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4.1.4 Dispositif de Comptage

Introduction

Nous allons réaliser un système de compteur à affichage numérique, composé d’un capteur PIR et d’un afficheur à 4 chiffres. Lorsque le capteur PIR détecte le passage de quelqu’un, le nombre affiché sur l’afficheur à 4 chiffres augmente de 1. Vous pouvez utiliser ce compteur pour compter le nombre de personnes traversant le passage.

Composants nécessaires

Pour ce projet, nous avons besoin des composants suivants :

Il est certainement pratique d’acheter un kit complet, voici le lien :

Nom	ÉLÉMENTS DANS CE KIT	LIEN
Kit Raphael	337	Raphael Kit

Vous pouvez également les acheter séparément via les liens ci-dessous.

INTRODUCTION AUX COMPOSANTS	LIEN D’ACHAT
Carte d’extension GPIO	ACHETER
Plaque d’expérimentation (Breadboard)	ACHETER
Fils de Liaison	ACHETER
Résistance	ACHETER
Affichage à 7 segments 4 chiffres	-
74HC595	ACHETER
Module de Capteur de Mouvement PIR	-

Schéma

Nom T-Board	Physique	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

Procédures Expérimentales

Étape 1 : Construisez le circuit.

Étape 2 : Allez dans le dossier du code.

cd ~/raphael-kit/python-pi5

Étape 3 : Exécutez le fichier exécutable.

sudo python3 4.1.7_CountingDevice_zero.py

Après l’exécution du code, lorsque le capteur PIR détecte le passage de quelqu’un, le nombre affiché sur l’afficheur à 4 chiffres augmentera de 1.

Il y a deux potentiomètres sur le module PIR : l’un pour régler la sensibilité et l’autre pour régler la distance de détection. Pour que le module PIR fonctionne mieux, vous devez tourner les deux dans le sens inverse des aiguilles d’une montre jusqu’à la fin.

Avertissement

Si vous recevez le message d’erreur RuntimeError: Cannot determine SOC peripheral base address, veuillez consulter Si « gpiozero » ne fonctionne pas.

Code

Note

Vous pouvez Modifier/Réinitialiser/Copier/Exécuter/Arrêter le code ci-dessous. Mais avant cela, vous devez accéder au chemin du code source comme raphael-kit/python-pi5. Après avoir modifié le code, vous pouvez l’exécuter directement pour voir l’effet.

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

# Initialize PIR motion sensor on GPIO 26
pir = MotionSensor(26)

# Initialize shift register pins
SDI = OutputDevice(24)    # Serial Data Input
RCLK = OutputDevice(23)   # Register Clock Input
SRCLK = OutputDevice(18)  # Shift Register Clock Input

# Initialize 7-segment display pins
placePin = [OutputDevice(pin) for pin in (10, 22, 27, 17)]

# Define digit codes for 7-segment display
number = (0xc0, 0xf9, 0xa4, 0xb0, 0x99, 0x92, 0x82, 0xf8, 0x80, 0x90)

# Counter for the displayed number
counter = 0

def clearDisplay():
    # Clears the display by setting all segments off
    for _ in range(8):
        SDI.on()
        SRCLK.on()
        SRCLK.off()
    RCLK.on()
    RCLK.off()

def hc595_shift(data):
    # Shifts data into the 74HC595 shift register
    for i in range(8):
        SDI.value = 0x80 & (data << i)
        SRCLK.on()
        SRCLK.off()
    RCLK.on()
    RCLK.off()

def pickDigit(digit):
    # Activates a specific digit of the 7-segment display
    for pin in placePin:
        pin.off()
    placePin[digit].on()

def display():
    # Updates the display with the current counter value
    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():
    # Main loop to update display and check for motion
    global counter
    currentState = 0
    lastState = 0
    while True:
        display()
        currentState = 1 if pir.motion_detected else 0
        if currentState == 1 and lastState == 0:
            counter += 1
        lastState = currentState

try:
    loop()
except KeyboardInterrupt:
    # Turn off all pins when the script is interrupted
    SDI.off()
    SRCLK.off()
    RCLK.off()
    pass

Explication du Code

1. Cette ligne importe les classes OutputDevice et MotionSensor de la bibliothèque gpiozero. OutputDevice peut être une LED, un moteur ou tout autre dispositif que vous souhaitez contrôler en sortie. Le MotionSensor est généralement un capteur PIR (infra-rouge passif) utilisé pour détecter les mouvements.

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

2. Initialise le capteur de mouvement PIR connecté à la broche GPIO 26.

   # Initialize PIR motion sensor on GPIO 26
   pir = MotionSensor(26)
   

3. Initialise les broches GPIO connectées à l’entrée de données série (SDI), à l’entrée de l’horloge du registre (RCLK) et à l’entrée de l’horloge du registre à décalage (SRCLK).

   # Initialize shift register pins
   SDI = OutputDevice(24)    # Serial Data Input
   RCLK = OutputDevice(23)   # Register Clock Input
   SRCLK = OutputDevice(18)  # Shift Register Clock Input
   

4. Initialise les broches pour chaque chiffre de l’afficheur 7 segments et définit les codes binaires pour afficher les chiffres de 0 à 9.

   # Initialize 7-segment display pins
   placePin = [OutputDevice(pin) for pin in (10, 22, 27, 17)]
   
   # Define digit codes for 7-segment display
   number = (0xc0, 0xf9, 0xa4, 0xb0, 0x99, 0x92, 0x82, 0xf8, 0x80, 0x90)
   

5. Efface l’affichage 7 segments en éteignant tous les segments avant d’afficher le chiffre suivant.

   def clearDisplay():
       # Clears the display by setting all segments off
       for _ in range(8):
           SDI.on()
           SRCLK.on()
           SRCLK.off()
       RCLK.on()
       RCLK.off()
   

6. Déplace un octet de données dans le registre à décalage 74HC595, contrôlant les segments de l’afficheur.

   def hc595_shift(data):
       # Shifts data into the 74HC595 shift register
       for i in range(8):
           SDI.value = 0x80 & (data << i)
           SRCLK.on()
           SRCLK.off()
       RCLK.on()
       RCLK.off()
   

7. Sélectionne quel chiffre de l’afficheur 7 segments activer. Chaque chiffre est contrôlé par une broche GPIO distincte.

   def pickDigit(digit):
       # Activates a specific digit of the 7-segment display
       for pin in placePin:
           pin.off()
       placePin[digit].on()
   

8. Initialise l’affichage pour le chiffre des unités en premier, suivi de l’activation de l’affichage pour le chiffre des dizaines. Ensuite, engage les affichages pour les centaines et les milliers dans cet ordre. Cette succession rapide d’activations crée l’illusion d’un affichage continu à quatre chiffres.

   def display():
       # Updates the display with the current counter value
       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])
   

9. Définit la boucle principale où l’affichage est continuellement mis à jour et l’état du capteur PIR est vérifié. Si un mouvement est détecté, le compteur est incrémenté.

   def loop():
       # Main loop to update display and check for motion
       global counter
       currentState = 0
       lastState = 0
       while True:
           display()
           currentState = 1 if pir.motion_detected else 0
           if currentState == 1 and lastState == 0:
               counter += 1
           lastState = currentState
   

10. Exécute la boucle principale et s’assure que le script peut être interrompu avec une commande clavier (Ctrl+C), éteignant toutes les broches pour une sortie propre.

    try:
        loop()
    except KeyboardInterrupt:
        # Turn off all pins when the script is interrupted
        SDI.off()
        SRCLK.off()
        RCLK.off()
        pass