//　踏切制御
//https://burariweb.info
/*  踏切動作スケッチ
      Arduino NANO  使用

       警報灯（点滅はmillis関数を使用）
          ・警報灯はLED*2
       警報音他
          ・DFPlayer miniで再生する
       遮断機
       　　・サーボモータ制御
       ２０２４年２月２７日

  ツール
    ➀Arduino　IDE                      　　：Arduine コンパイラ
    ➁WOKWI                           　　　：Arduine シミュレーション(https://wokwi.com/)
    ➂Desktop Station OPENSOUNDDATA   　　　：鉄道　オープンサウンド（https://desktopstation.net/sounds/index.html）
    ➃DesktopStation SoundProgrammer(DSSP)　：SmileSoundのサウンドデータツール
    ➄NCH Softwaer WavePat 音声編集ソフト
    ➅NCH Softwaer MixPat 多重録音ソフト
*/
/*　リモコンボタンデータテーブル
    列|          |     V1     |     V2     |     V3     |
  行  |          |            |            |            | 
  _______________________________________________________  
  H1  | DataCode | 0xED127F80 | 0xE51A7F80 | 0xE11E7F80 |   
      | Bottan   |   "ON"     |   "OFF"    |   "Mode"   |
  _______________________________________________________
  H2  | DataCode | 0xFE017F80 | 0xFD027F80 | 0xFC037F80 |   
      | Bottan   |   "4H"     |    "8H"    |"Multi Color"|
  _______________________________________________________
  H3  | DataCode | 0xFB047F80 | 0xFA057F80 | 0xF9067F80 |   
      | Bottan   |   V1-H3    |   V2-H3    |   V3-H3    |
  _______________________________________________________
  H4  | DataCode | 0xF8077F80 | 0x7087F80  | 0xF6097F80 |   
      | Bottan   |   V1-H4    |   V2-H4    |   V3-H4    |
  _______________________________________________________
  H5  | DataCode | 0xF50A7F80 | 0xF41B7F80 | 0xE01F7F80 |   
      | Bottan   |   V1-H5    |   V2-H5    |   V3-H5    |
  _______________________________________________________
  H6  | DataCode | 0xF30C7F80 | 0xF20D7F80 | 0xF10E7F80 |   
      | Bottan   |   V1-H6    |   V2-H6    |   V3-H6    |
  _______________________________________________________ 
*/
//
//*********  ライブラリ定義                  ******************************************************
#include "DFRobotDFPlayerMini.h"            // MP3プレイヤライブラリのインクルード
#include "SoftwareSerial.h"                 // シリアル通信ライブラリのインクルード
#include <Servo.h>                          // Servoライブラリのインクルード
#include <IRremote.h>                       // 赤外線リモコンライブラリのインクルード
#include <avr/wdt.h>                        // SleepyDogライブラリのインクルード
//#include <VarSpeedServo.h>                  // VarSpeedServoライブラリのインクルード
Servo myservo;                              // Servoオブジェクトの宣言#include 
//VarSpeedServo myspeedservo;
//
//*********  変数定義                  　　　******************************************************
const int DIN_PIN1 = 8;                     // ➀側センサー信号入力ピン設定:Ｄ８ピン
const int DIN_PIN2 = 9;                     // ➁側センサー信号入力ピン設定:Ｄ９ピン
const int DIN_PIN3 = 10;                    // ➀側センサー信号入力ピン設定:Ｄ１０ピン
const int DIN_PIN4 = 11;                    // ➁側センサー信号入力ピン設定:Ｄ１１ピン
const int LED_PIN1 = A2;                    // LED出力（警報１）ピン設定:Ａ２ピン
const int LED_PIN2 = A3;                    // LED出力（警報２）ピン設定:Ａ３ピン
const int LED_PIN3 = A4;                    // LED出力（遮断機DOWN)ピン設定:Ａ４ピン
const int LED_PIN4 = A5;                    // LED出力（遮断機UP)ピン設定:Ａ５ピン
const int LANP_PIN = 7;                     // 駅照明点灯出力：Ｄ７ピン
const int ReceiverPin = 2;                  // 赤外線受信モジュール接続ピン設定：Ｄ２ピン
const int SV_PIN = 5;                       // サーボモーター制御信号ピン設定：Ｄ５ピン
const int UP_LOCATION = 0;                  // 遮断機が上がった状態のサーボ角度
const int DOWN_LOCATION = 70;               // 遮断機が下りた状態のサーボ角度

