.. note::

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.. _py_pi5_counting_device:

3.1.1 Dispositivo di Conteggio
==================================

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

In questo progetto, creeremo un sistema contatore a visualizzazione 
numerica, composto da un sensore PIR e un display a 4 cifre. Quando 
il PIR rileva il passaggio di una persona, il numero sul display a 4 
cifre aumenterà di 1. Questo contatore può essere utilizzato 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 sicuramente conveniente acquistare un kit completo, ecco il link:

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

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

.. Puoi anche acquistarli separatamente dai link seguenti.

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

..     *   - INTRODUZIONE AI COMPONENTI
..         - LINK PER L'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:`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 alla cartella del codice.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

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

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

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

    sudo python3 3.1.1_CountingDevice.py

Dopo l’avvio del codice, quando il sensore PIR rileva il passaggio di 
una persona, il numero sul display a 4 cifre aumenterà di 1.

Sul modulo PIR ci sono due potenziometri: uno per regolare la sensibilità e l'altro per regolare la distanza di rilevamento. Per far funzionare meglio il modulo PIR, ruotali entrambi in senso antiorario fino in fondo.

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

.. warning::

    Se appare l’errore ``RuntimeError: Cannot determine SOC peripheral base address``, consulta :ref:`faq_soc`

**Codice**

.. note::
    È possibile **Modificare/Reimpostare/Copiare/Eseguire/Arrestare** il codice qui sotto. Prima di farlo, è necessario accedere al percorso del codice sorgente come ``davinci-kit-for-raspberry-pi/python-pi5``. Dopo aver modificato il codice, è possibile eseguirlo direttamente per vederne l’effetto.

.. raw:: html

    <run></run>

.. code-block:: python

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

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

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

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

   # Definisce i codici per i numeri sul 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):
       # Invio 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 cifra specifica 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 if pir.motion_detected else 0
           if currentState == 1 and lastState == 0:
               counter += 1
           lastState = currentState

   try:
       loop()
   except KeyboardInterrupt:
       # Spegne tutti i pin in caso di interruzione dello script
       SDI.off()
       SRCLK.off()
       RCLK.off()
       pass


**Spiegazione del Codice**

#. Questa linea importa le classi ``OutputDevice`` e ``MotionSensor`` dalla libreria ``gpiozero``. ``OutputDevice`` può rappresentare un LED, un motore o qualsiasi dispositivo da controllare come uscita. Il ``MotionSensor`` è un sensore PIR (infrarosso passivo) usato per rilevare movimenti.

   .. code-block:: python

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

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

   .. code-block:: python

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

#. Inizializza i pin GPIO collegati al registro a scorrimento per il controllo del display a 7 segmenti.

   .. code-block:: python

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

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

       # Definisce i codici per i numeri sul 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()

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

   .. code-block:: python

       def hc595_shift(data):
           # Invio 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 cifra specifica del display a 7 segmenti
           for pin in placePin:
               pin.off()
           placePin[digit].on()

#. Visualizza prima la cifra dell’unità, seguita da quella delle decine, delle centinaia e infine delle migliaia, creando l'illusione di un display a quattro cifre continuo.

   .. 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 aggiornato continuamente, e lo stato del sensore PIR viene monitorato. Se viene rilevato un movimento, il contatore aumenta.

   .. 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 consente l'interruzione dello script tramite il comando da tastiera (Ctrl+C), spegnendo tutti i pin per una chiusura pulita.

   .. code-block:: python

       try:
           loop()
       except KeyboardInterrupt:
           # Spegne tutti i pin in caso di interruzione dello script
           SDI.off()
           SRCLK.off()
           RCLK.off()
           pass