.. note::

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.. _py_pi5_10s:

3.1.13 GIOCO - 10 Secondi
===========================

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

Prosegui con me per costruire un dispositivo di gioco che metta alla prova 
la tua concentrazione.
Lega un interruttore a inclinazione a un bastoncino per creare una bacchetta 
magica. Agita la bacchetta per avviare il conteggio sul display a 4 cifre e 
agitala di nuovo per fermarlo. Se riesci a mantenere il conteggio visualizzato 
su **10,00**, hai vinto! Puoi giocare con i tuoi amici per vedere chi è il mago 
del tempo.

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

Per questo progetto, abbiamo bisogno dei seguenti componenti.

.. image:: ../python_pi5/img/4.1.18_game_10_second_list.png
    :width: 800
    :align: center

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

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

..     *   - Nome	
..         - COMPONENTI IN QUESTO KIT
..         - LINK
..     *   - Raphael Kit
..         - 337
..         - |link_Raphael_kit|

.. Puoi anche acquistarli separatamente dai link sottostanti.

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

..     *   - INTRODUZIONE COMPONENTI
..         - LINK ACQUISTO

..     *   - :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:`tilt_switch`
..         - \-

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/4.1.18_game_10_second_schematic.png
   :align: center

Procedura Sperimentale
---------------------------------

**Step 1**: Assembla il circuito.

.. image:: ../python_pi5/img/4.1.18_game_10_second_circuit.png

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

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

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

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

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

    sudo python3 3.1.13_GAME_10Second.py

Agita la bacchetta, il display a 4 cifre inizierà a contare; agitala di 
nuovo per fermare il conteggio. Se riesci a mantenere il conteggio 
visualizzato su **10.00**, hai vinto. Agitala un'altra volta per avviare 
un nuovo round di gioco.

.. warning::

    Se viene visualizzato un errore con il messaggio ``RuntimeError: Cannot determine SOC peripheral base address``, fai riferimento a :ref:`faq_soc` 

**Codice**

.. note::
    Puoi **Modificare/Reimpostare/Copiare/Eseguire/Fermare** il codice qui sotto. Tuttavia, prima di procedere, devi navigare al percorso del codice sorgente come ``davinci-kit-for-raspberry-pi/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, Button
    import time
    import threading

    # Inizializza il pulsante connesso al GPIO 26
    sensorPin = Button(26)

    # Definisci i pin GPIO collegati al registro di scorrimento 74HC595
    SDI = OutputDevice(24)   # Ingresso dati seriale
    RCLK = OutputDevice(23)  # Orologio del registro
    SRCLK = OutputDevice(18) # Orologio del registro a scorrimento

    # Definisci i pin GPIO per la selezione delle cifre sul display a 7 segmenti
    placePin = [OutputDevice(pin) for pin in (10, 22, 27, 17)]

    # Codici dei segmenti per i numeri da 0 a 9 sul display a 7 segmenti
    number = (0xc0, 0xf9, 0xa4, 0xb0, 0x99, 0x92, 0x82, 0xf8, 0x80, 0x90)

    # Variabili del contatore e del timer
    counter = 0
    timer1 = None
    gameState = 0

    def clearDisplay():
        """ Clear all segments on the 7-segment display. """
        for _ in range(8):
            SDI.on()
            SRCLK.on()
            SRCLK.off()
        RCLK.on()
        RCLK.off()

    def hc595_shift(data):
        """ Shift data to the 74HC595 shift register to display a digit. """
        for i in range(8):
            SDI.value = 0x80 & (data << i)
            SRCLK.on()
            SRCLK.off()
        RCLK.on()
        RCLK.off()

    def pickDigit(digit):
        """ Select which digit to display on the 7-segment display. """
        for pin in placePin:
            pin.off()
        placePin[digit].on()

    def display():
        """ Display the current counter value on the 7-segment display. """
        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] - 0x80)

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

    def stateChange():
        """ Handle state changes for the counter based on button presses. """
        global gameState, counter, timer1
        if gameState == 0:
            counter = 0
            time.sleep(1)
            timer()
        elif gameState == 1 and timer1 is not None:
            timer1.cancel()
            time.sleep(1)
        gameState = (gameState + 1) % 2

    def loop():
        """ Main loop to check for button presses and update the display. """
        global counter
        currentState = 0
        lastState = 0
        while True:
            display()
            currentState = sensorPin.value
            if (currentState == 0) and (lastState == 1):
                stateChange()
            lastState = currentState

    def timer():
        """ Timer function that increments the counter every 0.01 second. """
        global counter, timer1
        timer1 = threading.Timer(0.01, timer)
        timer1.start()
        counter += 1

    try:
        loop()
    except KeyboardInterrupt:
        if timer1:
            timer1.cancel()


**Spiegazione del Codice**

#. Lo script inizia importando i moduli necessari. La libreria ``gpiozero`` viene utilizzata per interfacciarsi con dispositivi GPIO come pulsanti, mentre i moduli ``time`` e ``threading`` sono utili per gestire le operazioni temporali o le attività concorrenti.

