#include <SPI.h>
#include <Wire.h>
#include <LiquidCrystal_I2C.h>
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 20, 4);	//IC PCF8574T USE 0x27 0x3F

unsigned short C_01 = 0;
unsigned short C_02 = 0;
unsigned short C_03 = 0;
unsigned short C_04 = 0;
unsigned short C_05 = 0;

unsigned short P_01 = 0;
unsigned short P_02 = 0;
unsigned short P_03 = 0;
unsigned short P_04 = 0;
unsigned short P_05 = 0;

byte flag_01 = 0;
byte flag_02 = 0;
byte flag_03 = 0;
byte flag_04 = 0;
byte flag_05 = 0;

byte led_sys      = 2;
byte sw_start     = 3;
int pump1         = 4;
byte led_drain    = 5;
byte led_lowtank  = 6;
byte led_fulltank = 7;

int pizo    = 8;               //กำหนดขา 11 (pizzo) เป็นชนิด int
int tricker = 10;	              //กำหนดขา 13 (Tricker) เป็นชนิด int (จำนวนเต็ม)
int echo    = 9;		            //กำหนดขา 12 (Echo) เป็นชนิด int (จำนวนเต็ม)
int temp01   = A0;              // กำหนดขา A0 (temp01) เป็นชนิด int (จำนวนเต็ม)
int pressure_01   = A1;         // กำหนดขา A1 (pressure_01) เป็นชนิด int (จำนวนเต็ม)

//******************* กำหนดชนิดค่าตัวแปร *******************//
float cm = 0;			              //กำหนดค่า cm (เซ็นติเมตร) เป็นชนิด int (จำนวนเต็ม)และให้มีค่าเริ่มต้นที่ 0
int inch = 0;		                //กำหนดค่า inch (นิ้ว) เป็นชนิด int (จำนวนเต็ม)และให้มีค่าเริ่มต้นที่ 0
long distance = 0;              //กำหนดค่าระยะทาง (distance) เป็นชนิด long (มีทศนิยม)
byte led_state = 1;             //กำหนดตัวแปรสถานะ led_sys ชื่อ state เป็นชนิด byte มีค่าเป็น HIGH
byte pump1_status = 0;          //ค่าตัวแปร pump1_status เป็นชนิด byte มีค่าเริ่มต้น = 0
byte press_status = 0;          //ค่าตัวแปร press_status เป็นชนิด byte มีค่าเริ่มต้น = 0
byte sw_status = 0;             //ค่าตัวแปร sw_status เป็นชนิด byte มีค่าเริ่มต้น = 0
int water_L1 = 30;              //ระดับน้ำ (Water Level 1) ในแท็งค์  30 cm. ระยะห่างจากหัว Sensor ถึงระดับน้ำ
int water_L2 = 35;              //ระดับน้ำ (Water Level 2) ในแท็งค์  35 cm. ระยะห่างจากหัว Sensor ถึงระดับน้ำ
int water_L3 = 150;             //ระดับน้ำ (Water Level 3) ในแท็งค์  150 cm. ระยะห่างจากหัว Sensor ถึงระดับน้ำ
byte water_S1 = 0;              //ตัวแปรสถานะของน้ำในถัง Full Tank water_S1 = HIGH
byte water_S2 = 0;              //ตัวแปรสถานะของน้ำในถัง Low Tank water_S2 = HIGH
float press_L1 = 40.50;         //Pressure Level กำหนดค่าแรงดันที่จะให้ระบบ Drain ทำงาน (40.5 psi, หรือ 2.79 bar)
float val_psi = 0;
float val_bar = 0;
float val_kcm = 0;
float val_kpa = 0;
byte drain_status = 0;
bool button_state_01 = false;   //ตัวแปรเก็บสถานะของ sw_start เป็นชนิด Boolean มีค่า 2 สถานะ คือ True, False

void setup() {
  Serial.begin(9600);

