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4.1.15 GIOCO - 10 Secondi

Introduzione

Seguimi per creare un dispositivo di gioco che metterà alla prova la tua concentrazione. Fissa un interruttore di inclinazione a un bastoncino per creare una bacchetta magica. Agita la bacchetta e il display a 4 cifre inizierà a contare, agitala di nuovo per fermare il conteggio. Se riesci a mantenere il conteggio visualizzato su 10.00, hai vinto. Puoi sfidare i tuoi amici per vedere chi è il mago del tempo.

Componenti Necessari

In questo progetto, abbiamo bisogno dei seguenti componenti.

../_images/4.1.18_game_10_second_list.png

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

Nome	ELEMENTI IN QUESTO KIT	LINK
Kit Raphael	337	Raphael Kit

Puoi anche acquistare i componenti separatamente dai link sottostanti.

INTRODUZIONE AI COMPONENTI	LINK PER L’ACQUISTO
Scheda di estensione GPIO	ACQUISTA
Breadboard	ACQUISTA
Cavi Jumper	ACQUISTA
Resistore	ACQUISTA
Display a 7 Segmenti da 4 Cifre	-
74HC595	ACQUISTA
Interruttore di Inclinazione	-

Schema del Circuito

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
GPIO26	Pin 37	25	26

../_images/4.1.18_game_10_second_schematic.png

Procedure Sperimentali

Passo 1: Assembla il circuito.

../_images/4.1.18_game_10_second_circuit.png

Passo 2: Vai alla cartella del codice.

cd ~/raphael-kit/python-pi5

Passo 3: Esegui il file eseguibile.

sudo python3 4.1.18_GAME_10Second_zero.py

Agita la bacchetta, il display a 4 cifre inizierà a contare, agitala di nuovo per fermare il conteggio. Se riesci a mantenere il conteggio visualizzato su 10.00, hai vinto. Agita ancora una volta per iniziare il prossimo round del gioco.

Avvertimento

Se viene visualizzato l’errore RuntimeError: Cannot determine SOC peripheral base address, fare riferimento a If gpiozero doesn’t work..

Code

Nota

Puoi Modificare/Reimpostare/Copiare/Eseguire/Interrompere il codice qui sotto. Tuttavia, prima di farlo, devi accedere al percorso sorgente del codice, come ad esempio raphael-kit/python-pi5. Dopo aver modificato il codice, puoi eseguirlo direttamente per vedere l’effetto.

#!/usr/bin/env python3

from gpiozero import OutputDevice, Button
import time
import threading

# Inizializza il pulsante collegato al GPIO 26
sensorPin = Button(26)

# Definisce i pin GPIO collegati al registro a scorrimento 74HC595
SDI = OutputDevice(24)   # Input dati seriali
RCLK = OutputDevice(23)  # Clock del registro
SRCLK = OutputDevice(18) # Clock del registro a scorrimento

# Definisce i pin GPIO per la selezione delle cifre sul display a 7 segmenti
placePin = [OutputDevice(pin) for pin in (10, 22, 27, 17)]

# Definisce i codici per i segmenti dei numeri da 0 a 9 sul display a 7 segmenti
number = (0xc0, 0xf9, 0xa4, 0xb0, 0x99, 0x92, 0x82, 0xf8, 0x80, 0x90)

# Variabili per il contatore e il timer
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 and timer1 is not 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()

Spiegazione del Codice

Lo script inizia importando i moduli necessari. La libreria gpiozero viene utilizzata per interfacciarsi con i dispositivi GPIO come i pulsanti, mentre i moduli time e threading possono essere utilizzati per gestire operazioni relative al tempo o simultanee.
```
#!/usr/bin/env python3

from gpiozero import OutputDevice, Button
import time
import threading
```
Inizializza un oggetto Button dalla libreria GPIO Zero, collegandolo al pin GPIO 26. Questa configurazione consente il rilevamento delle pressioni del pulsante.
```
# Inizializza il pulsante collegato al GPIO 26
sensorPin = Button(26)
```

Inizializza i pin GPIO collegati agli ingressi Serial Data Input (SDI), Register Clock Input (RCLK) e Shift Register Clock Input (SRCLK) del registro a scorrimento.

# Definisce i pin GPIO collegati al registro a scorrimento 74HC595
SDI = OutputDevice(24)   # Input dati seriali
RCLK = OutputDevice(23)  # Clock del registro
SRCLK = OutputDevice(18) # Clock del registro a scorrimento

Inizializza i pin per ciascuna cifra del display a 7 segmenti e definisce i codici binari per visualizzare i numeri da 0 a 9.

# Definisce i pin GPIO per la selezione delle cifre sul display a 7 segmenti
placePin = [OutputDevice(pin) for pin in (10, 22, 27, 17)]

# Definisce i codici per i segmenti dei numeri da 0 a 9 sul display a 7 segmenti
number = (0xc0, 0xf9, 0xa4, 0xb0, 0x99, 0x92, 0x82, 0xf8, 0x80, 0x90)

Funzioni per controllare il display a 7 segmenti. clearDisplay spegne tutti i segmenti, hc595_shift sposta i dati nel registro a scorrimento, e pickDigit attiva una cifra specifica sul display.

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()

Funzione per visualizzare il valore corrente del contatore sul display a 7 segmenti.

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])

Funzione per gestire i cambi di stato (avvio/arresto) del contatore in base alle pressioni del pulsante.

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

Ciclo principale che controlla continuamente lo stato del pulsante e aggiorna il display. Richiama stateChange quando lo stato del pulsante cambia.

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

Funzione timer che incrementa il contatore a intervalli regolari (ogni 0,01 secondi).

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

Esegue il ciclo principale e consente un’uscita pulita dal programma utilizzando un’interruzione della tastiera (Ctrl+C).
```
try:
    loop()
except KeyboardInterrupt:
    if timer1:
        timer1.cancel()
```