// 2025-08-18
// https://wokwi.com/projects/387286197708679169
// Reifeschrank MK 1.7
// Überwacht Temperatur und Feuchtigkeit in einem Getränkeschrank
// Inkludierte Geräte:
// Befeuchter, Entfeuchter, Kühlschrank, UVC Luftfilter, DHT Sensor, 16x2 LCD Anzeige, 8FachRelais
// Bei Abschnitt "Potentiometer" werden die Maximalen beschrifteten Werte eingegeben.


//Bedienung online:

// Regler Links - Temperatur (0 - 20°C)
// Regler Rechts - Luftfeuchtigkeit (70 - 95%)
// Auf der Tastatur "1" gedrückt halten um Werte einzulesen.

// Sensorwerte mit Klick auf den weißen Sensor link oben simulieren (DHT22)
// Luftbefeuchter kann nur aktiv sein, wenn gewünschter Kühlwert erreicht ist!
// Befeuchter arbeitet 20 Sek und dann 3 min Pause


#define DHTPin 8
#define FridgePin 9
#define HumPin 10
#define DeHumPin 6
#define UVCPin 7
#define checkPotPin 13
#define StatOKPin A5
#define PotTempPin A3  // Zieltemperatur kann bei jeden Displaywechsel neu kalibriert werden
#define PotHumPin A2   // dabei die Taste gedrückt halten und werte an den Potis stellen.
#define HumLed A0      //Befeuchter wird nicht über Stromzufuhr angesteuert. Dadurch braucht die Statusled einen eigenes Relais
//#define LCDPower A1 //Um das Display zu reseten ohne alles ausschalten zu müssen.

//Potentiometer
int lowestTemp = 0;    // niedrigster  Temperatur Wert des Potentiometers
int highestTemp = 20;  //maximaler Wert des Reglers für Temperatur in Celsius
int lowestHum = 70;   // niedrigster  Temperatur Wert des Potentiometers
int highestHum = 95;  // maximaler Wert des Regles für Luftfeuchtigkeit
int dTime = 3000;     // wartezeit Zwischen den Anzeigen

//Bibliothek für das LCD Display
#include <LiquidCrystal.h>
LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2);

//Bibliothek für den Temp und Feuchtesensor
#include <DHT.h>
#define DHTTYPE DHT22
DHT dht(DHTPin, DHTTYPE);
float aktTemp;
float aktHum;

//Variablen für die eingabe der Potentiometer
float goalTemp;
float goalHum;

// Variablen für den Betriebsstatus der Geräte
String FridgeStat = "Aus";
String HumStat = "Pause";  //ACHTUNG: "  AUS", "  EIN" "Pause" aufgrund der Anzeige
String DeHumStat = "Aus";
String UVCStat = "Aus";

//Variablen für die Zeitmessung der Geräte
unsigned long long alltime;
unsigned long lasttime;

unsigned long allesoktime;

unsigned long allFridgetime;
unsigned long startFridgetime;
unsigned long endFridgetime;

unsigned long allHumtime;
unsigned long startHumtime;
unsigned long endHumtime;

unsigned long allDeHumtime;
unsigned long startDeHumtime;
unsigned long endDeHumtime;

unsigned long allUVCtime;
unsigned long startUVCtime;
unsigned long endUVCtime;

bool checkFridge = true;
bool checkHum = true;
bool checkDeHum = true;
bool checkUVC = true;

byte oben0[] = {
  B00001,
  B00010,
  B00100,
  B01000,
  B11000,
  B10101,
  B10011,
  B10001
};

byte oben1[] = {
  B11111,
  B01000,
  B01000,
  B10000,
  B10000,
  B00100,
  B01010,
  B00000
};

byte oben2[] = {
  B11111,
  B00010,
  B00010,
  B00001,
  B00001,
  B00100,
  B01010,
  B00000
};

byte oben3[] = {
  B10000,
  B01000,
  B00100,
  B00010,
  B00011,
  B10101,
  B11001,
  B10001
};

byte unten0[] = {
  B10000,
  B10000,
  B10000,
  B01000,
  B00100,
  B00010,
  B00001,
  B00000
};

byte unten1[] = {
  B00111,
  B01000,
  B01010,
  B01000,
  B00111,
  B00000,
  B00000,
  B11111
};

byte unten2[] = {
  B11100,
  B00010,
  B01010,
  B00010,
  B11100,
  B00000,
  B00000,
  B11111
};

