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   Arduino Calculator

   Copyright (C) 2020, Uri Shaked.
   Released under the MIT License.
*/

#include <LiquidCrystal_I2C.h>
#include <Keypad.h>
#include <Servo.h>




#define EN        2

//Direction pin
#define X_DIR     5
#define Y_DIR     6
#define Z_DIR     2

//Direction pin led
#define Verde     7
#define Blu       8
#define Rosso     9


//Step pin
#define X_STP     2
#define Y_STP     3
#define Z_STP     4

//Micro step
//#define ms1      
//#define ms2
//#define ms3

LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 20, 4);
const byte ROWS = 4; // Quattro righe
const byte COLS = 4; // Quattro colonne
// Definizione mappa della tastiera
char keys[ROWS][COLS] = {
  {'1', '2', '3', 'A'},
  {'4', '5', '6', 'B'},
  {'7', '8', '9', 'C'},
  {'.', '0', '#', 'D'}
};



byte rowPins[ROWS] = {14, 15, 16, 17};
byte colPins[COLS] = {11, 10, 13,12};

Keypad customKeypad = Keypad(makeKeymap(keys), rowPins, colPins, ROWS, COLS);
char customKey;
float volume;

int step_volume_erogato=0;
String volumeS; // Variabile di ingresso

int numStepMotore;
const float r =6; // Raggio siringa
float Volume_residuo =5; 

const int Step_per_giro = 200; //E' il numero di step per rotazione del motore per micro step (1/16)
const long velocita = 60; //E' la velocità del motore espressa in [giri/minuto]
//calcolo il delay in us tra uno step e l'altro per rispettare la velocità impostata
const long delayStepToStep = (60*pow(10,6)) / (velocita * Step_per_giro);
const long t = delayStepToStep/2; // in delayStepToStep calcolo il tempo tra un fronte di salita e quello successivo, per cui il tempo tra il fronte di salita e quello di discesa sarà la metà. 
char comando; 
String reset;


void setup() {
  // Impostazione di pin

  
  
  pinMode(X_DIR, OUTPUT); pinMode(X_STP, OUTPUT);
  pinMode(Y_DIR, OUTPUT); pinMode(Y_STP, OUTPUT);
  pinMode(Z_DIR, OUTPUT); pinMode(Z_STP, OUTPUT);
  pinMode(EN, OUTPUT);
  
  //pinMode(ms1, OUTPUT); pinMode(ms2, OUTPUT); pinMode(ms3, OUTPUT);
  
  pinMode(Verde, OUTPUT);pinMode(Blu, OUTPUT);pinMode(Rosso, OUTPUT);
  digitalWrite(EN, HIGH);

  digitalWrite(Rosso, HIGH);
  digitalWrite(Blu, HIGH);
  digitalWrite(Verde, HIGH);
  delay(1000);  
  //digitalWrite(ms1, HIGH); digitalWrite(ms2, HIGH); digitalWrite(ms3, HIGH);
}

void loop() {
  
        digitalWrite(Verde, LOW);
        digitalWrite(Rosso, LOW);
        digitalWrite(Blu, HIGH);

  
  	   	cancella_schermo();
  
      	lcd.setCursor(0, 0);
      	lcd.print(F("Volume residuo: "));
        lcd.setCursor(0, 1);
        lcd.print(Volume_residuo);
        lcd.setCursor(4, 1);
        lcd.print(" ml");
      	delay(3000);
     
        if(Volume_residuo>0){
            cancella_schermo();

            lcd.setCursor(0, 0);
            lcd.print(F("Inserisci volume"));
            lcd.setCursor(0, 1);   
            lcd.print(F("da erogare: "));

            volumeS="";

            do{

                customKey = customKeypad.waitForKey();
                if(customKey !='A' && customKey !='B' && customKey !='C' && customKey !='D' && customKey !='#'){
                     volumeS.concat(String(customKey));
                     lcd.setCursor(13, 1);
                     lcd.print(volumeS);
                }

              }while(customKey!='A'&& volumeS != "");


             volume = volumeS.toFloat();


            if(controllo_input(volume)){

                cancella_schermo();
                lcd.setCursor(0, 0);

                lcd.print(F("Erogare "));
                lcd.setCursor(8, 0);
                lcd.print(volume);
                lcd.setCursor(11, 0);
                lcd.print(F("ml?"));

                do{
                 customKey = customKeypad.waitForKey();

                if(customKey=='B'){
                    cancella_schermo();
                    lcd.setCursor(0, 0);
                    lcd.print(F("Anullo"));
                  }
                }while(customKey!='A'&&customKey!='B');

              if(customKey=='A' ){



                cancella_schermo();
                lcd.setCursor(0, 0);
                lcd.print(F("Avvio motore"));

