#include <WiFi.h>         // Inclui a biblioteca WiFi para comunicação Wi-Fi
#include <PubSubClient.h> // Inclui a biblioteca PubSubClient para comunicação MQTT
#include <NTPClient.h>  // inclui biblioteca para trabalhar com NTP (Network Time Protocol)
#include <WiFiUdp.h>    // inclui biblioteca para UDP sobre Wi-Fi
#include <LiquidCrystal_I2C.h> // inclui biblioteca para controle de LCD

#define SSID        "Wokwi-GUEST"       // Define o nome da rede Wi-Fi
#define PASS        ""                  // Define a senha da rede Wi-Fi (vazia)
#define MQTTSERVER  "test.mosquitto.org"// Define o servidor MQTT
#define PORT        1883                // Define a porta do servidor MQTT

// define o número de colunas e linhas do LCD
#define COLUNAS 20  // número de colunas no LCD
#define LINHAS 4    // número de linhas no LCD

char clientId[50];  // Variável para armazenar o ID do cliente MQTT
char ad_array[5];   // Variável para armazenar o valor do ADC

WiFiClient espClient;           // Cria um objeto WiFiClient para comunicação Wi-Fi
PubSubClient client(espClient); // Cria um objeto PubSubClient para comunicação MQTT

unsigned long int time_ms;// Variável para armazenar o tempo em milissegundos
unsigned int valor_ad;    // Variável para armazenar o valor lido do ADC

bool flag_inicializacao = 0; // bandeira para inicialização do sistema

String atual, anterior = ""; // strings para armazenar a hora atual e anterior

WiFiUDP ntpUDP; // objeto UDP para conexão com NTP
NTPClient timeClient(ntpUDP, "a.st1.ntp.br", -10800, 60000);  // cliente de tempo NTP

// define o endereço do LCD (0x27), número de colunas e linhas
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, COLUNAS, LINHAS);

void setup()
{
  Serial.begin(115200);      // Inicializa a serial com uma taxa de baudios de 115200
  randomSeed(analogRead(0)); // Semente aleatória para gerar números aleatórios
  
  lcd.init(); // inicia o LCD
  lcd.backlight(); // liga a luz de fundo do LCD

  delay(10); // Atraso de 10 milissegundos

  Serial.print("Se conectando a: ");  // Imprime o nome da rede Wi-Fi
  Serial.println(SSID);               // Imprime o nome da rede Wi-Fi

  WiFi.begin(SSID, PASS);             // Se conecta ao Wi-Fi com as credenciais definidas
  
  while(WiFi.status() != WL_CONNECTED)// Verifica se a conexão foi bem-sucedida
  {
    delay(1000);      // Atraso de 1 segundo
    Serial.print(".");// Imprime um ponto para indicar o progresso da conexão

    delay(500); // aguarda 0.5 segundos
        lcd.setCursor(0, 0);  // posiciona o cursor na primeira coluna, primeira linha do LCD
        if(flag_inicializacao)
        {
            lcd.print("Conectando..."); // impressão da mensagem "Conectando..."
        }
        else
        {
            lcd.print("             "); // limpa o LCD antes do início da conexão Wi-Fi
        }

        Serial.print("."); // imprime um ponto para indicar a progresso da inicialização

        flag_inicializacao = !flag_inicializacao; // alterna a flag de inicialização
  }

  WiFi.mode(WIFI_STA);// Define a modalidade da conexão Wi-Fi (modo estação)

  Serial.println(""); // Pula uma linha
  Serial.println("Conexão Wi-Fi realizada");
  Serial.print("Endereço IP: ");  // Imprime o endereço IP do dispositivo
  Serial.println(WiFi.localIP()); // Imprime o endereço IP local

  Serial.println("\nConectado");
  Serial.print("IP: ");
  Serial.println(WiFi.localIP()); // impressão do endereço IP local

  lcd.clear(); // limpa o LCD antes da impressão da mensagem final
  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print("Conectado!");  // impressão da mensagem "Conectado!"
  lcd.setCursor(0, 1);
  lcd.print("IP: ");
  lcd.print(WiFi.localIP());// impressão do endereço IP local

  timeClient.begin(); // inicia o cliente de tempo NTP

  client.setServer(MQTTSERVER, PORT); // Define o servidor MQTT e a porta
  client.setCallback(callback);       // Define uma função de callback para lidar com as mensagens recebidas
}

void mqttReconnect()
{
  while(!client.connected())  // Verifica se a conexão MQTT não está estabelecida
  {
    Serial.print("Tentando conexão MQTT... ");  // Imprime um mensagem indicando que a conexão MQTT está sendo tentada
    
    long r = random(1);       // Gera um número aleatório para usar como ID do cliente
    sprintf(clientId, "clientId-%ld", r); // Formata o ID do cliente com o número aleatório

    if(client.connect(clientId))    // Tenta se conectar ao servidor MQTT com o ID do cliente
    {
      Serial.print(clientId);       // Imprime o ID do cliente conectado
      Serial.println(" conectado"); // Imprime uma mensagem indicando que a conexão foi estabelecida
    
      client.subscribe("topicName");  // Se inscreve no tópico "topicName"
    }
    else
    {
      Serial.print("falhou, rc=");    // Imprime um erro de conexão MQTT
      Serial.print(client.state());   // Imprime o estado da conexão MQTT
      Serial.println(" tentando novamente em 5 segundos");  // Imprime uma mensagem indicando que a conexão será tentada novamente após 5 segundos
    
      delay(5000);  // Atraso de 5 segundos antes de tentar se conectar novamente
    }
  }
}

void callback(char* topic, byte* message, unsigned int length)
{
  Serial.print("Mensagem recebida no tópico: ");  // Imprime o nome do tópico que a mensagem foi enviada
    
  Serial.print(topic);          // Imprime o nome do tópico
  Serial.print(". Mensagem: "); // Imprime uma mensagem indicando que uma mensagem foi recebida
  
  String stMessage; // Variável para armazenar a mensagem recebida como string

  for(int i = 0; i < length; i++)
  {
    Serial.print((char)message[i]); // Imprime cada caractere da mensagem
    stMessage += (char)message[i];  // Adiciona cada caractere à variável de armazenamento
  }
}

void loop()
{
  if(!client.connected()) // Verifica se a conexão MQTT não está estabelecida
  {
    mqttReconnect();      // Tenta se conectar ao servidor MQTT novamente
  }

  client.loop();          // Mantém a conexão MQTT ativa

  if(millis() - time_ms >= 500) 
   {
     time_ms = millis();
     valor_ad = analogRead(39); // Lê o valor do ADC
     sprintf(ad_array, "%04d", valor_ad);
     Serial.print("ADC: ");
     Serial.println(ad_array);
     lcd.setCursor(3, 3);
     lcd.print(valor_ad);       // impressão da hora atual na tela LCD
     client.publish("esp32/adc", ad_array);
   }
  
    if(millis() - time_ms >= 1000) 
    {
        time_ms = millis();
        timeClient.update(); // atualiza a hora com base no servidor NTP
        atual = timeClient.getFormattedTime();// obtém a hora formatada do cliente de tempo NTP
    }

    if(atual != anterior) 
    {
        anterior = atual;
        Serial.println(atual);  // impressão da hora atual no console serial
        lcd.setCursor(0, 3);
        lcd.print(valor_ad);       // impressão da hora atual na tela LCD
    }

}