volatile int flg = 9;                       // 状態フラグ
                                            // 状態１　：　➀側センサー感知。警報鳴動、遮断機降下
                                            // 状態２　：　➁側センサー感知。警報鳴動、遮断機降下
                                            // 状態３　：　警報停止、遮断機上昇
                                            // 状態９　：　空き状態                                 　                                  　                                  
volatile int i = UP_LOCATION;               // 遮断機位置変数（初期値：上がった状態）
volatile int n = 1;                         // センサ変化点辺出シフトレジスタ変数（初期値：１）

volatile int val1[3] = {1};                 // 踏切➀側startセンサー変化点検出配列（初期値：１）
volatile int val2[3] = {1};                 // 踏切➁側startセンサー変化点検出配列（初期値：１）
volatile int val3[3] = {1};                 // 踏切➀側endセンサー変化点検出配列（初期値：１）
volatile int val4[3] = {1};                 // 踏切➁側endセンサー変化点検出配列（初期値：１）
volatile int val1_up = 1;                   // ➀側センサー立上り（0で立上り検出）
volatile int val2_up = 1;                   // ➁側センサー立上り（0で立上り検出）
volatile int val1_down = 1;                 // ➀側センサー立下り（0で立下がり検出）
volatile int val2_down = 1;                 // ➁側センサー立下り（0で立下がり検出）
volatile int bell_Flag = 0;                 // 発車ベル鳴動フラグ（1で発車ベル起動）

unsigned long startTime;                    // 警報機周期タイマ
unsigned long currentTime;                  // 基本タイマ
const unsigned long interval = 500;         // 警報機LED点灯時間：500ms
unsigned long barrier_startTime;            // 遮断機周期スタート時間
const unsigned long barrier_interval = 50; // サーボ　動作時間/度：50ms
int ledState = LOW;                         // 警報機LEDステータス
unsigned long bell_currentTime;             // 発車ベル基本タイマ
unsigned long bell_startTime;               // 発車ベル鳴動スタート時間
const unsigned long bell_interval = 6500;   // 発車ベル鳴動間：6500ms
unsigned long chatter_currentTime;          // センササンプリング基本タイマ
unsigned long chatter_startTime;            // センササンプリングスタート時間
const unsigned long chatter_interval = 10;  // センササンプリング動間：10ms

IRrecv irrecv(ReceiverPin);                 // IR受信オブジェクトの生成(使用ピンを指定)
decode_results results;                     // 受信情報の格納先(メーカー名/受信したデータ&ビット数など)
SoftwareSerial mySoftwareSerial(13, 12);      // UART通信ピン(RX, TX)
DFRobotDFPlayerMini myDFPlayer;             //
void(* resetFunc)(void) = 0;                // declare reset function @ address 0を指定して実行
//
//*********  setup関数                 　　　******************************************************
void setup()
{
  pinMode( DIN_PIN1, INPUT_PULLUP );        // DIN_PIN1　入力に設定
  pinMode( DIN_PIN2, INPUT_PULLUP );        // DIN_PIN2　入力に設定
  pinMode( DIN_PIN3, INPUT_PULLUP );        // DIN_PIN3　入力に設定
  pinMode( DIN_PIN4, INPUT_PULLUP );        // DIN_PIN4　入力に設定
  pinMode( LED_PIN1, OUTPUT );              // LED_PIN1 出力に設定
  pinMode( LED_PIN2, OUTPUT );              // LED_PIN2 出力に設定
  pinMode( LED_PIN3, OUTPUT );              // LED_PIN3 出力に設定
  pinMode( LED_PIN4, OUTPUT );              // LED_PIN4 出力に設定
  pinMode( SV_PIN, OUTPUT);                 // SV_PIN　出力に設定
  pinMode( LANP_PIN, OUTPUT);               // bell_PIN　出力に設定

  myservo.attach(SV_PIN, 500, 2400);        // サーボの割当(パルス幅500~2400msに指定)

  startTime = millis();                     // start time初期化
  bell_startTime = millis();                // bell_current time初期化
  irrecv.enableIRIn();                      // 赤外線(IR)受信モジュールを有効に

  digitalWrite(LED_PIN1, HIGH);             // LED1 点灯テスト
  digitalWrite(LED_PIN2, HIGH);             // LED2 点灯テスト
  myservo.write(0);                         // サーボモーターテスト：UP_LOCATION(0度)の位置
  delay(2000);
  myservo.write(DOWN_LOCATION);             // サーボモーターテスト：DOWN_LOCATION(90度)の位置
  delay(2000);
  myservo.write(UP_LOCATION);               // サーボモーターテスト終了：遮断機を上げた位置まで動かす
  delay(2000);
  digitalWrite(LED_PIN1, LOW);              // LED1 テスト滅灯
  digitalWrite(LED_PIN2, LOW);              // LED2 テスト滅灯
  