  lcd.begin(20, 4);                   //เริ่มต้นใช้งานจอ LCD เป็นชนิด 20 ตัวอักษร 4 แถว
  lcd.clear();                        //Clear หน้าจอ LCD ทั้งหมดให้ว่าง
  lcd.backlight();                    //เปิด Back Light
  lcd.setCursor(0, 0);                //Set ตำแหน่ง Cursor ไปที่ อัษรตัวที่ 1 แถวที่ 1
  lcd.display();                      //เปิดใช้งานจอ LCD

  pinMode(led_sys, OUTPUT);           //กำหนด led_sys = ขา 2 เป็นขา Output
  pinMode(sw_start, INPUT_PULLUP);    //กำหนด sw_start = ขา 3 เป็นขา Input_pullup
  pinMode(pump1, OUTPUT);             //กำหนด pump1 = ขา 8 เป็นขา Output
  pinMode(led_drain, OUTPUT);         //กำหนด led_drain = ขา 5 เป็นขา Output
  pinMode(led_lowtank, OUTPUT);       //กำหนด led_lowtank = ขา 6 เป็นขา Output
  pinMode(led_fulltank, OUTPUT);      //กำหนด led_fulltank = ขา 7 เป็นขา Output
  pinMode(tricker, OUTPUT);           //กำหนด tricker = ขา 13 เป็นขา Output
  pinMode(echo, INPUT);               //กำหนด echo = ขา 12 เป็นขา Input
  pinMode(pizo, OUTPUT);              //กำหนด pizo = ขา 11 เป็นขา Output
  pinMode(temp01, INPUT);             //กำหนดขา temp01 (ขา A0) เป็นขา INPUT; (รับสัญญาณ Analog จาก NTC Termisistor 10K)
  pinMode(pressure_01, INPUT);        //กำหนดงขา pressure_01 (ขา A1) เป็นขา output; (sensor แรงดัน)
}

void loop() {
    led_system();
    ultarsonic();
    push_start();
    pressure_s1();
    display();

    Serial.print("Pump_Status : ");
    Serial.print(pump1_status);  
    Serial.print("  Pressure Status : ");
    Serial.print(press_status);
    Serial.print("  Pump : ");
    Serial.print(digitalRead(pump1));
    Serial.print("  button_state_01 : ");
    Serial.println(button_state_01);
     
}
/**************************** Function System LED Brink Program ***************************/
void led_system() {
      C_01 = millis();
  if (C_01 - P_01 >= 200) {               // ถ้าค่าของเวลาปัจุบัน (C_01) - เวลา P_01 มีค่ามากกว่า 200 mS ถ้าค่าเป็นจริง
      P_01 = C_01;                        // ให้ค่าเวลาที่ผ่านมา (P_01) = เวลาปัจจุบัน (C)
      flag_01 = 1;                        // ให้ flag_01 มีค่า = 1 (เปลี่ยนสถานะจาก 0 ให้เป็น 1)
    if (flag_01 == 1) { flag_01 = 0;  }   // ถ้า flag_01 = 1 ให้ Clear flag_01 = 0

    if (led_state == 1) { led_state = 0;      }   // ถ้าค่าของ state_01 = 1 ให้ Clear ค่า state_01 = 0
    else if (led_state == 0) { led_state = 1; }   // ถ้าค่าของ state_01 = 0 ให้ Clear ค่า state_01 = 1
    digitalWrite(led_sys, led_state);     }
}
/**************************** Function Ultarsonic Water Level *****************************/
void ultarsonic() {
        C_02 = millis();
    if (C_02 - P_02 >= 250)                 {       // ถ้าค่าของเวลาปัจุบัน (C) - เวลา P_04 มีค่ามากกว่า 1000 mS ถ้าค่าเป็นจริง
        P_02 = C_02;                                // ให้ค่าเวลาที่ผ่านมา (P_04) = เวลาปัจจุบัน (C)
        flag_02 = 1;                                // เให้ flag_04 มีค่า = 1 (เปลี่ยนสถานะจาก 0 ให้เป็น 1)
    if (flag_02 == 1) { flag_02 = 0; }              // ถ้า flag_04 = 1

