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// Questo programma usa due librerie

#include <DS1307RTC.h> // per la comunicazione con il modulo DS1307
#include <Wire.h>
#include <TimerOne.h>
#include <LiquidCrystal_I2C.h>

LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2);


// Definizione dei piedini
int LED_ROSSO = 2; // Il LED rosso è collegato al piedino D2
int LED_BLU   = 3;   // Il LED giallo è collegato al piedino D3
int LED_VERDE = 4; // Il LED verde è collegato al piedino D4
int PULSANTE  = 5;  // Il pulsante è collegato al piedino D5
int BUZZER    = 6;    // pin del buzzer

// Definizione del programma iniziale
int PROGRAMMA=2; 

// Definizione degli orari
// L'alba inizia alle 8:00
long ORA_INIZIO_ALBA=8;
long MIN_INIZIO_ALBA=0;
// E finisce alle 9:00
long ORA_FINE_ALBA=9;
long MIN_FINE_ALBA=0;
// Il tramonto inizia alle 17:00
long ORA_INIZIO_TRAM=17;
long MIN_INIZIO_TRAM=0;
// e finisce alle 18:00
long ORA_FINE_TRAM=18;
long MIN_FINE_TRAM=0;

// Convertiamo le ore e i minuti in numero di secondi dalla mezzanotte.
long TEMPO_INIZIO_ALBA=60L*MIN_INIZIO_ALBA+3600L*ORA_INIZIO_ALBA;
long TEMPO_FINE_ALBA=60L*MIN_FINE_ALBA+3600L*ORA_FINE_ALBA;
long TEMPO_INIZIO_TRAM=60L*MIN_INIZIO_TRAM+3600L*ORA_INIZIO_TRAM;
long TEMPO_FINE_TRAM=60L*MIN_FINE_TRAM+3600L*ORA_FINE_TRAM;



// Variabili per l'orologio.
DS1307RTC Clock;
bool secolo=false;
bool h12=false;
bool PM=false;

// La funzione setup viene eseguita una volta sola, 
// appena Arduino viene acceso. Serve per inizializzare il sistema.
void setup() {  

  lcd.init();
  lcd.backlight(); 

  tone(BUZZER, 2400, 30);
  delay(140);
  tone(BUZZER, 2400, 30);
  delay(140);
  tone(BUZZER, 2400, 30);
  delay(140);

  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print("   CENTRALINA   ");
  lcd.setCursor(0, 1);
  lcd.print("    ACQUARIO   ");
  delay(2500);

  lcd.clear();
  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print("    VERSIONE    ");
  lcd.setCursor(0, 1);
  lcd.print(" FIRMWARE 1.0.1 ");
  delay(1000);             
  // inizializiamo i piedini collegati ai LED di controllo
  pinMode(LED_ROSSO, OUTPUT);     
  pinMode(LED_BLU,   OUTPUT);     
  pinMode(LED_VERDE, OUTPUT);
  pinMode(BUZZER,    OUTPUT);

  
  
  // inizializiamo il piedino del pulsante
  pinMode(PULSANTE,INPUT);
  digitalWrite(PULSANTE, HIGH);
  
  // Inizializziamo il collegamento con l'orologio
  Wire.begin();

  // Apriamo un collegamento con la porta seriale, per poter regolare l'ora
  Serial.begin(9600);
}

// La funzione loop viene eseguita subito dopo la funzione setup e
// ripetuta all'infinito.
void loop() {
  // Andiamo a vedere se il pulsante è stato premuto
  if (leggiPulsante(PULSANTE)){
    // Cambiamo di programma, se è stato premuto il pulsante
    PROGRAMMA=(PROGRAMMA+1)%3;
  }
  
  // Regoliamo il livello dei LED, a secondo del programma
  regolaLivelloLed();

  // Controlliamo se è stato scritto qualcosa nella porta seriale 
  if (Serial.available()) {
    LeggiDataOraDS1307();
  }

  // Aspettiamo 500ms prima di ricominciare
  delay(500);
}

// Funzione che legge data e ora dalla porta seriale
// La data e l'ora devono essere dati con il formato GGMMAAHHmmSS, ovvero
// GG: il giorno del mese (15 per il 15)
// MM: il mese (01 per Gennaio)
// AA: l'anno (ad esempio 19 per 2019)
// HH: ora del giorno (18 per le 6 del pomeriggio)
// mm: minuti 
// SS: secondi 
// Esempio: per regolare l'orologio alle 18:23:12 del 5 gennaio 2019, bisogna scrivere 050119182312. 

void LeggiDataOraDS1307(){

  tmElements_t tm;

