.. note:: Ciao, benvenuto nella community di SunFounder per gli appassionati di Raspberry Pi, Arduino e ESP32 su Facebook! Approfondisci le tue conoscenze su Raspberry Pi, Arduino ed ESP32 insieme ad altri appassionati. **Perché unirti a noi?** - **Supporto Esperto**: Risolvi problemi post-vendita e affronta sfide tecniche con l'aiuto della nostra community e del nostro team. - **Impara e Condividi**: Scambia consigli e tutorial per migliorare le tue competenze. - **Anteprime Esclusive**: Ottieni accesso anticipato agli annunci di nuovi prodotti e alle anteprime esclusive. - **Sconti Speciali**: Approfitta di sconti esclusivi sui nostri ultimi prodotti. - **Promozioni Festive e Giveaway**: Partecipa a giveaway e promozioni durante le festività. 👉 Sei pronto a esplorare e creare con noi? Clicca [|link_sf_facebook|] e unisciti oggi stesso! .. _4.1.12_py_pi5: 4.1.9 Semaforo ======================== Introduzione --------------- In questo progetto, utilizzeremo luci LED di tre colori per simulare il cambio delle luci del semaforo e un display a sette segmenti a quattro cifre per visualizzare il tempo di ciascuno stato del traffico. Componenti Necessari ------------------------------ In questo progetto, ci servono i seguenti componenti. .. image:: ../python_pi5/img/4.1.12_traffic_light_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 NEL KIT - LINK * - Kit Raphael - 337 - |link_Raphael_kit| Puoi anche acquistare i componenti separatamente dai link qui sotto. .. list-table:: :widths: 30 20 :header-rows: 1 * - INTRODUZIONE AI COMPONENTI - LINK D'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_4_digit` - \- * - :ref:`cpn_74hc595` - |link_74hc595_buy| Schema Elettrico -------------------- ============ ======== ======== === T-Board Name physical 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 GPIO25 Pin 22 6 25 SPICE0 Pin 24 10 8 SPICE1 Pin 26 11 7 ============ ======== ======== === .. image:: ../python_pi5/img/4.1.12_traffic_light_schematic.png :align: center Procedure Sperimentali --------------------------- **Passo 1:** Costruisci il circuito. .. image:: ../python_pi5/img/4.1.12_traffic_light_circuit.png **Passo 2:** Cambia directory. .. raw:: html .. code-block:: cd ~/raphael-kit/python-pi5 **Passo 3:** Esegui. .. raw:: html .. code-block:: sudo python3 4.1.12_TrafficLight_zero.py Durante l'esecuzione del codice, i LED simuleranno il cambiamento dei colori delle luci del semaforo. Inizialmente, il LED rosso si accenderà per 60s, poi si accenderà il LED verde per 30s; successivamente, il LED giallo si accenderà per 5s. Dopodiché, il LED rosso si riaccenderà per altri 60s. Questo ciclo di azioni verrà eseguito ripetutamente. Nel frattempo, il display a sette segmenti a quattro cifre visualizzerà continuamente il conto alla rovescia. Codice ---------- .. note:: Puoi **Modificare/Resettare/Copiare/Eseguire/Fermare** il codice qui sotto. Ma prima devi accedere al percorso del codice sorgente come ``raphael-kit/python-pi5``. Dopo aver modificato il codice, puoi eseguirlo direttamente per vedere l'effetto. .. raw:: html .. code-block:: python #!/usr/bin/env python3 from gpiozero import OutputDevice, LED import threading # Configura i pin GPIO per il registro a scorrimento 74HC595 SDI = OutputDevice(24) # Input Dati Seriali RCLK = OutputDevice(23) # Clock Registro SRCLK = OutputDevice(18) # Clock Registro a Scorrimento # Configura i pin GPIO per la selezione delle cifre sul display a sette segmenti placePin = [OutputDevice(pin) per pin in (10, 22, 27, 17)] # Codici dei segmenti per i numeri 0-9 sul display a sette segmenti number = (0xc0, 0xf9, 0xa4, 0xb0, 0x99, 0x92, 0x82, 0xf8, 0x80, 0x90) # Configura i pin GPIO per i LED del semaforo ledPinR = LED(25) # LED Rosso ledPinG = LED(8) # LED Verde ledPinY = LED(7) # LED Giallo # Impostazioni della durata delle luci del semaforo greenLight = 30 yellowLight = 5 redLight = 60 # Nomi dei colori delle luci del semaforo lightColor = ("Red", "Green", "Yellow") # Inizializza le variabili di stato colorState = 0 counter = 60 timer1 = None def setup(): """ Initialize the traffic light system and start the timer. """ global timer1 timer1 = threading.Timer(1.0, timer) timer1.start() def clearDisplay(): """ Clear 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 for digit display. """ for i in range(8): SDI.value = 0x80 & (data << i) SRCLK.on() SRCLK.off() RCLK.on() RCLK.off() def pickDigit(digit): """ Select a specific digit to display on the 7-segment display. """ for pin in placePin: pin.off() placePin[digit].on() def timer(): """ Handle the timing for traffic light changes. """ global counter, colorState, timer1 timer1 = threading.Timer(1.0, timer) timer1.start() counter -= 1 if counter == 0: counter = [greenLight, yellowLight, redLight][colorState] colorState = (colorState + 1) % 3 print(f"counter : {counter} color: {lightColor[colorState]}") def lightup(): """ Update the traffic light LED based on the current state. """ global colorState ledPinR.off() ledPinG.off() ledPinY.off() [ledPinR, ledPinG, ledPinY][colorState].on() def