 for (int i = 0; i <= 10; i++) {
    digitalWrite(tricker, LOW);			                //สั่งให้ขา tricker (ขา 2) เป็น LOW
    digitalWrite(tricker, HIGH);		                //สั่งให้ขา tricker (ขา 2) เป็น HIGH
    digitalWrite(tricker, LOW);                     //สั่งให้ขา tricker (ขา 2) เป็น LOW
    distance = pulseIn(echo, HIGH);		              //รับสัญญาณ HIGH จากขา echco แล้วไปเก็บไว้ที่ distance
    cm = distance * 0.0343 / 2;			                //เสียงเดินทางด้วยความเร็ว 346.3 m/S ที่อุณหภูมิ 25c  (346.3)
    inch = distance * 0.01362 / 2;	                //แปลงหน่วยจาก cm. เป็นinch = 0.0346/2.54
    delay (10); }

    if ((cm < water_L1) && (cm <= water_L2)) {      //ถ้าระดับน้ำในแท็งค์ถึง Sensor ห่างน้อยกว่า water_L1 (30 cm.) และมีค่ามากกว่าหรือเท่ากับ water_L2 (35 cm.)
          water_S1 = 1;                             //ให้ตัวแปรสถานะของน้ำในถัง Full Tank water_S1 = HIGH (ค่าเดิมเป็น LOW)
          water_S2 = 0;                             //ให้ตัวแปรสถานะของน้ำในถัง Low Tank water_S2 = LOW  (ค่าเดิมเป็น LOW)
          pump1_status = 0;                         //ให้ค่าตัวแปรสถานะของ PUMP = LOW 
          digitalWrite(led_fulltank, HIGH);         //ให้ LED FULL TANK ติด
          digitalWrite(led_lowtank, LOW);           //ให้ LED LOW TANK ดับ
    if (press_status == 1)            {             //ถ้าสถานะของแรงดัน = 1
          digitalWrite(pump1, HIGH);                //ให้ Pump1 ทำงาน
          pump1_status = 1;
          delay(20);                  }
          if((press_status == 0))     {
            digitalWrite(pump1, LOW); }              //ให้ PUMP หยุดการทำงาน    
          }
        
    else if ((cm >= water_L2) && (cm <= water_L3)) { //ถ้าระดับน้ำในแท็งค์ถึง Sensor ห่างมากกว่า water_L2 (35 cm.) และมีค่าน้อยกว่าหรือเท่ากับ water_L3 (150 cm.)
        water_S1 = 0;                                 //ให้ตัวแปรสถานะของน้ำในถัง Full Tank water_S1 = LOW (ค่าเดิมเป็น LOW)
        water_S2 = 0;                                 //ให้ตัวแปรสถานะของน้ำในถัง Low Tank water_S2 = LOW  (ค่าเดิมเป็น LOW)
        pump1_status = 1;                             //ให้ค่าตัวแปรสถานะของ PUMP = HIGH
        digitalWrite(led_fulltank, LOW);              //ให้ LED FULL TANK ดับ
        digitalWrite(pump1, HIGH);                    //ให้ PUMP ทำงาน
        digitalWrite(led_lowtank, LOW);               //ให้ LED LOW TANK ดับ
        delay (100);                                }

