🎯 GPIOzero - программирование IoT как конструктор Lego

1🏆 ВЫСТАВКА ПЕРСОНАЛЬНЫХ ГАДЖЕТОВ:
2- "Покажите свои устройства - что получилось?"
3- "Какая техническая проблема была самой интересной?"
4- "Что хотели бы улучшить, но не хватило знаний?"

1Показать код мигающего LED с прошлого спринта:
2- 15+ строк кода
3- Множество imports
4- Ручное управление состояниями
5- Обязательная очистка GPIO

1Показать эквивалентный код с gpiozero:
2- 3 строки кода
3- Один import
4- Автоматическое управление
5- Встроенная очистка

1🤔 "Какой подход лучше и когда?
2Всегда ли 'проще' означает 'лучше'?"

 1🔩 BOILERPLATE CODE = "шаблонный код"
 2Код, который приходится писать снова и снова:
 3• Настройка GPIO пинов
 4• Проверка состояний
 5• Очистка ресурсов
 6• Обработка ошибок
 7
 8ПРОБЛЕМЫ:
 9• Много кода для простых задач
10• Легко делать ошибки
11• Сложно читать основную логику
12• Повторение одного и того же
13
14🎯 ФИЛОСОФИЯ gpiozero:
15"Убрать всё лишнее, оставить только суть"

 1🏗️ ОБЪЕКТНАЯ МОДЕЛЬ gpiozero:
 2
 3LED = объект со свойствами и методами
 4• led.on() вместо GPIO.output(pin, HIGH)
 5• led.off() вместо GPIO.output(pin, LOW)  
 6• led.blink() вместо while True: on/off/sleep
 7
 8Button = умный объект с событиями
 9• button.when_pressed = функция
10• button.when_released = функция
11• button.hold_time для долгих нажатий
12
13PWM = плавное управление
14• led.pulse() для автоматического затухания
15• servo.angle = 90 для позиционирования

 1🎛️ КОМПОЗИТНЫЕ УСТРОЙСТВА:
 2LEDBoard = группа LED как один объект
 3• leds = LEDBoard(2, 3, 4, 5)
 4• leds.on() включает все сразу
 5• leds[0].on() включает первый
 6
 7ButtonBoard = группа кнопок
 8• buttons = ButtonBoard(10, 11, 12)
 9• buttons.wait_for_press() ждет любую
10
11⚡ СОБЫТИЙНОЕ ПРОГРАММИРОВАНИЕ:
12Вместо бесконечных циклов:
13• button.when_pressed = led.on
14• button.when_released = led.off
15• Программа реагирует на события автоматически

1led = LED(18)
2button = Button(2)
3
4button.when_pressed = led.on
5button.when_released = led.off
6
7# Программа ждет событий автоматически
8pause()  # Вместо while True

1🔄 ПРОЦЕСС РЕФАКТОРИНГА:
21. Выбрать рабочую программу с прошлого спринта
32. Определить используемые компоненты (LED, Button, PWM)
43. Заменить импорты и инициализацию
54. Переписать логику с использованием gpiozero методов
65. Сравнить количество строк кода
76. Протестировать функциональность

 1🚦 ПСЕВДОКОД СВЕТОФОРА:
 2red_led = LED(18)
 3yellow_led = LED(19) 
 4green_led = LED(20)
 5pedestrian_button = Button(2)
 6
 7def normal_cycle():
 8    # Обычный цикл светофора
 9    green_led.on()
10    sleep(10)
11    yellow_led.on()
12    sleep(3)
13    red_led.on()
14    sleep(7)
15
16def pedestrian_request():
17    # Досрочное переключение на красный
18    print("Пешеход нажал кнопку!")
19    # Логика досрочного переключения
20
21pedestrian_button.when_pressed = pedestrian_request
22# Запустить нормальный цикл в фоне

