from machine import ADC, Pin, PWM, I2C
from lcd_i2c import I2cLcd
from control_temperature import control_temperature
from Initialisierung import adc_ntc, adc_poti, lcd
from read_temperature import read_temperature
import time
import math




# Funktion zur Regelung der Temperatur
def control_temperature(setpoint, current_temperature, previous_error, integral, previous_time):
    # PID-Parameter
    kp = 1    # Proportionaler Anteil
    ki = 0.5  # Integraler Anteil
    kd = 0.3  # Differenzieller Anteil

    # Fehler berechnen
    error = setpoint - current_temperature

    # Zeit seit der letzten Iteration berechnen
    current_time = time.ticks_ms()
    delta_time = current_time - previous_time

    # Integral berechnen (Summe der vergangenen Fehler)
    integral = integral + error * delta_time / 1000  # Delta-Zeit in Sekunden umrechnen

    # Differenzial berechnen (Änderung des Fehlers)
    derivative = (error - previous_error) / delta_time if delta_time > 0 else 0

    # PID-Regelung berechnen
    pid_output = kp * error + ki * integral + kd * derivative

    # Begrenze den PWM-Wert auf den zulässigen Bereich (0 bis 65535)
    pwm_value = max(0, min(int(pid_output), 5000))

    # Setze den PWM-Wert
    pwm.duty_u16(pwm_value)

    # PWM-Wert in Prozent ausgeben
    pwm_percentage = pwm_value / 5000 * 100.0

    # Aktualisiere vorherigen Fehler und Zeit für die nächste Iteration
    previous_error = error
    previous_time = current_time
    
    print("PID-Regler Ausgabe (PWM): {:.2f}%".format(pwm_percentage))
    print("PID-Regler Ausgabe (PWM):", pid_output)

    return previous_error, integral, previous_time

# Funktion zur Anzeige der Temperatur auf dem LCD1602-Display
def display_temperature(temperature, setpoint, heating_active):
    lcd.clear()
    lcd.putstr("Temp: {:.2f} C\nSoll: {:.2f} C".format(temperature, setpoint))
    
    # Anzeige des Heizungszustands
    if heating_active:
        lcd.putstr("+")
    else:
        lcd.putstr("-")
    
    time.sleep(2)

# Endlosschleife zur kontinuierlichen Regelung der Temperatur und Anzeige auf dem LCD1602-Display
setpoint_temperature = 26.0  # Beispiel-Sollwert, passe dies entsprechend an
previous_error = 0
integral = 0
previous_time = time.ticks_ms()  # Initialisierung der Zeitvariable

while True:
    current_temperature = read_temperature()
    
    # Lies den Wert des Potentiometers
    adc_poti_value = adc_poti.read_u16()
    setpoint_temperature = adc_poti_value * 100 / 65535.0  # Wert des Potis als Solltemperatur
    
    # Beispiel: Heizung aktivieren, wenn Ist-Temperatur unter Soll-Temperatur liegt
    heating_active = current_temperature < setpoint_temperature
    
    previous_error, integral, previous_time = control_temperature(setpoint_temperature, current_temperature, previous_error, integral, previous_time, PWM)
    display_temperature(current_temperature, setpoint_temperature, heating_active)

    time.sleep(1)  # Warte 1 Sekunde zwischen den Messungen und Regelungen
    print("Aktuelle Temperatur:", current_temperature, "°C")
    print("Solltemperatur:", setpoint_temperature, "°C")
    print("Heizung aktiv:", heating_active)