byte unten3[] = {
  B00001,
  B00001,
  B00001,
  B00010,
  B00100,
  B01000,
  B10000,
  B00000
};

void setup() {

  lcd.createChar(0, oben0);
  lcd.createChar(1, oben1);
  lcd.createChar(2, oben2);
  lcd.createChar(3, oben3);
  lcd.createChar(4, unten0);
  lcd.createChar(5, unten1);
  lcd.createChar(6, unten2);
  lcd.createChar(7, unten3);

  pinMode(checkPotPin, INPUT_PULLUP);
  pinMode(DHTPin, INPUT);
  pinMode(PotTempPin, INPUT);
  pinMode(PotHumPin, INPUT);

  digitalWrite(StatOKPin, HIGH);
  pinMode(StatOKPin, OUTPUT);
  digitalWrite(FridgePin, HIGH);
  pinMode(FridgePin, OUTPUT);
  digitalWrite(HumPin, HIGH);
  pinMode(HumPin, OUTPUT);
  digitalWrite(HumLed, HIGH);
  pinMode(HumLed, OUTPUT);
  digitalWrite(DeHumPin, HIGH);
  pinMode(DeHumPin, OUTPUT);
  digitalWrite(UVCPin, HIGH);
  pinMode(UVCPin, OUTPUT);
  //digitalWrite(LCDPower, LOW); //LOW = aktiv
  //pinMode(LCDPower, OUTPUT);

  dht.begin();
  Serial.begin(9600);
  lcd.begin(16, 2);
  abfrage();  //diese Abfrage ist wichtig um bei einem Stromausfall Werte bekannt zugeben
}


//zeitumrechner funktion
//wandelt 2 angaben von millisekunden (alt & neu, oder klein & groß)
// in das Format "___D __H __M"

String worktime(unsigned long long x) {
  int wertD = x / 86400000;
  //ich habe keine Ahnung warum, aber Stunden und Minuten wurden nur korrekt ausgegeben
  //nach dem ich die Milliangabe in unsigned long geändert habe....
  unsigned long y = x;
  int wertH = (y - (wertD * 86400000)) / 3600000;
  int wertM = ((y - (wertD * 86400000)) - (wertH * 3600000)) / 60000;

  String worktimestring = " ";
  if (wertD < 100 && wertD > 10) worktimestring += " ";
  if (wertD < 10) worktimestring += "  ";

  worktimestring += String(wertD) + "D  ";
  if (wertH < 10) worktimestring += " ";
  worktimestring += String(wertH) + "H  ";
  if (wertM < 10) worktimestring += " ";
  worktimestring += String(wertM) + "M";
  return worktimestring;
}

float abfrage() {
  goalTemp = float(map(analogRead(PotTempPin), 0, 1023, lowestTemp * 10, highestTemp * 10)) / 10.0;
  goalHum = float(map(analogRead(PotHumPin), 0, 1023, lowestHum * 10, highestHum * 10)) / 10.0;
}

float setnewgoal() {
  lcd.clear();
  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print("Neue Werte:");

  while (digitalRead(checkPotPin) == LOW) {
    abfrage();
    Serial.println("Werte einlesen: " + String(goalTemp) + " C - " + String(goalHum) + " %");
    lcd.setCursor(0, 1);
    lcd.print(" ");
    if (goalTemp < 10) lcd.print(" ");
    lcd.print(goalTemp, 1);
    lcd.print(" C  ");
    if (goalHum < 10) lcd.print(" ");
    lcd.print(goalHum, 1);
    lcd.print(" %");
    delay(500);
  }
  lcd.clear();
  delay(500);
  lcd.begin(16, 2);
  delay(500);
  Serial.println("Werte gesetzt: " + String(goalTemp) + " C - " + String(goalHum) + " %");
  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print("Werte gesetzt:");
  lcd.setCursor(0, 1);
  lcd.print(" ");
  if (goalTemp < 10) lcd.print(" ");
  lcd.print(goalTemp, 1);
  lcd.print(" C  ");
  if (goalHum < 10) lcd.print(" ");
  lcd.print(goalHum, 1);
  lcd.print(" %");
  delay(dTime);
}

float show_temp_hum() {
// Anzeige der aktuellen Temperatur
  lcd.clear();
  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print("Temperatur:");

  if (aktTemp < 10 && aktTemp > 0) lcd.print(" ");
  lcd.print(aktTemp, 1);
  lcd.print("C");