    else if (cm > water_L3)                        { //ถ้าระดับน้ำในแท็งค์ถึง Sensor ห่างมากกว่า water_L3 (150 cm.) 
        water_S1 = 0;                                 //ให้ตัวแปรสถานะของน้ำในถัง Full Tank water_S1 = LOW (ค่าเดิมเป็น LOW)
        water_S2 = 1;                                 //ให้ตัวแปรสถานะของน้ำในถัง Low Tank water_S2 = HIGH  (ค่าเดิมเป็น LOW)
        pump1_status = 1;                             //ให้ค่าตัวแปรสถานะของ PUMP = HIGH
        digitalWrite(led_fulltank, LOW);              //LED Full Tank ดับ
        digitalWrite(pump1, HIGH);                    //สั่งให้ Pump บาดาล ทำงาน สูบน้ำไปเก็บไว้ใน Tank
        digitalWrite(led_lowtank, HIGH);              //LED Low Tank ติด
        tone(pizo, 600, 50);                          //Pizzo ส่งสัญญาณเตือน 60 Hz ทุก 100 mS
        delay(200);
        digitalWrite(led_lowtank,LOW);              }
      else { pump1_status = 0; }  
    }
        //Serial.print("Distance : ");
        //Serial.print(cm);
        //Serial.println(" cm.");
  }
/******************************** Function Pressure Sensor ********************************/
 void pressure_s1() {

  float analogValue_01 = analogRead(pressure_01);
  int spec_sensor = 60;  // pressure sensor 30 psi : 4.5 v

    val_psi = (analogValue_01 / (1023 / spec_sensor));  // ค่าที่อ่านได้ / (1203 / สเป็คของ Pressure Senson ? psi)
    val_bar = (val_psi * 0.0689475729);                 // 1 psi = 0.0689475729 bar
    val_kcm = (val_psi * 0.070307);                     // 1 psi = 0.070307 Kg/cm2
    val_kpa = (val_psi * 6.89476);                      // 1 psi = 6.89476 Kpa
       C_05 = millis();                                 // ตัวแปรเก็บค่าเวลาปัจจุบัน กำหนดให้เป็น millis()

  //********* ถ้าความดันในระบบกรองกรองทราย สูงกว่าค่าที่กำหนด ให้หน่วงเวลาก่อนเปิดระบบ Darin น้ำทิ้ง 0.2 วินาที ********//
  
      if ((val_psi >= press_L1)) {           //ถ้าค่าแรงดันที่อ่านได้ (val_psi) มีค่าเท่ากับหรือมากกว่า press_L1 (40.5 psi 2.79 bar)
      for (int i = 0; i <= 10; i++) {        //วนลูปตรวจเช็คโดยใช้คำสั่ง for ตรวจเช็คแรงดันในชุดกรองทราย โดยวน 10 ครั้ง ทุกๆ 20 mS
          press_status = 1;                  //เมื่อเป็นจริง ให้ค่าตัวแปร press_status = 1
          pump1_status = 1;                  //เมื่อเป็นจริง ให้ค่าตัวแปร pump1_status = 1
          digitalWrite(pump1, HIGH);         //สั่งให้ Pump1 ทำงาน เพื่อดันน้ำให้ล้าระบบกรอง
          digitalWrite(led_drain, HIGH);     //สั่งเปิด Solenoid valve เพื่อทำการ Darin น้ำในระบบกรองทรายทิ้ง
          delay(20);                }
        }
//***************************** ส่วนของ Program Muti Tasking หน่วงเวลา 30 วินาที่ **************************//        

        if (C_05 - P_05 >= 30000) {         // ถ้าค่าของเวลาปัจุบัน (C_05) - เวลา P_05 มีค่ามากกว่า 30000 mS (30 sec.) ถ้าค่าเป็นจริง
            P_05 = C_05;                    // ให้ค่าเวลาที่ผ่านมา (P_05) = เวลาปัจจุบัน (C_05)
            flag_05 = 1;                    // ให้ flag_05 มีค่า = 1 (เปลี่ยนสถานะจาก 0 ให้เป็น 1)                       
        if (flag_05 == 1) { flag_05 = 0; }  // ถ้า flag_05 = 1  Clear flag_05 = 0
//********************** หลังจากมีการ Drain น้ำเพื่อล้างเครื่องกรอง เป็นเวลา 30 Sec. แล้ว ***********************//

           pump1_status = 0;                // ให้ค่าตัวแปร pump1_status กลับไปมีค่า = 0
           press_status = 0;                // ให้ค่าตัวแปร press_status กลับไปมีค่า = 0
        
