizializza i pin del registro a scorrimento
   SDI = OutputDevice(24)    # Ingresso Dati Seriale
   RCLK = OutputDevice(23)   # Ingresso Clock del Registro
   SRCLK = OutputDevice(18)  # Ingresso Clock del Registro a Scorrimento

   # Inizializza i pin del display a 7 segmenti
   placePin = [OutputDevice(pin) for pin in (10, 22, 27, 17)]

   # Definisce i codici delle cifre per il display a 7 segmenti
   number = (0xc0, 0xf9, 0xa4, 0xb0, 0x99, 0x92, 0x82, 0xf8, 0x80, 0x90)

   # Contatore per il numero visualizzato
   counter = 0

   def clearDisplay():
       # Cancella il display spegnendo tutti i segmenti
       for _ in range(8):
           SDI.on()
           SRCLK.on()
           SRCLK.off()
       RCLK.on()
       RCLK.off()

   def hc595_shift(data):
       # Inserisce i dati nel registro a scorrimento 74HC595
       for i in range(8):
           SDI.value = 0x80 & (data << i)
           SRCLK.on()
           SRCLK.off()
       RCLK.on()
       RCLK.off()

   def pickDigit(digit):
       # Attiva una specifica cifra del display a 7 segmenti
       for pin in placePin:
           pin.off()
       placePin[digit].on()

   def display():
       # Aggiorna il display con il valore corrente del contatore
       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():
       # Ciclo principale per aggiornare il display e controllare il movimento
       global counter
       currentState = 0
       lastState = 0
       while True:
           display()
           currentState = 1 se il sensore PIR rileva movimento else 0
           if currentState == 1 e lastState == 0:
               counter += 1
           lastState = currentState

   try:
       loop()
   except KeyboardInterrupt:
       # Spegni tutti i pin quando lo script viene interrotto
       SDI.off()
       SRCLK.off()
       RCLK.off()
       pass


**Spiegazione del Codice**

#. Questa riga importa le classi ``OutputDevice`` e ``MotionSensor`` dalla libreria ``gpiozero``. ``OutputDevice`` può essere un LED, un motore o qualsiasi dispositivo che si desidera controllare come uscita. Il ``MotionSensor`` è tipicamente un sensore PIR (Passive Infrared) utilizzato per rilevare il movimento.

   .. code-block:: python

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

#. Inizializza il sensore di movimento PIR collegato al pin GPIO 26.

   .. code-block:: python

       # Inizializza il sensore PIR sul GPIO 26
       pir = MotionSensor(26)

#. Inizializza i pin GPIO collegati all'Ingresso Dati Seriale (SDI), all'Ingresso Clock del Registro (RCLK) e all'Ingresso Clock del Registro a Scorrimento (SRCLK) del registro a scorrimento.

   .. code-block:: python

       # Inizializza i pin del registro a scorrimento
       SDI = OutputDevice(24)    # Ingresso Dati Seriale
       RCLK = OutputDevice(23)   # Ingresso Clock del Registro
       SRCLK = OutputDevice(18)  # Ingresso Clock del Registro a Scorrimento

#. Inizializza i pin per ciascuna cifra del display a 7 segmenti e definisce i codici binari per visualizzare i numeri da 0 a 9.

   .. code-block:: python

       # Inizializza i pin del display a 7 segmenti
       placePin = [OutputDevice(pin) for pin in (10, 22, 27, 17)]

       # Definisce i codici delle cifre per il display a 7 segmenti
       number = (0xc0, 0xf9, 0xa4, 0xb0, 0x99, 0x92, 0x82, 0xf8, 0x80, 0x90)

#. Cancella il display a 7 segmenti spegnendo tutti i segmenti prima di visualizzare la cifra successiva.

   .. code-block:: python

       def clearDisplay():
           # Cancella il display spegnendo tutti i segmenti
           for _ in range(8):
               SDI.on()
               SRCLK.on()
               SRCLK.off()
           RCLK.on()
           RCLK.off()

#. Inserisce un byte di dati nel registro a scorrimento 74HC595, controllando i segmenti del display.

   .. code-block:: python

       def hc595_shift(data):
           # Inserisce i dati nel registro a scorrimento 74HC595
           for i in range(8):
               SDI.value = 0x80 & (data << i)
               SRCLK.on()
               SRCLK.off()
           RCLK.on()
           RCLK.off()

#. Seleziona quale cifra del display a 7 segmenti attivare. Ogni cifra è controllata da un pin GPIO separato.

   .. code-block:: python

       def pickDigit(digit):
           # Attiva una specifica cifra del display a 7 segmenti
           for pin in placePin:
               pin.off()
           placePin[digit].on()

#. Inizia visualizzando prima la cifra dell'unità, seguita dall'attivazione della cifra delle decine. Successivamente, attiva le cifre delle centinaia e delle migliaia in ordine. Questa rapida successione di attivazioni crea l'illusione di un display continuo a quattro cifre.

   .. code-block:: python

       def display():
           # Aggiorna il display con il valore corrente del contatore
           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])

#. Definisce il ciclo principale in cui il display viene continuamente aggiornato e lo stato del sensore PIR viene controllato. Se viene rilevato un movimento, il contatore viene incrementato.

   .. code-block:: python

       def loop():
           # Ciclo principale per aggiornare il display e controllare il movimento
           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

#. Esegue il ciclo principale e garantisce che lo script possa essere interrotto con un comando da tastiera (Ctrl+C), spegnendo tutti i pin per una chiusura pulita.

   .. code-block:: python

       try:
           loop()
       except KeyboardInterrupt:
           # Spegni tutti i pin quando lo script viene interrotto
           SDI.off()
           SRCLK.off()
           RCLK.off()
           pass