  lcd.setCursor(0, 1);
  lcd.print("Feuchte:   ");
  if (aktHum < 10) lcd.print(" ");
  lcd.print(aktHum, 1);
  lcd.print("%");
  delay(dTime);
}

float on_or_off() {
  // Abfrage der aktuellen Temperatur und Feuchtigkeit
  // Serielle Ausgabe der Statuswerte
  aktTemp = dht.readTemperature();
  delay(200);
  aktHum = dht.readHumidity();
  Serial.println(String("----------------------------------------"));
  Serial.println(String("    Ziel-Werte: " + String(goalTemp) + " C - " + String(goalHum) +  " %"));
  Serial.println(String("Aktuelle Werte: " + String(aktTemp) + " C - " + String(aktHum) +  " %"));
  Serial.println(String("   allesoktime: " + worktime(allesoktime)));
  Serial.println(String("       alltime: " + worktime(alltime)));
  Serial.println(String("  allDeHumtime: " + worktime(allDeHumtime)));
  Serial.println(String("    allHumtime: " + worktime(allHumtime)));
  Serial.println(String(" allFridgetime: " + worktime(allFridgetime)));
  Serial.println(String("    FridgeStat: " + FridgeStat));
  Serial.println(String("       HumStat: " + HumStat));
  Serial.println(String("     DeHumStat: " + DeHumStat));
  Serial.println(String("       UVCStat: " + UVCStat));

  // abklären des Overflow von millis nach 49D 17H 2M 47S um die Zeiten +- 10 Sek mitzurechnen
  if (lasttime < millis()) {
    alltime = alltime + (millis() - lasttime);
    lasttime = millis();
  } else {
    lasttime = millis();
    startFridgetime = 0;
    startHumtime = 0;
    startDeHumtime = 0;
    startUVCtime = 0;
  }

  //Abklären ob etwas eingeschaltet werden muss
  //
  //Kühlung

  if (checkFridge == true) {
    if (aktTemp >= goalTemp + 2) {
      digitalWrite(FridgePin, LOW);
      FridgeStat = "Ein";
      startFridgetime = millis();
      checkFridge = false;
      Serial.println("Kühlung Ein");
    }
  }

  if (checkFridge == false) {
    if (aktTemp <= goalTemp) {
      digitalWrite(FridgePin, HIGH);
      FridgeStat = "Aus";
      checkFridge = true;
      endFridgetime = millis();
      allFridgetime = allFridgetime + (endFridgetime - startFridgetime);
      Serial.println("Kühlung Aus");
    }
  }

  delay(200);

  //20 Sekunden befeuchten und dann gesperrt für 3 min
  //Befeuchter starten sobald Ziel-Temperatur erreicht wurde und Feuchte Zielwert minus 5 ist
  // und mindestens 5 min Betriebszeit seit letzten befeuchten.
  //Befeuchter beenden sobald Feuchte Zielwert minus 2 erreicht ist, da angenommen wird das es
  // noch etwas nachwirkt.

  if (checkHum == true && millis() - endHumtime >= 180000) {       //Sperrzeit in Milisekunden

      if (FridgeStat == "Aus" && aktHum <= (goalHum - 5)) {
        //digitalWrite(StatOKPin, HIGH);
        digitalWrite(HumPin, LOW);
        digitalWrite(HumLed, LOW);
        //HumStat = "  Ein";
        startHumtime = millis();
        Serial.println("Befeuchtung Ein");
        lcd.clear();
        lcd.setCursor(0, 0);
        lcd.print("Befeuchten...");
        lcd.setCursor(0, 1);
        lcd.print("   20 Sekunden");
        delay(20000);                       //Befeuchtungsdauer in Milisekunden
        lcd.clear();
        digitalWrite(HumPin, HIGH);
        HumStat = "Pause";
        endHumtime = millis();
        allHumtime = allHumtime + (endHumtime - startHumtime);
        Serial.println("Befeuchtung Aus");
        Serial.println("Befeuchter auf Pause");
      } 
    
    if ( aktHum >= (goalHum - 1)) {
       HumStat = " Aus";
       digitalWrite(HumLed, HIGH);
    }
  }

      
    
  

 /* if (checkHum == false && millis() - endHumtime >= 120000) {
    if (aktHum >= (goalHum - 2) || FridgeStat == "Ein") {
      digitalWrite(HumLed, HIGH);
      HumStat = "  Aus";
      checkHum = true;
      Serial.println("Befeuchter Aus");
    } else {
      checkHum = true;
    }
  }
*/
  delay(200);