   .. code-block:: python

       #!/usr/bin/env python3

       from gpiozero import OutputDevice, Button
       import time
       import threading

#. Inizializza un oggetto ``Button`` dalla libreria GPIO Zero, collegandolo al pin GPIO 26. Questa configurazione consente di rilevare le pressioni del pulsante.

   .. code-block:: python

       # Inizializza il pulsante collegato al GPIO 26
       sensorPin = Button(26)

#. Inizializza i pin GPIO collegati agli ingressi del registro a scorrimento: ingresso seriale (SDI), ingresso di clock del registro (RCLK) e ingresso di clock del registro a scorrimento (SRCLK).

   .. code-block:: python

       # Definisce i pin GPIO collegati al registro di scorrimento 74HC595
       SDI = OutputDevice(24)   # Ingresso Dati Seriale
       RCLK = OutputDevice(23)  # Clock del Registro
       SRCLK = OutputDevice(18) # 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

       # Definisce i pin GPIO per la selezione delle cifre sul display a 7 segmenti
       placePin = [OutputDevice(pin) for pin in (10, 22, 27, 17)]

       # Definisce i codici dei segmenti per i numeri da 0 a 9 sul display a 7 segmenti
       number = (0xc0, 0xf9, 0xa4, 0xb0, 0x99, 0x92, 0x82, 0xf8, 0x80, 0x90)

#. Funzioni per il controllo del display a 7 segmenti. ``clearDisplay`` spegne tutti i segmenti, ``hc595_shift`` invia i dati al registro a scorrimento, e ``pickDigit`` attiva una cifra specifica sul display.

   .. code-block:: python

       def clearDisplay():
           """ Clear all segments on the 7-segment display. """
           for _ in range(8):
               SDI.on()
               SRCLK.on()
               SRCLK.off()
           RCLK.on()
           RCLK.off()

       def hc595_shift(data):
           """ Shift data to the 74HC595 shift register to display a digit. """
           for i in range(8):
               SDI.value = 0x80 & (data << i)
               SRCLK.on()
               SRCLK.off()
           RCLK.on()
           RCLK.off()

       def pickDigit(digit):
           """ Select which digit to display on the 7-segment display. """
           for pin in placePin:
               pin.off()
           placePin[digit].on()

#. Funzione per visualizzare il valore corrente del contatore sul display a 7 segmenti.

   .. code-block:: python

       def display():
           """ Display the current counter value on the 7-segment display. """
           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] - 0x80)

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

#. Funzione per gestire i cambiamenti di stato (avvio/stop) del contatore in base alle pressioni del pulsante.

   .. code-block:: python

       def stateChange():
           """ Handle state changes for the counter based on button presses. """
           global gameState, counter, timer1
           if gameState == 0:
               counter = 0
               time.sleep(1)
               timer()
           elif gameState == 1 and timer1 is not None:
               timer1.cancel()
               time.sleep(1)
           gameState = (gameState + 1) % 2

#. Ciclo principale che controlla continuamente lo stato del pulsante e aggiorna il display. Chiama ``stateChange`` quando cambia lo stato del pulsante.

   .. code-block:: python

       def loop():
           """ Main loop to check for button presses and update the display. """
           global counter
           currentState = 0
           lastState = 0
           while True:
               display()
               currentState = sensorPin.value
               if (currentState == 0) and (lastState == 1):
                   stateChange()
               lastState = currentState

#. Funzione del timer che incrementa il contatore a intervalli regolari (ogni 0,01 secondi).

   .. code-block:: python

       def timer():
           """ Timer function that increments the counter every 0.01 second. """
           global counter, timer1
           timer1 = threading.Timer(0.01, timer)
           timer1.start()
           counter += 1

#. Esegue il ciclo principale e consente una chiusura pulita del programma utilizzando un'interruzione da tastiera (Ctrl+C).

   .. code-block:: python

       try:
           loop()
       except KeyboardInterrupt:
           if timer1:
               timer1.cancel()