display(): """ Display the current counter value on the 7-segment display. """ global counter for i in range(4): digit = counter // (10 ** (3 - i)) % 10 if i == 0 and digit == 0: continue clearDisplay() pickDigit(3 - i) hc595_shift(number[digit]) def loop(): """ Main loop to continuously update display and lights. """ while True: display() lightup() def destroy(): """ Clean up resources when the script is terminated. """ global timer1 timer1.cancel() ledPinR.off() ledPinG.off() ledPinY.off() try: setup() loop() except KeyboardInterrupt: destroy() Spiegazione del Codice ---------------------------- #. Importa le classi ``OutputDevice`` e ``LED`` dalla libreria gpiozero, permettendo il controllo di dispositivi di uscita generali e specificamente dei LED. Importa il modulo threading di Python, che sarà utilizzato per creare e gestire thread per l'esecuzione concorrente. .. code-block:: python #!/usr/bin/env python3 from gpiozero import OutputDevice, LED import threading #. Inizializza i pin GPIO collegati all'Input Dati Seriali (SDI), all'Input Clock Registro (RCLK) e all'Input Clock Registro a Scorrimento (SRCLK) del registro a scorrimento. .. code-block:: python # Configura i pin GPIO per il registro a scorrimento 74HC595 SDI = OutputDevice(24) # Input Dati Seriali RCLK = OutputDevice(23) # Clock Registro SRCLK = OutputDevice(18) # Clock Registro a Scorrimento #. Inizializza i pin per ciascuna cifra del display a sette segmenti e definisce i codici binari per visualizzare i numeri da 0 a 9. .. code-block:: python # Configura i pin GPIO per la selezione delle cifre sul display a sette segmenti placePin = [OutputDevice(pin) per pin in (10, 22, 27, 17)] # Codici dei segmenti per i numeri 0-9 sul display a sette segmenti number = (0xc0, 0xf9, 0xa4, 0xb0, 0x99, 0x92, 0x82, 0xf8, 0x80, 0x90) #. Inizializza i pin GPIO per i LED Rosso, Verde e Giallo utilizzati nella simulazione del semaforo. Imposta la durata (in secondi) di ciascuno stato colorato nel sistema semaforico. Definisce i nomi dei colori del semaforo per riferimento. .. code-block:: python # Configura i pin GPIO per i LED del semaforo ledPinR = LED(25) # LED Rosso ledPinG = LED(8) # LED Verde ledPinY = LED(7) # LED Giallo # Impostazioni della durata delle luci del semaforo greenLight = 30 yellowLight = 5 redLight = 60 # Nomi dei colori delle luci del semaforo lightColor = ("Red", "Green", "Yellow") #. Inizializza variabili per tracciare lo stato attuale del colore, un contatore per il tempo e un segnaposto per un oggetto timer. .. code-block:: python # Inizializza le variabili di stato colorState = 0 counter = 60 timer1 = None #. Inizializza il sistema semaforico e avvia il thread del timer. .. code-block:: python def setup(): """ Initialize the traffic light system and start the timer. """ global timer1 timer1 = threading.Timer(1.0, timer) timer1.start() #. Funzioni per controllare il display a sette segmenti. ``clearDisplay`` spegne tutti i segmenti, ``hc595_shift`` invia i dati al registro a scorrimento e ``pickDigit`` attiva una cifra specifica sul display. .. code-block:: python def clearDisplay(): """ Clear 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 for digit display. """ for i in range(8): SDI.value = 0x80 & (data << i) SRCLK.on() SRCLK.off() RCLK.on() RCLK.off() def pickDigit(digit): """ Select a specific digit to display on the 7-segment display. """ for pin in placePin: pin.off() placePin[digit].on() #. Gestisce il tempo di cambio delle luci del semaforo e aggiorna il contatore e lo stato del colore. .. code-block:: python def timer(): """ Handle the timing for traffic light changes. """ global counter, colorState, timer1 timer1 = threading.Timer(1.0, timer) timer1.start() counter -= 1 if counter == 0: counter = [greenLight, yellowLight, redLight][colorState] colorState = (colorState + 1) % 3 print(f"counter : {counter} color: {lightColor[colorState]}") #. Aggiorna lo stato dei LED del semaforo in base allo stato corrente del colore. .. code-block:: python def lightup(): """ Update the traffic light LED based on the current state. """ global colorState ledPinR.off() ledPinG.off() ledPinY.off() [ledPinR, ledPinG, ledPinY][colorState].on() #. Calcola la cifra da visualizzare su ciascun segmento del display a sette segmenti e lo aggiorna di conseguenza. .. code-block:: python def display(): """ Display the current counter value on the 7-segment display. """ global counter for i in range(4): digit = counter // (10 ** (3 - i)) % 10 if i == 0 and digit == 0: continue clearDisplay() pickDigit(3 - i) hc595_shift(number[digit]) #. Il ciclo principale che aggiorna continuamente il display e i LED del semaforo. .. code-block:: python def loop(): """ Main loop to continuously update display and lights. """ while True: display() lightup() #. Pulisce le risorse quando lo script viene terminato, spegnendo i LED e fermando il thread del timer. .. code-block:: python def destroy(): """ Clean up resources when the script is terminated. """ global timer1 timer1.cancel() ledPinR.off() ledPinG.off() ledPinY.off()