.. note::

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.. _4.1.18_py_pi5:

4.1.15 JUEGO - 10 Segundos
===============================

Introducción
----------------------

A continuación, sigue mis instrucciones para crear un dispositivo de juego 
que pondrá a prueba tu concentración. Ata el interruptor de inclinación a 
un palo para hacer una varita mágica. Agita la varita, la pantalla de 4 dígitos 
comenzará a contar, agítala de nuevo para detener la cuenta. Si logras mantener 
el conteo en **10.00**, entonces ganas. Puedes jugar con tus amigos para ver 
quién es el mago del tiempo.

Componentes necesarios
------------------------------

En este proyecto, necesitamos los siguientes componentes.

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

Es definitivamente 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_4_digit`
        - \-
    *   - :ref:`cpn_74hc595`
        - |link_74hc595_buy|
    *   - :ref:`cpn_tilt_switch`
        - \-

Diagrama esquemático
--------------------------

================== ====== ======== ===
Nombre del T-Board físico 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

Procedimientos experimentales
-----------------------------------

**Paso 1**: Construye el circuito.

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

**Paso 2**: Ve a la carpeta del código.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

    cd ~/raphael-kit/python-pi5

**Paso 3**: Ejecuta el archivo ejecutable.

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

    sudo python3 4.1.18_GAME_10Second_zero.py

Agita la varita, la pantalla de 4 dígitos comenzará a contar, agítala de nuevo 
para detener la cuenta. Si logras mantener el conteo en **10.00**, entonces ganas. 
Agítala una vez más para comenzar la siguiente ronda del juego.

.. warning::

    Si recibe el mensaje de error ``RuntimeError: Cannot determine SOC peripheral base address``, consulte :ref:`faq_soc`


**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-pi5``. Después de modificar el código, puedes ejecutarlo directamente para ver el efecto.

.. raw:: html

    <run></run>

.. code-block:: python

    #!/usr/bin/env python3

    from gpiozero import OutputDevice, Button
    import time
    import threading

    # Inicializa el botón conectado al GPIO 26
    sensorPin = Button(26)

    # Define los pines GPIO conectados al registro de desplazamiento 74HC595
    SDI = OutputDevice(24)   # Entrada de datos serial
    RCLK = OutputDevice(23)  # Reloj de registro
    SRCLK = OutputDevice(18) # Reloj de registro de desplazamiento

    # Define los pines GPIO para la selección de dígitos en la pantalla de 7 segmentos
    placePin = [OutputDevice(pin) para pin en (10, 22, 27, 17)]

    # Define los códigos de segmentos para los números del 0 al 9 en la pantalla de 7 segmentos
    number = (0xc0, 0xf9, 0xa4, 0xb0, 0x99, 0x92, 0x82, 0xf8, 0x80, 0x90)

    # Variables del contador y del temporizador
    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 y timer1 no es 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()


**Explicación del Código**

#. El script comienza importando los módulos necesarios. La biblioteca ``gpiozero`` se utiliza para interactuar con dispositivos GPIO como botones, y los módulos ``time`` y ``threading`` pueden utilizarse para manejar tareas relacionadas con el tiempo u operaciones concurrentes.

   .. code-block:: python

       #!/usr/bin/env python3

       from gpiozero import OutputDevice, Button
       import time
       import threading

#. Inicializa un objeto ``Button`` de la biblioteca GPIO Zero, conectándolo al pin GPIO 26. Esta configuración permite detectar las pulsaciones del botón.

   .. code-block:: python

       # Inicializa el botón conectado al GPIO 26
       sensorPin = Button(26)

#. Inicializa los pines GPIO conectados a la entrada de datos en serie (SDI), la entrada del reloj de registro (RCLK) y la entrada del reloj del registro de desplazamiento (SRCLK) del registro de desplazamiento.

   .. code-block:: python

       # Define los pines GPIO conectados al registro de desplazamiento 74HC595
       SDI = OutputDevice(24)   # Entrada de datos serial
       RCLK = OutputDevice(23)  # Reloj de registro
       SRCLK = OutputDevice(18) # Reloj de registro de desplazamiento

#. Inicializa los pines para cada dígito de la pantalla de 7 segmentos y define los códigos binarios para mostrar los números del 0 al 9.

   .. code-block:: python

       # Define los pines GPIO para la selección de dígitos en la pantalla de 7 segmentos
       placePin = [OutputDevice(pin) para pin en (10, 22, 27, 17)]

       # Define los códigos de segmentos para los números del 0 al 9 en la pantalla de 7 segmentos
       number = (0xc0, 0xf9, 0xa4, 0xb0, 0x99, 0x92, 0x82, 0xf8, 0x80, 0x90)

#. Funciones para controlar la pantalla de 7 segmentos. ``clearDisplay`` apaga todos los segmentos, ``hc595_shift`` desplaza datos al registro de desplazamiento y ``pickDigit`` activa un dígito específico en la pantalla.

   .. 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()

#. Función para mostrar el valor actual del contador en la pantalla de 7 segmentos.

   .. 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])

#. Función para manejar los cambios de estado (inicio/detención) del contador basados en las pulsaciones del botón.

   .. 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

#. Bucle principal que verifica continuamente el estado del botón y actualiza la pantalla. Llama a ``stateChange`` cuando el estado del botón cambia.

   .. 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

#. Función del temporizador que incrementa el contador a intervalos regulares (cada 0.01 segundo).

   .. 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

#. Ejecuta el bucle principal y permite una salida limpia del programa utilizando una interrupción de teclado (Ctrl+C).

   .. code-block:: python

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