 1💡 ПСЕВДОКОД LED-ПАНЕЛИ:
 2led_panel = LEDBoard(18, 19, 20, 21, 22, 23)
 3control_buttons = ButtonBoard(2, 3, 4)
 4
 5def pattern_1():
 6    # Последовательное включение
 7    for led in led_panel:
 8        led.on()
 9        sleep(0.5)
10
11def pattern_2():
12    # Мигание всех
13    led_panel.blink(on_time=0.5, off_time=0.5)
14
15def pattern_3():
16    # Случайное мигание
17    led_panel.pulse(fade_in_time=1, fade_out_time=1)
18
19control_buttons[0].when_pressed = pattern_1
20control_buttons[1].when_pressed = pattern_2  
21control_buttons[2].when_pressed = pattern_3

 1🎵 ПСЕВДОКОД СВЕТОМУЗЫКИ:
 2leds = LEDBoard(18, 19, 20, 21)
 3tempo_button = Button(2)
 4
 5class MusicVisualizer:
 6    def __init__(self, leds):
 7        self.leds = leds
 8        self.tempo = 120  # BPM
 9        
10    def beat_pattern(self):
11        # Паттерн под ритм
12        beat_time = 60 / self.tempo
13        # Логика визуализации
14        
15    def change_tempo(self):
16        self.tempo += 20
17        if self.tempo > 200:
18            self.tempo = 60
19
20visualizer = MusicVisualizer(leds)
21tempo_button.when_pressed = visualizer.change_tempo

 1🎨 ВЫБЕРИТЕ ПРОЕКТ:
 2
 31. "ИГРА САЙМОН"
 4   - Последовательность LED
 5   - Повторение кнопками
 6   - Усложнение с каждым уровнем
 7
 82. "ДОМАШНЯЯ СИГНАЛИЗАЦИЯ"
 9   - PIR датчик (симуляция кнопкой)
10   - Сирена (LED + звук)
11   - Постановка/снятие с охраны
12
133. "УМНЫЙ БУДИЛЬНИК"
14   - Плавное включение "солнца" (PWM)
15   - Кнопка отсрочки
16   - Режимы выходного дня
17
184. "СИСТЕМА ГОЛОСОВАНИЯ"
19   - Кнопки для вариантов ответа
20   - LED индикация результатов
21   - Сброс и новое голосование

 1📊 СРАВНЕНИЕ ПОДХОДОВ:
 2
 3RPi.GPIO (спринты 3-4):
 4✅ Полный контроль
 5✅ Понимание низкого уровня
 6❌ Много boilerplate кода
 7❌ Легко ошибиться
 8
 9gpiozero (спринт 5):
10✅ Быстрая разработка
11✅ Читаемый код
12✅ Меньше ошибок
13❌ Меньше контроля
14❌ Скрытая сложность

 1📋 ЗАДАНИЕ "АРХИТЕКТОР УМНОЙ ЛАМПЫ":
 2
 31. АНАЛИЗ ТРЕБОВАНИЙ:
 4   Изучите примеры умных ламп (Philips Hue, Xiaomi, LIFX)
 5   Составьте список из 10 функций, которые хотели бы реализовать
 6
 72. ВЫБОР ТЕХНОЛОГИЙ:
 8   Для каждой функции определите:
 9   - Какие датчики/актуаторы нужны?
10   - RPi.GPIO или gpiozero использовать?
11   - Какие дополнительные библиотеки понадобятся?
12
133. СХЕМА СИСТЕМЫ:
14   Нарисуйте блок-схему умной лампы:
15   - Входы (кнопки, датчики, сеть)
16   - Обработка (Raspberry Pi + алгоритмы)
17   - Выходы (LED, дисплей, уведомления)
18
194. ПЛАН РЕАЛИЗАЦИИ:
20   Разбейте проект на 4 этапа (по спринтам):
21   - Спринт 6: Базовое управление
22   - Спринт 7: Датчики окружения
23   - Спринт 8: Сетевое управление
24   - Спринт 9: Интеграция и тестирование

 1🔧 ЗАДАНИЕ "ПЕРВЫЙ ПРОТОТИП":
 2
 31. Создайте упрощенную версию умной лампы:
 4   - 1 RGB LED или 3 обычных LED (красный, зеленый, синий)
 5   - 2 кнопки (режим, яркость)
 6   - Минимум 5 режимов работы
 7
 82. Используйте только gpiozero
 93. Код должен быть максимально читаемым
104. Добавьте комментарии к каждой функции
11
125. Протестируйте стабильность работы:
13   - Работает ли без сбоев 10 минут?
14   - Корректно ли переключаются режимы?
15   - Нет ли конфликтов между функциями?

