.. note::

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.. _4.1.7_py:

4.1.7 Zählgerät
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Einführung
-----------------

Hier werden wir ein Zählsystem mit Nummernanzeige erstellen, bestehend aus einem 
PIR-Sensor und einer 4-stelligen Segmentanzeige. Wenn der PIR erkennt, 
dass jemand vorbeigeht, erhöht sich die Zahl auf der 4-stelligen Segmentanzeige um 1. Diesen Zähler können Sie verwenden, um die Anzahl der Personen zu zählen, die durch den Durchgang gehen.

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

Für dieses Projekt benötigen wir die folgenden Komponenten.

.. image:: ../img/list_Counting_Device1.png
    :align: center

.. image:: ../img/list_Counting_Device2.png
    :align: center

Es ist definitiv 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_pir`
        - \-

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_one1.png
   :align: center

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

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

.. image:: ../img/image235.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 4.1.7_CountingDevice.py

Nachdem der Code ausgeführt wurde, erhöht sich die Zahl auf der 4-stelligen Segmentanzeige um 1, sobald der PIR jemanden erkennt, der vorbeigeht.

Auf dem PIR-Modul gibt es zwei Potentiometer: eines zur Einstellung der Empfindlichkeit und das andere zur Einstellung der Erkennungsentfernung. Um das PIR-Modul besser zu nutzen, sollten Sie beide im Uhrzeigersinn bis zum Anschlag drehen.

.. image:: ../img/PIR_TTE.png
    :width: 400
    :align: center

**Code**

.. note::
    Sie können den untenstehenden Code **Ändern/Zurücksetzen/Kopieren/Ausführen/Stoppen**. Aber zuerst müssen Sie zum Quellcode-Pfad wie ``raphael-kit/python`` navigieren. Nachdem Sie den Code modifiziert 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

    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

    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])

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

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

    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()

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

**Code-Erklärung**

Basierend auf :ref:`1.1.5_py` fügt dieses Projekt ein **PIR-Modul** hinzu, um die automatische Zählung in eine Erkennungszählung zu ändern. Wenn der PIR erkennt, dass jemand vorbeigeht, erhöht sich die Zahl auf der 4-stelligen Segmentanzeige um 1.

.. code-block:: python

    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])

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

Zuerst starten Sie die vierte Segmentanzeige und schreiben die einstelligen Zahl. Dann starten Sie die dritte Segmentanzeige und geben die Zehnerziffer ein. Danach starten Sie nacheinander die zweite und erste Segmentanzeige und schreiben die Hunderter- und Tausenderziffern. Aufgrund der sehr schnellen Aktualisierungsrate sehen wir eine vollständige vierstellige Anzeige.

.. code-block:: python

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

Dies ist die Hauptfunktion: Sie zeigt die Zahl auf der 4-stelligen Segmentanzeige an und liest den PIR-Wert aus. Wenn der PIR erkennt, dass jemand vorbeigeht, erhöht sich die Zahl auf der 4-stelligen Segmentanzeige um 1.

Phänomen-Bild
-------------------------

.. image:: ../img/image236.jpeg
   :align: center