.. note::

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.. _4.1.5_py:

4.1.5 Timbre Visual Inteligente
==========================================

Introducción
-----------------

En este proyecto, vamos a crear un timbre visual inteligente DIY.

Componentes Necesarios
------------------------------

En este proyecto, necesitamos los siguientes componentes.

.. image:: ../img/3.1.19components.png
  :width: 800
  :align: center

Es muy conveniente comprar un kit completo, aquí está el enlace:

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

    *   - Nombre
        - ELEMENTOS EN ESTE KIT
        - ENLACE
    *   - Kit Raphael
        - 337
        - |link_Raphael_kit|

También puedes comprarlos por separado en los enlaces a continuación.

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

    *   - INTRODUCCIÓN DEL COMPONENTE
        - ENLACE DE COMPRA

    *   - :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_button`
        - |link_button_buy|
    *   - :ref:`cpn_audio_speaker`
        - \-
    *   - :ref:`cpn_camera_module`
        - |link_camera_buy|


Diagrama Esquemático
--------------------------

============== =============== ======== ===
Nombre T-Board cableado físico wiringPi BCM
GPIO27         Pin 13          2        27
============== =============== ======== ===

.. image:: ../img/3.1.19_schematic.png
   :width: 500
   :align: center


Procedimientos Experimentales
-----------------------------------

**Paso 1:** Construye el circuito.

.. image:: ../img/3.1.19fritzing.png
  :width: 800
  :align: center

Antes de este proyecto, debes asegurarte de haber completado :ref:`3.1.3_py` y :ref:`3.1.2_py`.
**Paso 2:** Accede a la carpeta del código.

.. raw:: html

    <run></run>

.. code-block::

    cd ~/raphael-kit/python/

**Paso 3:** Ejecuta.

.. raw:: html

    <run></run>

.. code-block::

    python3 4.1.5_DoorBell.py

Después de ejecutar el código:

- El programa espera a que se presione el botón del timbre.
- Cuando se presiona, se reproduce un sonido de timbre y se graba un video de 5 segundos.
- El video se guarda como ``visitor.mp4`` en el directorio personal del usuario.
- El sistema vuelve al modo de espera hasta la siguiente pulsación del botón.
- Presiona ``Ctrl+C`` para salir y liberar los recursos.


**Código**

.. note::
    Puedes **Modificar/Restablecer/Copiar/Ejecutar/Detener** el código a continuación. Pero antes de eso, necesitas ir a la ruta del código fuente como ``raphael-kit/python``. Después de modificar el código, puedes ejecutarlo directamente para ver el efecto.

.. raw:: html

    <run></run>

.. code-block:: python

    #!/usr/bin/env python3
    import time
    import os
    import RPi.GPIO as GPIO
    from pygame import mixer
    from picamera2 import Picamera2, Preview
    from picamera2.encoders import H264Encoder
    from picamera2.outputs import FfmpegOutput

    # --------------------------------------------------
    # USER DIRECTORY
    # --------------------------------------------------
    user = os.getlogin()
    user_home = os.path.expanduser(f"~{user}")

    # --------------------------------------------------
    # CAMERA SETUP (Picamera2)
    # --------------------------------------------------
    camera = Picamera2()

    # Create a video configuration WITHOUT the deprecated "video=" argument
    video_config = camera.create_video_configuration(
        main={"size": (1280, 720), "format": "XBGR8888"}
    )
    camera.configure(video_config)

    # Create H264 encoder (10 Mbps is good quality for doorbell)
    encoder = H264Encoder(bitrate=10_000_000)

    # --------------------------------------------------
    # GPIO SETUP
    # --------------------------------------------------
    BtnPin = 18
    status = False

    def setup():
        GPIO.setmode(GPIO.BCM)
        GPIO.setup(BtnPin, GPIO.IN, pull_up_down=GPIO.PUD_UP)
        mixer.init()

    def button_pressed(pin):
        """Button callback"""
        global status
        status = True

    # --------------------------------------------------
    # MAIN LOOP
    # --------------------------------------------------
    def main():
        global status
        GPIO.add_event_detect(BtnPin, GPIO.FALLING,
                            callback=button_pressed, bouncetime=250)

        print("Doorbell system running... Press the button to record.")

        while True:
            if status:
                print("Visitor detected!")

                # Play doorbell sound
                mixer.music.load(f"{user_home}/raphael-kit/music/doorbell.wav")
                mixer.music.set_volume(0.7)
                mixer.music.play()

                # Use QTGL preview
                camera.start_preview(Preview.QTGL)

                # Output file
                output_path = f"{user_home}/visitor.mp4"
                output = FfmpegOutput(output_path)

                # Start recording
                camera.start_recording(encoder, output)
                print(f"Recording video to {output_path}")

                time.sleep(5)  # Record for 5 seconds

                # Stop everything
                mixer.music.stop()
                camera.stop_recording()
                camera.stop_preview()

                print("Recording finished.\n")

                status = False

            time.sleep(0.05)

    # --------------------------------------------------
    # CLEAN EXIT
    # --------------------------------------------------
    def destroy():
        print("\nExiting...")

        mixer.quit()
        GPIO.cleanup()
        camera.close()

        print("Program exited cleanly.")

    if __name__ == "__main__":
        setup()
        try:
            main()
        except KeyboardInterrupt:
            destroy()

**Explicación del código**

#. Obtiene el directorio personal del usuario actual para almacenar el video grabado.

   .. code-block:: python

       user = os.getlogin()
       user_home = os.path.expanduser(f"~{user}")

#. Crea una instancia de Picamera2 y la configura para grabación de video.

   .. code-block:: python

       camera = Picamera2()
       video_config = camera.create_video_configuration(
           main={"size": (1280, 720), "format": "XBGR8888"}
       )
       camera.configure(video_config)

#. Configura el botón conectado a ``GPIO18`` como entrada con una resistencia pull-up.

   .. code-block:: python

       GPIO.setmode(GPIO.BCM)
       GPIO.setup(BtnPin, GPIO.IN, pull_up_down=GPIO.PUD_UP)

#. Carga e inicializa el mezclador de audio utilizado para reproducir el sonido del timbre.

   .. code-block:: python

       mixer.init()

#. Registra una función de callback que establece ``status`` en ``True`` cuando se presiona el botón.

   .. code-block:: python

       GPIO.add_event_detect(BtnPin, GPIO.FALLING,
                             callback=button_pressed, bouncetime=250)

#. Reproduce el sonido del timbre, inicia la ventana de vista previa y comienza la grabación del video.

   .. code-block:: python

       mixer.music.load(f"{user_home}/raphael-kit/music/doorbell.wav")
       mixer.music.play()
       camera.start_preview(Preview.QTGL)
       camera.start_recording(encoder, output)

#. Graba un video de 5 segundos y lo guarda como ``visitor.mp4``.

   .. code-block:: python

       time.sleep(5)
       camera.stop_recording()
       camera.stop_preview()

#. Libera todos los recursos cuando el programa se detiene con ``Ctrl+C``.

   .. code-block:: python

       mixer.quit()
       GPIO.cleanup()
       camera.close()

Imagen del Fenómeno
------------------------

.. image:: ../img/4.1.5door_bell.JPG
   :align: center