 1🔬 ЗАДАНИЕ "ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ СКАУТ":
 2
 31. ИССЛЕДОВАНИЕ БИБЛИОТЕК:
 4   Найдите и протестируйте дополнительные библиотеки:
 5   - colorzero (работа с цветами)
 6   - pigpio (альтернатива RPi.GPIO)
 7   - flask (веб-интерфейс)
 8
 92. ИЗУЧЕНИЕ ДАТЧИКОВ:
10   Найдите информацию о датчиках для умного дома:
11   - Датчик освещенности (фоторезистор, BH1750)
12   - Датчик движения (PIR)
13   - Датчик звука (микрофон)
14
153. АНАЛИЗ КОНКУРЕНТОВ:
16   Изучите 3 коммерческих умных лампы:
17   - Какие функции есть у каждой?
18   - Какие технологии используются?
19   - Что можем сделать лучше/дешевле?
20
214. СОЗДАЙТЕ ПРЕЗЕНТАЦИЮ:
22   - 5 слайдов о будущей умной лампе
23   - Конкурентные преимущества
24   - Технический стек

 1ПРОЕКТ: Архитектура умной лампы v1.0
 2====================================
 3
 4👤 АВТОР: [ваше имя]
 5📅 ДАТА: [дата завершения]
 6
 7🎯 КОНЦЕПЦИЯ:
 8[Какую проблему решает ваша умная лампа?]
 9
10⚙️ ПЛАНИРУЕМЫЕ ФУНКЦИИ:
111. [Функция 1] - [технология реализации]
122. [Функция 2] - [технология реализации]
13...
1410. [Функция 10] - [технология реализации]
15
16🏗️ АРХИТЕКТУРА:
17[Схема или описание компонентов системы]
18
19📊 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ СТЕК:
20• Аппаратная платформа: Raspberry Pi 4
21• Основные библиотеки: [список]
22• Датчики и актуаторы: [список]
23• Протоколы связи: [выбор и обоснование]
24
25📅 ПЛАН РЕАЛИЗАЦИИ:
26• Спринт 6 (базовое управление): [задачи]
27• Спринт 7 (датчики): [задачи]
28• Спринт 8 (сеть): [задачи]  
29• Спринт 9 (финализация): [задачи]
30
31🔍 ИССЛЕДОВАНИЯ:
32[Что изучили дополнительно]
33
34💡 ИННОВАЦИИ:
35[Чем ваша лампа будет лучше существующих]

1📦 PYTHON БИБЛИОТЕКИ:
2✅ gpiozero (основная для спринта)
3✅ colorzero (работа с цветами RGB)
4✅ signal (обработка системных сигналов)
5✅ threading (параллельные процессы)
6✅ random (для эффектов)

1🎨 КРИТЕРИИ КРАСИВОГО КОДА:
2• Читается как естественный язык
3• Минимум повторений
4• Ясная структура
5• Интуитивно понятная логика
6• Легко модифицировать

 1✅ ТЕХНИЧЕСКИЕ НАВЫКИ:
 2• Уверенная работа с GPIO
 3• Понимание различных подходов к программированию
 4• Событийное программирование
 5• Структурирование кода
 6
 7✅ ИНСТРУМЕНТАРИЙ:
 8• RPi.GPIO для низкоуровневых задач
 9• gpiozero для быстрого прототипирования
10• Навыки отладки и тестирования
11• Понимание архитектуры систем

1🎯 ГОТОВЫ К ПРОЕКТУ:
2• Планировать сложные системы
3• Выбирать подходящие технологии
4• Итеративно развивать функциональность
5• Создавать пользовательские интерфейсы
6• Интегрировать различные компоненты

1📅 ROADMAP (спринты 6-9):
2Спринт 6: Базовая функциональность (RGB, режимы, кнопки)
3Спринт 7: Датчики среды (освещенность, движение, звук)
4Спринт 8: Сетевые возможности (веб-интерфейс, API)
5Спринт 9: Финализация и презентация (корпус, документация)