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.. _4.1.18_py:


4.1.18 SPIEL - 10 Sekunden
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Einführung
-------------------

Kommen Sie mit und erstellen Sie ein Spielgerät, das Ihre Konzentration herausfordert. Binden Sie den Neigungsschalter an einen Stab, um einen Zauberstab zu formen. Schütteln Sie den Zauberstab, beginnt die 4-stellige Anzeige mit dem Zählen. Ein weiteres Schütteln stoppt das Zählen. Wenn Sie es schaffen, dass die Anzeige genau **10.00** zeigt, haben Sie gewonnen. Spielen Sie das Spiel mit Ihren Freunden und finden Sie heraus, wer der Zeitmagier ist.

Benötigte Komponenten
------------------------------

Für dieses Projekt benötigen wir die folgenden Komponenten.

.. image:: ../img/list_GAME_10_Second.png
    :align: center

Es ist sicherlich praktisch, ein ganzes Kit zu kaufen, hier ist der Link: 

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

    *   - Name	
        - ARTIKEL IN DIESEM KIT
        - LINK
    *   - Raphael Kit
        - 337
        - |link_Raphael_kit|

Sie können sie auch einzeln über die untenstehenden Links kaufen.

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

    *   - KOMPONENTENBESCHREIBUNG
        - KAUF-LINK

    *   - :ref:`cpn_gpio_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_tilt_switch`
        - \-

Schaltplan
------------------------

============ ======== ======== ===
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:: ../img/Schematic_three_one13.png
   :align: center

Experimentelle Verfahren
---------------------------------

**Schritt 1**: Bauen Sie den Schaltkreis.

.. image:: ../img/image277.png

**Schritt 2**: Navigieren Sie zum Ordner des Codes.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

    cd ~/raphael-kit/python/

**Schritt 3**: Führen Sie die ausführbare Datei aus.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

    sudo python3 4.1.18_GAME_10Second.py

Schütteln Sie den Zauberstab, und die 4-stellige Anzeige beginnt zu zählen. Ein erneutes Schütteln stoppt das Zählen. Wenn die Anzeige **10.00** zeigt, haben Sie gewonnen. Schütteln Sie es erneut, um die nächste Runde des Spiels zu starten.

**Code**

.. note::
    Sie können den untenstehenden Code **Ändern/Zurücksetzen/Kopieren/Ausführen/Stoppen**. Bevor Sie das tun, müssen Sie jedoch zum Quellcodepfad wie ``raphael-kit/python`` gehen. Nachdem Sie den Code geändert haben, können Sie ihn direkt ausführen, um das Ergebnis zu sehen.

.. raw:: html

    <run></run>

.. code-block:: python

    #!/usr/bin/env python3
    import RPi.GPIO as GPIO
    import time
    import threading

    sensorPin = 26

    SDI = 24
    RCLK = 23
    SRCLK = 18

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

    counter = 0
    timer =0
    gameState =0

    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 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():
        global gameState
        global counter
        global timer1
        if gameState == 0:
            counter = 0
            time.sleep(1)
            timer() 
        elif gameState ==1:
            timer1.cancel()
            time.sleep(1)
        gameState = (gameState+1)%2

    def loop():
        global counter
        currentState = 0
        lastState = 0
        while True:
            display()
            currentState=GPIO.input(sensorPin)
            if (currentState == 0) and (lastState == 1):
                stateChange()
            lastState=currentState

    def timer():  
        global counter
        global timer1
        timer1 = threading.Timer(0.01, timer) 
        timer1.start()  
        counter += 1

    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)
        GPIO.setup(sensorPin, GPIO.IN)

    def destroy():   # When "Ctrl+C" is pressed, the function is executed.
        GPIO.cleanup()
        global timer1
        timer1.cancel()

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

**Code-Erklärung**

.. code-block:: python

    def stateChange():
        global gameState
        global counter
        global timer1
        if gameState == 0:
            counter = 0
            time.sleep(1)
            timer() 
        elif gameState ==1:
            timer1.cancel()
            time.sleep(1)
        gameState = (gameState+1)%2

Das Spiel ist in zwei Modi unterteilt:

``gameState==0`` ist der "Start"-Modus. In diesem Modus wird die Zeit gemessen und auf der Segmentanzeige dargestellt. Durch Schütteln des Kippschalters wechselt man in den "Anzeige"-Modus.

``gameState==1`` ist der "Anzeige"-Modus. Hier wird die Zeitmessung gestoppt und die gemessene Zeit auf der Segmentanzeige angezeigt. Ein erneutes Schütteln des Kippschalters setzt den Timer zurück und startet das Spiel neu.

.. code-block:: python

    def loop():
        global counter
        currentState = 0
        lastState = 0
        while True:
            display()
            currentState=GPIO.input(sensorPin)
            if (currentState == 0) and (lastState == 1):
                stateChange()
            lastState=currentState

``loop()`` ist die Hauptfunktion. Zuerst wird die Zeit auf der 4-Bit-Segmentanzeige dargestellt und der Wert des Kippschalters ausgelesen. Wenn sich der Zustand des Kippschalters geändert hat, wird ``stateChange()`` aufgerufen.

.. code-block:: python

    def timer():  
        global counter
        global timer1
        timer1 = threading.Timer(0.01, timer) 
        timer1.start()  
        counter += 1

Nachdem das Intervall 0,01s erreicht hat, wird die Timer-Funktion aufgerufen; 1 wird zum Zähler hinzugefügt, und der Timer wird erneut verwendet, um sich selbst alle 0,01s wiederholt auszuführen.

Phänomen-Bild
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.. image:: ../img/image278.jpeg
   :align: center