.. note::

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.. _4.1.1_py:

4.1.1 Fotocamera
============================

Introduzione
-----------------

Qui realizzeremo una fotocamera con un otturatore: quando premi il pulsante, la fotocamera scatta mentre il LED lampeggia.

Componenti necessari
------------------------------

In questo progetto avremo bisogno dei seguenti componenti.

.. image:: ../img/3.1.15camera_list.png
  :width: 800
  :align: center

È sicuramente conveniente acquistare un kit completo, ecco il link: 

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

    *   - Nome	
        - ELEMENTI IN QUESTO KIT
        - LINK
    *   - Kit Raphael
        - 337
        - |link_Raphael_kit|

Puoi anche acquistarli separatamente dai link sottostanti.

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

    *   - INTRODUZIONE AI COMPONENTI
        - LINK PER L'ACQUISTO

    *   - :ref:`cpn_gpio_extension_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_led`
        - |link_led_buy|
    *   - :ref:`cpn_button`
        - |link_button_buy|
    *   - :ref:`cpn_camera_module`
        - |link_camera_buy|

Schema elettrico
-----------------------

============ ======== ======== ===
T-Board Name physical wiringPi BCM
GPIO17       Pin 11   0        17
GPIO18       Pin 12   1        18
============ ======== ======== ===

.. image:: ../img/4.1.1_camera_schematic.png
   :align: center

Procedura sperimentale
------------------------------

**Passo 1:** Costruisci il circuito.

.. image:: ../img/4.1.1_camera_circuit.png
  :width: 800
  :align: center

**Passo 2:** Per collegare il modulo fotocamera e completare la configurazione, fai riferimento a: :ref:`cpn_camera_module`.

**Passo 3:** Accedi al desktop del Raspberry Pi. Potresti aver bisogno di uno schermo per un'esperienza migliore, fai riferimento a: `Collega il tuo Raspberry Pi <https://projects.raspberrypi.org/en/projects/raspberry-pi-setting-up/3>`_. Oppure accedi al desktop del Raspberry Pi da remoto, per un tutorial dettagliato fai riferimento a :ref:`remote_desktop`.

**Passo 4:** Apri un terminale e accedi alla cartella del codice.

.. code-block::

    cd ~/raphael-kit/python/

**Passo 5:** Esegui.

.. code-block::

    sudo python3 4.1.1_Camera.py

Dopo l’esecuzione del programma:

- Si apre una finestra di anteprima live della fotocamera.
- Il programma attende la pressione del pulsante.
- Quando il pulsante viene premuto:

  - Il LED lampeggia tre volte.
  - La fotocamera cattura una foto.
  - Il LED rimane acceso per 0,5 secondi come conferma.
  - L’immagine viene salvata con un nome contenente timestamp in ``/home/<username>/``.

- Premere ``Ctrl+C`` in qualsiasi momento per interrompere l’anteprima, liberare le risorse GPIO e uscire dal programma in modo pulito.

.. note::

    Puoi anche aprire ``4.1.1_Camera.py`` nel percorso ``~/raphael-kit/python/`` con un IDE Python, clicca sul pulsante Run per eseguire e sul pulsante Stop per interrompere il codice.

Se desideri scaricare la foto sul tuo PC, fai riferimento a :ref:`filezilla`.

**Codice**

.. code-block:: python

    #!/usr/bin/env python3
    import time
    import os
    import RPi.GPIO as GPIO
    from picamera2 import Picamera2, Preview

    # ----------------------------
    # GPIO SETUP
    # ----------------------------

    BUTTON_PIN = 18  # The push button is connected to GPIO18
    LED_PIN = 17     # The LED is connected to GPIO17

    GPIO.setmode(GPIO.BCM)  # Use BCM GPIO numbering

    # The button uses a 10K pull-up resistor externally.
    # When released → HIGH, when pressed → LOW.
    GPIO.setup(BUTTON_PIN, GPIO.IN, pull_up_down=GPIO.PUD_UP)

    # LED is an output (HIGH → ON, LOW → OFF)
    GPIO.setup(LED_PIN, GPIO.OUT)
    GPIO.output(LED_PIN, GPIO.LOW)  # Ensure LED is OFF at startup

    # ----------------------------
    # USER DIRECTORY SETUP
    # ----------------------------

    # Get the current logged-in username
    user = os.getlogin()

    # Build the path to the user's home directory (ex: /home/pi)
    user_home = os.path.expanduser(f"~{user}")

    # ----------------------------
    # CAMERA SETUP
    # ----------------------------

    # Create a Picamera2 object
    camera = Picamera2()

    # Create a preview configuration:
    # main → the main camera stream
    # size → resolution 800x600
    # format → display format used by the preview window
    preview_config = camera.create_preview_configuration(
        main={"size": (800, 600), "format": "XRGB8888"}
    )

    # Apply the configuration to the camera
    camera.configure(preview_config)

    # Start the preview window using QTGL (GPU-accelerated)
    camera.start_preview(Preview.QTGL)

    # Start the camera hardware
    camera.start()

    print("Ready! Press the button to take a photo...")