  //Entfeuchter starten sobald Zielfeuchte +7 ist
  if (checkDeHum == true) {
    if (aktHum >= (goalHum + 7)) {
      digitalWrite(DeHumPin, LOW);
      DeHumStat = "Ein";
      checkDeHum = false;
      startDeHumtime = millis();
      Serial.println("Entfeuchter Ein");
    }
  }

  //Entfeuchter stoppen sobald Zielfeuchte erreicht ist
  if (checkDeHum == false) {
    if (aktHum <= goalHum) {
      digitalWrite(DeHumPin, HIGH);
      DeHumStat = "Aus";
      checkDeHum = true;
      endDeHumtime = millis();
      allDeHumtime = allDeHumtime + (endDeHumtime - startDeHumtime);
      Serial.println("Entfeuchter Aus");
    }
  }

  delay(200);

  //UVC Luftreiniger und Luftumwälzung 0,2 Kubikmeter in 1 min
  //Macht 5 min Pause, läuft dann 60 Sekunden

  if (checkUVC == true) {
    if (millis() - endUVCtime >= 300000) {
      digitalWrite(UVCPin, LOW);
      UVCStat = "Ein";
      checkUVC = false;
      startUVCtime = millis();
      Serial.println("Luftfilter Ein");
    }
  }

  if (checkUVC == false) {
    if (millis() - startUVCtime >= 60000) {
      digitalWrite(UVCPin, HIGH);
      UVCStat = "Aus";
      endUVCtime = millis();

      allUVCtime = allUVCtime + (endUVCtime - startUVCtime);
      checkUVC = true;
      Serial.println("Luftfilter Aus");
    }
  }
  delay(200);

  //Wenn alle Werte passen, also Kühlen/Feuchte/Defeuchte AUS sind, kommt grünes Licht
  if (HumStat == "  Aus" && DeHumStat == "Aus" && FridgeStat == "Aus") {
    digitalWrite(StatOKPin, LOW);
    Serial.println("Alles OK");
  } else {
    digitalWrite(StatOKPin, HIGH);
  }
}


void loop() {
  // Titel und Logo
  lcd.clear();
  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print("Reifeschrank");
  lcd.write(byte(0));
  lcd.write(byte(1));
  lcd.write(byte(2));
  lcd.write(byte(3));
  lcd.setCursor(0, 1);
  lcd.print("MK 1.6      ");
  lcd.write(byte(4));
  lcd.write(byte(5));
  lcd.write(byte(6));
  lcd.write(byte(7));
  delay(dTime);

  //Neue Werte abfragen wenn die Taste beim Wechsel der Anzeigen gedrückt ist
  if (digitalRead(checkPotPin) == LOW) {
    setnewgoal();
  }

  //Anzeigen der gewünschten Temperatur
  lcd.clear();
  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print("Ziel-Temperatur:");
  lcd.setCursor(0, 1);
  lcd.print(" ");
  if (goalTemp < 10) lcd.print(" ");
  lcd.print(goalTemp, 1);
  lcd.print(" C");
  delay(dTime);

  //Neue Werte abfragen wenn die Taste beim Wechsel der Anzeigen gedrückt ist
  if (digitalRead(checkPotPin) == LOW) {
    setnewgoal();
  }

  //Anzeigen der gewünschten Feuchtigkeit
  lcd.clear();
  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print("Ziel-Feuchte:");
  lcd.setCursor(0, 1);
  lcd.print(" ");
  lcd.print(goalHum, 1);
  lcd.print(" %");
  delay(dTime);

  //Neue Werte abfragen wenn die Taste beim Wechsel der Anzeigen gedrückt ist
  if (digitalRead(checkPotPin) == LOW) {
    setnewgoal();
  }

  // Read temperature as Fahrenheit (isFahrenheit = true)
  // fahrenheit = dht.readTemperature(true);

  // Check if any reads failed and exit early (to try again)
  while (isnan(aktHum) || isnan(aktTemp)) {
    lcd.clear();
    lcd.setCursor(0, 0);
    lcd.print("Sensor Fehler!");
    lcd.setCursor(0, 1);
    lcd.print("NOT-AUS");
    digitalWrite(UVCPin, HIGH);
    digitalWrite(FridgePin, HIGH);
    digitalWrite(DeHumPin, HIGH);
    digitalWrite(HumPin, HIGH);
    while (isnan(aktHum) || isnan(aktTemp)) {
      digitalWrite(StatOKPin, LOW);
      delay(500);
      digitalWrite(StatOKPin, HIGH);
      delay(500);
      aktTemp = dht.readTemperature();
      delay(200);
      aktHum = dht.readHumidity();
    }
  }

  on_or_off();
  show_temp_hum();
  