  // DFPlayerを初期化します。
  mySoftwareSerial.begin(9600);             // シリアルポートの転送速度を9600bpsに設定
  Serial.begin(9600);                       // シリアルポートを初期化 9,600 or 115,200
/*
  n = 2;                                   // DFPlyer初期化タイムアウトカウンタ
  while(!myDFPlayer.begin(mySoftwareSerial)){  // 初期化待ち。無限ループ
//   Serial.print(".");                       // デバッグ用
    delay(500);                             // 初期化待ちデイレイ

    if(n <= 0){                             // n = 0 でリセット
 digitalWrite(LED_PIN3, HIGH);             // LED1 点灯テスト    
   delay(1000); 
      resetFunc();                          // Reset Function　コール
    }
    n = n - 1;                              // タイムアウト　カウントダウン
  }
*/
//  myDFPlayer.volume(30);                    // ボリュームの設定　30（設定値は0から30まで可）
  delay(1000);                              // 1sのタイミングを置く
//  myDFPlayer.play(99);                      // DFPlayer mini準備完了音声を流す
}

//
//*********  loop関数                  　　　******************************************************
void loop()
{
//
//*********  赤外線リモコン　受信処理    　　　******************************************************　

  if (irrecv.decode(/*&results*/)){         // 赤外線受信モジュールからデータを受信したかの確認
    Serial.println(irrecv.decodedIRData.decodedRawData, HEX);      // デバッグ用受信データ表示
    switch (irrecv.decodedIRData.decodedRawData){                    // 赤外線受信モジュールからデータを受信したかの確認
//      case 0xED127F80 :                     // "ON"：照明　ON
      case 0x5DA2FF00 :                     // シュミレーション用
//        Serial.println("照明on");           // デバッグ用”照明on”表示
        digitalWrite(LANP_PIN, HIGH);       // 駅照明点灯
      break;
 
//      case 0xE51A7F80:                      // "OFF"：照明　OFF
      case 0x1DE2FF00:                      // "OFF"：照明　OFF
//        Serial.println("照明off");          // デバッグ用”照明off”表示
        digitalWrite(LANP_PIN, LOW);        // 駅照明滅灯
      break;

      case 0xE11E7F80:                      // "Mode"が押された時
        Serial.println("Mode");             // デバッグ用”Mode”表示
        resetFunc();                        //call reset
        wdt_enable(0);                      // Watchdogの実行
        while (1) {
          Serial.println("WDT");            // デバッグ用”Mode”表示          
        }
      break;

      case 0xFE017F80:                      // "4H"：発射ベル鳴動⇒踏切移動
        bell_Flag = 1;                      // ベル鳴動フラグ　1：ベル鳴動
//        Serial.println("発射ベル鳴動");      // デバッグ用”発射ベル鳴動”表示
        myDFPlayer.loop(1);                 // DFPlayer mini ベル音再生
        bell_startTime = bell_currentTime;  // bell_startTimeheへ現在のタイム値を設定
      break;

      case 0xFD027F80:                      // "8H"が押された時
//        Serial.println("8H");               // デバッグ用”8H”表示
      break;

      case 0xFC037F80:                      // "Multi Color"が押された時
//        Serial.println("8H");               // デバッグ用”Multi Color”表示
      break;

      case 0xFB047F80:                      // 警笛鳴動
        myDFPlayer.play(3);                 // DFPlayer mini 警笛音再生
      break;
 
      case 0xFA057F80:                      // コンプレッサ
        myDFPlayer.play(4);                 // DFPlayer mini コンプレッサ音再生
      break;

      case 0xF9067F80:                      // "V3-H3"が押された時
//        Serial.println("V3-H3");            // デバッグ用”V3-H3”表示
      break; 
 
      case 0xF8077F80:                      // ATS
        myDFPlayer.play(5);                 // DFPlayer mini ATS音再生
      break;

      case 0xF7087F80:                      // ドア開ける
        myDFPlayer.play(6);                 // DFPlayer mini ドア開音再生
      break;
 
      case 0xF6097F80:                      // ドア閉める
        myDFPlayer.play(7);                 // DFPlayer mini ドア閉音再生
      break;
 
      case 0xF50A7F80:                      // 発車音
        myDFPlayer.play(8);                 // DFPlayer mini 発車音再生
      break;