  RTC.read(tm);
  //Serial.print(tmElements_t);
/*void leggiDataOraPortaSeriale(){
  boolean finito = false;
  byte dati[12];
  byte j=0;
  boolean corretto=true;
  while (!finito) {
    if (Serial.available()) {
      char carattere = Serial.read();
      if (!isDigit(carattere)) {
        finito = true;
        corretto=false;
        Serial.println("Formato data e ora non corretto. Il formato corretto e': GGMMAAHHmmSS.");
      } else {
        dati[j]=(byte)carattere-48;
      }
      if (j==11) finito=true;
      j += 1;
    }
  }
  if (corretto){
    RTC.set(false);
    // Regola il giorno
    RTC.set(dati[0]*10+dati[1]);
    // Regola il mese
    RTC.set(dati[2]*10+dati[3]);
    // Regola l'anno
    RTC.set(dati[4]*10+dati[5]);
    // Regola l'ora
    RTC.set(dati[6]*10+dati[7]);
    RTC.set(dati[8]*10+dati[9]);
    RTC.set(dati[10]*10+dati[11]);
    Serial.println("Data e ora impostata");
  }
  Serial.println("Data e ora presente:");  
  Serial.print(RTC.get(), DEC);
  Serial.print("/");
  Serial.print(RTC.get(secolo), DEC);
  Serial.print("/20");
  Serial.print(RTC.get(), DEC);
  Serial.print(" ");
  Serial.print(RTC.get(h12, PM), DEC);
  Serial.print(":");
  Serial.print(RTC.get(), DEC);
  Serial.print(":");
  Serial.println(RTC.get(), DEC);   */ 
}


// Funzione che regola il livello dei LED
void regolaLivelloLed(){
  int livello_caldi; // Variabile con il livello dei LED bianco caldo
  int livello_freddi; // Variabile con il livello dei LED bianco freddo
  if (PROGRAMMA==0) { // Se programma è uguale a 0:
    digitalWrite(LED_ROSSO, HIGH);   // Accendi il LED rosso
    digitalWrite(LED_BLU, LOW);   // Spegni il LED giallo
    digitalWrite(LED_VERDE, LOW);   // Spegni il LED verde
    // Settiamo il livello dei LED a 0
    livello_caldi=0;
    livello_freddi=0;    
  } else if (PROGRAMMA==1){ // Se programma è uguale a 1:
    digitalWrite(LED_ROSSO, LOW);   // Spegni il LED rosso
    digitalWrite(LED_BLU, HIGH);  // Accendi il LED giallo
    digitalWrite(LED_VERDE, LOW);   // Spegni il LED verde
    
  } else {
    digitalWrite(LED_ROSSO, LOW);   // Spegni il LED rosso
    digitalWrite(LED_BLU, LOW);   // Spegni il LED giallo
    digitalWrite(LED_VERDE, HIGH);   // Accendi il LED verde
    // Settiamo il livello dei LED secondo il fotoperiodo
    float livello=calcolaLivello();
   
  }
  // Applichiamo ai LED il livello calcolato 

}


// Questa funzione serve a leggere se il pulsante viene premuto.
// Per leggere correttamente il pulsante, vogliamo che la lettura sia stabile 
// per almeno 10 millisecondi.
boolean leggiPulsante(int pin) {
  boolean stato;
  // Leggiamo lo stato iniziale del pulsante
  boolean statoIniziale = digitalRead(pin);
  for(int i=0; i < 10; i++) {
    // Aspettiamo 1 millisecondo
    delay(1);
    stato = digitalRead(pin); // Leggiamo di nuovo lo stato del pulsante
    if (stato != statoIniziale) {
      // Se lo stato del pulsante è cambiato, ricominciamo
      i = 0;
      statoIniziale = stato; 
    } 
  }
  // restituisce true se il pulsante è stato premuto 
  return !stato;
}

// Funzione per calcolare il livello di luminosità (rispetto al massimo) in funzione del tempo
float calcolaLivello(){
  // Leggiamo che ora è, e convertiamo tutto in secondi dalla mezzanotte
  long ore=RTC.get()*60L;
  long minuti=RTC.get()*60L;
  long secondi=RTC.get();
  long tempo=secondi+minuti+ore;
  
  float livello=0.0;
  if (tempo >= TEMPO_FINE_ALBA && tempo <= TEMPO_INIZIO_TRAM){ 
    //Se siamo tra la fine dell'alba e l'inizio del tramonto, livello di luminosità è massima
    livello=1.0;                                               //
  } else if (tempo > TEMPO_INIZIO_ALBA && tempo < TEMPO_FINE_ALBA){ 
    // Se siamo durante l'alba, livello di luminosità aumenta linearmente con il tempo
    livello=(tempo-TEMPO_INIZIO_ALBA)*1.0/(TEMPO_FINE_ALBA-TEMPO_INIZIO_ALBA); 
  } else if (tempo > TEMPO_INIZIO_TRAM && tempo < TEMPO_FINE_TRAM){
    // Se siamo durante il tramonto, livello di luminosità diminuisce linearmente con il tempo    
    livello=(TEMPO_FINE_TRAM-tempo)*1.0/(TEMPO_FINE_TRAM-TEMPO_INIZIO_TRAM); 
  }    
  return livello;
}