                Volume_residuo=Volume_residuo-volume;  
                numStepMotore= round(volume*1000*1/(r*r*3.14)*Step_per_giro/8);
                step_volume_erogato = step_volume_erogato + numStepMotore;
                delay (200);
                muovi_motore(numStepMotore);

                digitalWrite(Blu, HIGH); 
                digitalWrite(Verde, LOW); 
                digitalWrite(Rosso, LOW); 
				
                //
              	lcd.setCursor(0, 0);
              	lcd.print(F("Volume residuo: "));
                lcd.setCursor(0, 1);
                lcd.print(Volume_residuo);
                lcd.setCursor(4, 1);
                lcd.print(" ml");
                delay(3000);
                cancella_schermo();
                lcd.setCursor(0, 0);
                lcd.print(F("Vuole cambiare"));
                lcd.setCursor(0, 1);            
                lcd.print(F("siringa? "));
                
                do{
                 customKey = customKeypad.waitForKey();

                }while(customKey!='A'&&customKey!='B');
				
                if(customKey=='A'){
                  cancella_schermo();
                lcd.setCursor(0, 0);
                lcd.print(F("Rimuovere"));
                lcd.setCursor(0, 1);
                lcd.print(F("la siringa"));
                do{
                 customKey = customKeypad.waitForKey();

                }while(customKey!='A');
                  riavvia_motore(step_volume_erogato);
                }
                
                }
            }
        }else{
          lcd.setCursor(0, 0);
          lcd.print(F("Siringa vuota"));
          digitalWrite(Blu, LOW);
          digitalWrite(Verde, LOW);
          digitalWrite(Rosso, HIGH);
          lcd.setCursor(0, 1);
          lcd.print(F("Inizzializare?"));
          do{
                 customKey = customKeypad.waitForKey();
                }while(customKey!='A'&&customKey!='B');
				
                if(customKey=='A'){
                  riavvia_motore(step_volume_erogato);
                }
        }
}
        

// Da qui in poi, so solo funzioni

void muovi_motore(int numStepMotore){
  

  digitalWrite(Blu, LOW); 
  digitalWrite(Verde, HIGH);  
  digitalWrite(Rosso, LOW);

  digitalWrite(X_DIR, LOW); // rotazione antioraria
  for (int i = 0; i < numStepMotore; i++) { 
    
    digitalWrite(X_STP, HIGH);
    delayMicroseconds(t);
    digitalWrite(X_STP, LOW);
    delayMicroseconds(t);
    

  }
  
  digitalWrite(Blu, HIGH); 
  digitalWrite(Verde, LOW); 
  digitalWrite(Rosso, LOW); 
}



bool controllo_input(float volume){
  bool Input_valido=true;
  if((volume*10)!= round(volume*10)){
      
   	  cancella_schermo();
      lcd.setCursor(0, 0);
      lcd.print(F("Errore, troppe"));
      lcd.setCursor(0, 1);
      lcd.print(F("cifre decimali"));
     
      Input_valido=false;
    }
  if(volume > Volume_residuo){
    cancella_schermo();
      lcd.setCursor(0, 0);
      lcd.print(F("volume residuo"));
      lcd.setCursor(0, 1);
      lcd.print(F("insufficiente "));
     
      Input_valido=false;
    }
  if(volume <= 0){
    
    cancella_schermo();
    lcd.setCursor(0, 0);
    lcd.print("Error");
    Input_valido=false;
    
    }
  return Input_valido;
}

void riavvia_motore(int step_volume_erogato){
  digitalWrite(X_DIR, HIGH); // rotazione oraria
  cancella_schermo();
  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print(F("Riavvio motore"));   
  
  digitalWrite(Blu, LOW); 
  digitalWrite(Verde, HIGH);  
  digitalWrite(Rosso, LOW); 
  for (int i = 0; i < step_volume_erogato; i++) { 
 
    digitalWrite(X_STP, HIGH);
    delayMicroseconds(t);
    digitalWrite(X_STP, LOW);
    delayMicroseconds(t);
  }
  
  Volume_residuo = 5;
  digitalWrite(Blu, HIGH); 
  digitalWrite(Verde, LOW); 
  digitalWrite(Rosso, LOW); 
}

void cancella_schermo(){
  
   lcd.init();
  lcd.backlight();
  
  //lcd.setCursor(0, 0);
 // lcd.print("                 ");
 // lcd.setCursor(0, 1);
 // lcd.print("                 ");
}