      case 0xE41B7F80:                      // ブレーキ解放
        myDFPlayer.play(9);                 // DFPlayer mini ブレーキ解放音再生
      break;

      case 0xE01F7F80:                      // V1-H6が押された時
//        Serial.println("V1-H5");            // デバッグ用”V1-H6”表示
      break;

      case 0xF30C7F80:                      // V1-H6が押された時
//        Serial.println("V1-H6");            // デバッグ用”V1-H6”表示
      break;

      case 0xF20D7F80:                      // V2-H6が押された時
//        Serial.println("V2-H6");            // デバッグ用”V2-H6”表示
      break;

      case 0xF10E7F80:                      // V3-H6が押された時
//        Serial.println("V3-H6");            // デバッグ用”V3-H6”表示
      break;

      default:                              // それ以外
//        Serial.println("未割り当てのキー");  //  デバッグ用”未割り当てのキー”表示
      break;
    }
  }
  irrecv.resume();                          // 次の値を受け取る
//
//*********  列車通過時のセンサーの変化点検出  ******************************************************
  chatter_currentTime = millis(); 
  if (chatter_currentTime - chatter_startTime >= chatter_interval){  // サンプリング時間毎に実行
    chatter_startTime = chatter_currentTime;  // センササンプリングスタート時間初期化
    val1[2] = val1[1];                        // シフト(配列0　⇒　配列1)
    val2[2] = val2[1];                        // シフト(配列1　⇒　配列2)
    val1[1] = val1[0];                        // シフト(配列0　⇒　配列1)
    val2[1] = val2[0];                        // シフト(配列1　⇒　配列2)
    val3[2] = val3[1];                        // シフト(配列0　⇒　配列1)
    val4[2] = val4[1];                        // シフト(配列1　⇒　配列2)
    val3[1] = val3[0];                        // シフト(配列0　⇒　配列1)
    val4[1] = val4[0];                        // シフト(配列1　⇒　配列2)

    val1[0] = digitalRead(DIN_PIN1);        // ➀側センサー状態を読む
    val2[0] = digitalRead(DIN_PIN2);        // ➁側センサー状態を読む
    val3[0] = digitalRead(DIN_PIN3);        // ➀側センサー状態を読む
    val4[0] = digitalRead(DIN_PIN4);        // ➁側センサー状態を読む  
/*
  この記述では、Sarvo出力が停止する。原因不明
  記述をlin168～174に変更する　
  val1[n] = val1[n - 1];                    // シフト(配列0　⇒　配列1)
  val2[n] = val2[n - 1];                    // シフト(配列1　⇒　配列2)
  if (n < 3) {                              // 配列引数 0～2の場合
    n = n + 1;                              // 配列引数 ＋　１
  }
  else {
    n = 1;                                  // 配列引数 0～2以外、初期化
  }
*/
    if (val1[1] == 0 and val1[2] == 1 ) {     // ➀側センサー立上り検出
      val1_up = 0;                            // ➀側センサーupフラグ　セット
    }
    else {
      val1_up = 1;                            // ➀側センサーupフラグ　クリア
    }
    if (val4[1] == 1 and val4[2] == 0 ) {     // ➀側センサー立下り検出
      val1_down = 0;                          // ➀側センサーdownフラグ　セット
    }
    else {
      val1_down = 1;                          // ➀側センサーdownフラグ　クリア
    }
    if (val2[1] == 0 and val2[2] == 1 ) {     // ➁側センサー立上り検出
      val2_up = 0;                            // ➁側センサーupフラグ　セット
     }
    else {
      val2_up = 1;                            // ➁側センサーupフラグ　クリア
    }
    if (val3[1] == 1 and val3[2] == 0 ) {     // ➁側センサー立下り検出
      val2_down = 0;                          // ➁側センサーフラグ　セット
    }
    else {
      val2_down = 1;                          // ➁側センサーdownフラグ　クリア
    }
  }
//
//*********  発車ベル鳴動　⇒　踏切始動       ******************************************************　
  bell_currentTime = millis(); 
  if(bell_Flag == 1){
    if (bell_currentTime - bell_startTime >= bell_interval){
        val1_up = 0;                        // ➀側センサーupフラグ　セット :　踏切動作開始   
//        Serial.println("発車ベル鳴動　val1_up=0");         // デバッグ表示＿状態１へ移行      
        bell_Flag = 0;                      // bell鳴動フラグ　0：ベル停止
    }
  }
//
//*********  踏切の始動（警報音の鳴動）       ******************************************************
  if (val1_up == 0 and flg == 9) {          // ➀側センサー入力ピン状態がLOW（0）に変化したら以下の処理を行う
//    myDFPlayer.loop(2);                     // DFPlayer mini 警報音再生
    flg = 1;                                // 状態フラグを１にする 
    Serial.println("状態１");               // デバッグ表示＿状態１へ移行
    i = UP_LOCATION;                        // 遮断機位置変数ｉを遮断機が上がった状態に初期化
  }
  else{
    if (val2_up == 0 and flg == 9) {        // ➁側センサー入力ピン状態がLOW（0）に変化したら以下の処理を行う
//      myDFPlayer.loop(2);                   // DFPlayer mini 警報音再生
      flg = 2;                              // 状態フラグを２にする 
      Serial.println("状態２");             // デバッグ表示＿状態２へ移行       
      i = UP_LOCATION;                      // 遮断機位置変数ｉを遮断機が上がった状態に初期化
    }
  }
//
//*********  遮断機降下                      ******************************************************
  if (flg == 1 or flg == 2) {               // 状態フラグが１または２の場合、以下の処理を行う
    currentTime = millis();                 // current time読み込み
     if (i <= DOWN_LOCATION ) {             // 遮断機位置変数を遮断機が下がった状態まで繰り返す
      if (currentTime - barrier_startTime >= barrier_interval)  // 遮断機を1度ずつ動作させる時間判断
      {
        barrier_startTime = currentTime;    // barrier_startTimeheへ現在のタイム値を設定
//        Serial.print("サーボ角度　ｉ=");     // デバッグ表示＿状態１へ移行
//        Serial.println(i);                  // デバッグ表示＿状態１へ移行
        myservo.write(i);                   // 遮断機位置変数の位置へサーボモーターを動かす
        i = i + 1;                          // 遮断機位置変数をカウントUP
        digitalWrite(LED_PIN3, HIGH);       // テスト用遮断器DOWN　LED
      }
    }
    else {
      digitalWrite(LED_PIN3, LOW);          // テスト用遮断器DOWN　LED
    }
//
//*********  警報機の点滅                    ******************************************************
    if (currentTime - startTime >= interval) {    // 信号を切替える時間判断
      startTime = currentTime;              // startTimeheへ現在のタイム値を設定

