.. note::

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.. _4.1.7_py_pi5:

4.1.4 Dispositivo de Conteo
=================================

Introducción
---------------------

Aquí haremos un sistema contador con pantalla numérica, que consiste en un sensor PIR 
y una pantalla de 4 dígitos. Cuando el PIR detecta que alguien pasa, el número en la 
pantalla de 4 dígitos aumentará en 1. Puedes usar este contador para contar el número 
de personas que pasan por el pasillo.


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

En este proyecto, necesitamos los siguientes componentes.

.. 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

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

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

    *   - Nombre	
        - ITEMS IN THIS KIT
        - ENLACE
    *   - Raphael Kit
        - 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_pir`
        - \-


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

============== ======== ======== ===
Nombre 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/4.1.7_counting_device_schematic.png
   :align: center

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

**Paso 1**: Construir el circuito.

.. image:: ../python_pi5/img/4.1.7_counting_device_circuit.png


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

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

    cd ~/raphael-kit/python-pi5

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

.. raw:: html

   <run></run>

.. code-block::

    sudo python3 4.1.7_CountingDevice_zero.py

Después de ejecutar el código, cuando el PIR detecte que alguien está pasando, el número en la pantalla de 4 dígitos aumentará en 1.

Hay dos potenciómetros en el módulo PIR: uno para ajustar la sensibilidad y otro para ajustar la distancia de detección. Para que el módulo PIR funcione mejor, debes girar ambos completamente en sentido antihorario.

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

.. 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, MotionSensor

   # Inicializar el sensor de movimiento PIR en GPIO 26
   pir = MotionSensor(26)

   # Inicializar los pines del registro de desplazamiento
   SDI = OutputDevice(24)    # Entrada de Datos Seriales
   RCLK = OutputDevice(23)   # Entrada del Reloj del Registro
   SRCLK = OutputDevice(18)  # Entrada del Reloj del Registro de Desplazamiento

   # Inicializar los pines de la pantalla de 7 segmentos
   placePin = [OutputDevice(pin) for pin in (10, 22, 27, 17)]

   # Definir códigos de dígitos para la pantalla de 7 segmentos
   number = (0xc0, 0xf9, 0xa4, 0xb0, 0x99, 0x92, 0x82, 0xf8, 0x80, 0x90)

   # Contador para el número mostrado
   counter = 0

   def clearDisplay():
       # Borra la pantalla apagando todos los segmentos
       for _ in range(8):
           SDI.on()
           SRCLK.on()
           SRCLK.off()
       RCLK.on()
       RCLK.off()

   def hc595_shift(data):
       # Desplaza los datos en el registro de desplazamiento 74HC595
       for i in range(8):
           SDI.value = 0x80 & (data << i)
           SRCLK.on()
           SRCLK.off()
       RCLK.on()
       RCLK.off()

   def pickDigit(digit):
       # Activa un dígito específico de la pantalla de 7 segmentos
       for pin in placePin:
           pin.off()
       placePin[digit].on()

   def display():
       # Actualiza la pantalla con el valor actual del contador
       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():
       # Bucle principal para actualizar la pantalla y comprobar el movimiento
       global counter
       currentState = 0
       lastState = 0
       while True:
           display()
           currentState = 1 si pir.motion_detected else 0
           if currentState == 1 y lastState == 0:
               counter += 1
           lastState = currentState

   try:
       loop()
   except KeyboardInterrupt:
       # Apaga todos los pines cuando se interrumpe el script
       SDI.off()
       SRCLK.off()
       RCLK.off()
       pass


**Explicación del Código**

#. Esta línea importa las clases ``OutputDevice`` y ``MotionSensor`` de la biblioteca ``gpiozero``. ``OutputDevice`` puede ser un LED, motor, o cualquier dispositivo que desees controlar como salida. El ``MotionSensor`` es típicamente un sensor PIR (Infrarrojo Pasivo) utilizado para detectar movimiento.

   .. code-block:: python

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

#. Inicializa el sensor de movimiento PIR conectado al pin GPIO 26.

   .. code-block:: python

       # Inicializar el sensor de movimiento PIR en GPIO 26
       pir = MotionSensor(26)

#. Inicializa los pines GPIO conectados a la Entrada de Datos Seriales (SDI), Entrada del Reloj del Registro (RCLK) y Entrada del Reloj del Registro de Desplazamiento (SRCLK) del registro de desplazamiento.

   .. code-block:: python

       # Inicializar los pines del registro de desplazamiento
       SDI = OutputDevice(24)    # Entrada de Datos Seriales
       RCLK = OutputDevice(23)   # Entrada del Reloj del Registro
       SRCLK = OutputDevice(18)  # Entrada del Reloj del 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

       # Inicializar los pines de la pantalla de 7 segmentos
       placePin = [OutputDevice(pin) for pin in (10, 22, 27, 17)]

       # Definir códigos de dígitos para la pantalla de 7 segmentos
       number = (0xc0, 0xf9, 0xa4, 0xb0, 0x99, 0x92, 0x82, 0xf8, 0x80, 0x90)

#. Borra la pantalla de 7 segmentos apagando todos los segmentos antes de mostrar el siguiente dígito.

   .. code-block:: python

       def clearDisplay():
           # Borra la pantalla apagando todos los segmentos
           for _ in range(8):
               SDI.on()
               SRCLK.on()
               SRCLK.off()
           RCLK.on()
           RCLK.off()

#. Desplaza un byte de datos en el registro de desplazamiento 74HC595, controlando los segmentos de la pantalla.

   .. code-block:: python

       def hc595_shift(data):
           # Desplaza los datos en el registro de desplazamiento 74HC595
           for i in range(8):
               SDI.value = 0x80 & (data << i)
               SRCLK.on()
               SRCLK.off()
           RCLK.on()
           RCLK.off()

#. Selecciona qué dígito de la pantalla de 7 segmentos activar. Cada dígito es controlado por un pin GPIO separado.

   .. code-block:: python

       def pickDigit(digit):
           # Activa un dígito específico de la pantalla de 7 segmentos
           for pin in placePin:
               pin.off()
           placePin[digit].on()

#. Inicia la pantalla para el dígito de las unidades primero, seguido de la activación de la pantalla para el dígito de las decenas. Posteriormente, activa las pantallas para los dígitos de las centenas y los millares en orden. Esta rápida sucesión de activaciones crea la ilusión de una pantalla de cuatro dígitos continua.

   .. code-block:: python

       def display():
           # Actualiza la pantalla con el valor actual del contador
           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])

#. Define el bucle principal donde se actualiza continuamente la pantalla y se verifica el estado del sensor PIR. Si se detecta movimiento, el contador se incrementa.

   .. code-block:: python

       def loop():
           # Bucle principal para actualizar la pantalla y comprobar el movimiento
           global counter
           currentState = 0
           lastState = 0
           while True:
               display()
               currentState = 1 si pir.motion_detected else 0
               if currentState == 1 y lastState == 0:
                   counter += 1
               lastState = currentState

#. Ejecuta el bucle principal y asegura que el script pueda ser interrumpido con un comando de teclado (Ctrl+C), apagando todos los pines para una salida limpia.

   .. code-block:: python

       try:
           loop()
       except KeyboardInterrupt:
           # Apaga todos los pines cuando se interrumpe el script
           SDI.off()
           SRCLK.off()
           RCLK.off()
           pass