    # ----------------------------
    # MAIN LOOP
    # ----------------------------
    try:
        while True:
            # Check if button is pressed (LOW means pressed)
            if GPIO.input(BUTTON_PIN) == GPIO.LOW:
                print("Button pressed! Taking photo...")

                # Flash LED 3 times to warn before taking the photo
                for _ in range(3):
                    GPIO.output(LED_PIN, GPIO.HIGH)
                    time.sleep(0.1)
                    GPIO.output(LED_PIN, GPIO.LOW)
                    time.sleep(0.1)

                # Build a unique filename using current date and time
                # Example: /home/pi/my_photo_20251201_143522.jpg
                timestamp = time.strftime("%Y%m%d_%H%M%S")
                filename = os.path.join(user_home, f"my_photo_{timestamp}.jpg")

                # Capture the image
                camera.capture_file(filename)

                print(f"Photo saved to: {filename}")

                # Turn LED ON briefly to confirm capture
                GPIO.output(LED_PIN, GPIO.HIGH)
                time.sleep(0.5)
                GPIO.output(LED_PIN, GPIO.LOW)

                # Debounce delay to prevent repeated triggers
                time.sleep(0.3)

            # Small delay to reduce CPU usage
            time.sleep(0.01)

    # ----------------------------
    # CLEAN EXIT WHEN CTRL+C IS PRESSED
    # ----------------------------
    except KeyboardInterrupt:
        print("\nCtrl+C received, exiting...")

    # ----------------------------
    # CLEANUP SECTION
    # ----------------------------
    finally:
        # Safely try to stop the camera preview
        try:
            camera.stop_preview()
        except:
            pass  # Ignore errors if preview wasn't running

        # Safely close the camera device
        try:
            camera.close()
        except:
            pass

        # Reset GPIO pins to a safe state
        GPIO.cleanup()

        print("Program exited cleanly.")

**Spiegazione del Codice**

#. Controlla se il pulsante collegato a ``BUTTON_PIN`` è premuto.

   .. code-block:: python

       if GPIO.input(BUTTON_PIN) == GPIO.LOW:

   Poiché il pulsante utilizza una resistenza di pull-up, il suo stato predefinito è ``HIGH``.  
   Quando il pulsante viene premuto, il segnale diventa ``LOW`` e avvia il processo di acquisizione della foto.

#. Fa lampeggiare il LED tre volte come feedback visivo prima di scattare una foto.

   .. code-block:: python

       for _ in range(3):
           GPIO.output(LED_PIN, GPIO.HIGH)
           time.sleep(0.1)
           GPIO.output(LED_PIN, GPIO.LOW)
           time.sleep(0.1)

   Questo indica che il Raspberry Pi si sta preparando a catturare un’immagine.

#. Genera un nome file univoco utilizzando un timestamp e cattura una foto.

   .. code-block:: python

       timestamp = time.strftime("%Y%m%d_%H%M%S")
       filename = os.path.join(user_home, f"my_photo_{timestamp}.jpg")
       camera.capture_file(filename)

   Il timestamp garantisce che ogni foto salvata abbia un nome diverso.  
   L’immagine viene poi memorizzata nella directory home dell’utente.

#. Accende il LED per 0,5 secondi per confermare che la foto è stata scattata.

   .. code-block:: python

       GPIO.output(LED_PIN, GPIO.HIGH)
       time.sleep(0.5)
       GPIO.output(LED_PIN, GPIO.LOW)

   Questa breve illuminazione segnala che lo scatto è avvenuto con successo.

#. Aggiunge un breve ritardo per evitare attivazioni multiple da una singola pressione del pulsante.

   .. code-block:: python

       time.sleep(0.3)

   Questo ritardo di debounce garantisce un funzionamento affidabile del pulsante.

Immagine del fenomeno
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.. image:: ../img/4.1.1camera.JPG
   :align: center