      if (ledState == LOW) {                // 交互に点灯させる判断
        ledState = HIGH;                    // 信号LEDステータスにHIGHを設定
      } else {
        ledState = LOW;                     // 信号LEDステータスにLOWを設定
      }

      digitalWrite(LED_PIN1, ledState);     // 信号LED１を設定
      digitalWrite(LED_PIN2, !ledState);    // 信号LED２を設定
    }

  }
//  
//*********  踏切の停止                      ******************************************************
  if ((val2_down == 0 and flg == 1) or (val1_down == 0 and flg ==2)) {
            // 踏切出側センサー入力ピン状態がLOW（0）だったら以下の処理を行う
    Serial.println("状態３");                // デバッグ表示＿状態３へ移行
//    Serial.println(i);                      // デバッグ表示＿ｉカウンタ 
    flg = 3;                                // フラグを３（にして、LED点滅停止
    digitalWrite( LED_PIN2, LOW );          // 信号LED２を消灯
    digitalWrite( LED_PIN1, LOW );          // 信号LED１を消灯
//    myDFPlayer.pause();                     // DFPlayer mini 警報音停止
  }
//
//*********  遮断機の上昇                    ****************************************************** 
  if (flg == 3) {                           // 状態フラグが３の場合、以下の処理を行う
    currentTime = millis();                 // current time読み込み
    if (i >= UP_LOCATION ) {                // 遮断機位置変数を遮断機が上がった状態まで繰り返す
//      Serial.println(currentTime);          // デバッグ表示＿currentTime
//      Serial.println(barrier_startTime);    // デバッグ表示＿barrier_startTime       
      if (currentTime - barrier_startTime >= barrier_interval) {
//        Serial.println(i);                  //  デバッグ表示＿状態３へ移行
        barrier_startTime = currentTime;
        myservo.write(i);                   // 遮断機位置変数ｉの位置へサーボモーターを動かす
        i = i - 1;                          // 遮断機位置変数をカウントDOWN
        digitalWrite(LED_PIN4, HIGH);       // テスト用遮断器UP　LED
      }
    }
    else {
//      Serial.println("状態９");             //  デバッグ表示＿状態９へ移行 
      flg = 9;                              // 状態フラグを９にする 
      digitalWrite(LED_PIN4, LOW);          // テスト用遮断器UP　LED
    }
  }
}