  //Neue Werte abfragen wenn die Taste beim Wechsel der Anzeigen gedrückt ist
  if (digitalRead(checkPotPin) == LOW) {
    setnewgoal();
  }

  //Display Anzeigen

  // Anzeige der Betriebsstatus Seit letzten Reset
  // mitzählen von "alltime" passiert in der funktion on_or_off
  lcd.clear();
  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print("Letzter Reset:");
  lcd.setCursor(0, 1);
  lcd.print(worktime(alltime));
  delay(dTime);

  //Neue Werte abfragen wenn die Taste beim Wechsel der Anzeigen gedrückt ist
  if (digitalRead(checkPotPin) == LOW) {
    setnewgoal();
  }

  on_or_off();
  show_temp_hum();
  

  // Kühlung
  lcd.clear();
  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print(String("K\365hlung:     " + FridgeStat));
  lcd.setCursor(0, 1);
  //diese if Frage dient zum paralellen mitanzeigen der Betriebszeit,
  // während ein gerät eingeschaltet ist.
  if (FridgeStat == "Ein") {
    lcd.print(worktime(allFridgetime + (millis() - startFridgetime)));
  } else {
    lcd.print(worktime(allFridgetime));
  }
  delay(dTime);

  //Neue Werte abfragen wenn die Taste beim Wechsel der Anzeigen gedrückt ist
  if (digitalRead(checkPotPin) == LOW) {
    setnewgoal();
  }

  on_or_off();
  show_temp_hum();
  

  // Befeuchter
  lcd.clear();
  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print(String("Befeuchter:" + HumStat));
  lcd.setCursor(0, 1);
  if (HumStat == "  Ein") {
    lcd.print(worktime(allHumtime + (millis() - startHumtime)));
  } else {
    lcd.print(worktime(allHumtime));
  }
  delay(dTime);

  //Neue Werte abfragen wenn die Taste beim Wechsel der Anzeigen gedrückt ist
  if (digitalRead(checkPotPin) == LOW) {
    setnewgoal();
  }

  on_or_off();
  show_temp_hum();
  

  // Entfeuchter
  lcd.clear();
  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print(String("Entfeuchter: " + DeHumStat));
  lcd.setCursor(0, 1);
  if (DeHumStat == "Ein") {
    lcd.print(worktime(allDeHumtime + (millis() - startDeHumtime)));
  } else {
    lcd.print(worktime(allDeHumtime));
  }
  delay(dTime);

  //Neue Werte abfragen wenn die Taste beim Wechsel der Anzeigen gedrückt ist
  if (digitalRead(checkPotPin) == LOW) {
    setnewgoal();
  }

  on_or_off();
  show_temp_hum();
  

  // UVC Luftreiniger
  lcd.clear();
  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print(String("Luftfilter:  " + UVCStat));
  lcd.setCursor(0, 1);
  if (UVCStat == "Ein") {
    lcd.print(worktime(allUVCtime + (millis() - startUVCtime)));
  } else {
    lcd.print(worktime(allUVCtime));
  }
  delay(dTime);

  //Neue Werte abfragen wenn die Taste beim Wechsel der Anzeigen gedrückt ist
  if (digitalRead(checkPotPin) == LOW) {
    setnewgoal();
  }

  on_or_off();
  show_temp_hum();
  

  //Alles OK Gesamt Zeit:
  lcd.clear();
  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print(String("Alles OK Gesamt:"));
  lcd.setCursor(0, 1);
  if (FridgeStat == "Aus" && HumStat == "  Aus" && DeHumStat == "Aus") {
    allesoktime = alltime - allDeHumtime - allHumtime - allFridgetime;
    lcd.print(worktime(allesoktime));
  } else {
    lcd.print(worktime(allesoktime));
  }
  delay(dTime);

  //Neue Werte abfragen wenn die Taste beim Wechsel der Anzeigen gedrückt ist
  if (digitalRead(checkPotPin) == LOW) {
    setnewgoal();
  }

  on_or_off();
  show_temp_hum();
  
}