        if ((pump1_status == 0) && (press_status == 0)) {   //ถ้าตัวแปร pump1_status มีค่าเท่ากับ 0, และ press_status มีค่าเท่ากับ 0
            digitalWrite(pump1, LOW);                       //สั่งให้ Pump 1 หยุดการทำงาน
            digitalWrite(led_drain, LOW); }                 //สั่งให้ led_darin ดับ
      }
          // Serial.print("Pressure :  ");
          // Serial.print(val_psi);
          // Serial.print(" psi  ");
          // Serial.print(val_bar);
          // Serial.print(" bar  ");
          // Serial.print(val_kcm);
          // Serial.print(" K/cm2  ");
          // Serial.print(val_kpa);
          // Serial.println(" Kpa");
} 
  //     pressure sensor (1 psi = 0.0689475729 bar = 0.070307 kg/cm2 = 6.89476 Kpa)
  //       05 psi (0.3447378647 bar)  = 0.900 v/psi
  //       15 psi (1.034213594 bar)   = 0.300 v/psi
  //       30 psi (2.068427188 bar)   = 0.150 v/psi
  //       60 psi (4.1368 bar)        = 0.075 v/psi
  //      100 psi (6.8947572932 bar)  = 0.045 v/psi
  //      150 psi (10.34213594 bar)   = 0.030 v/psi
  //      200 psi (13.789514586 bar)  = 0.023 v/psi
  //      300 psi (20.68427188 bar)   = 0.015 v/psi
  //      500 psi (34.473786466 bar)  = 0.009 v/psi
  //     1000 psi (68.947572932 bar) = 0.0045 v/psi 

/************************************** Function LCD **************************************/
void display() {
      String ft = "FULL TANK";
      String pw = "PUMP WORK";
      String lt = "LOW TANK"; 
      String dw = "DRAIN WATER";
      String nm = "NORMAL";

       C_04 = millis();                       // ตัวแปรเก็บค่าเวลาปัจจุบัน กำหนดให้เป็น millis()
    if (C_04 - P_04 >= 250) {                 // ถ้าค่าของเวลาปัจุบัน (C) - เวลา P_10 มีค่ามากกว่า 50 mS ถ้าค่าเป็นจริง
        P_04 = C_04;                          // ให้ค่าเวลาที่ผ่านมา (P_10) = เวลาปัจจุบัน (C)
        flag_04 = 1;                          // เให้ flag_10 มีค่า = 1 (เปลี่ยนสถานะจาก 0 ให้เป็น 1)
    if (flag_04 == 1) { flag_04 = 0; }        // ถ้า flag_10 = 1  Clear flag_10 = 0

          lcd.setCursor(0, 0);
          lcd.print(" GUNTAR SUBMER PUMP");
          lcd.setCursor(0, 1);			          //Set Cursor ของ LCD ไปยังแถวที่ 1 ตำแหน่งที่ 1
          lcd.print(cm);			                //แสดงผล counter_01
          lcd.setCursor(5, 1);			          //Set Cursor ของ LCD ไปยังแถวที่ 1 ตำแหน่งที่ 5
          lcd.print("cm ");			              //แสดงผล counter_01
   
    if ((water_S1 == HIGH) && (water_S2 == LOW)) {            //ถ้าค่าตัวแปร water_S1 = 1 และ water_S2 = 0
          lcd.setCursor(9, 1);			                          //Set Cursor ของ LCD ไปยังแถวที่ 1 ตำแหน่งที่ 8
          lcd.print("");
          lcd.print(ft);	                                    //Clear แถวที่ 2 (16 ตัวอักษรให้ว่าง)  
      } else if ((water_S1 == LOW) && (water_S2 == LOW)) {
          lcd.setCursor(9, 1);			                          //Set Cursor ของ LCD ไปยังแถวที่ 1 ตำแหน่งที่ 8
          lcd.print("");
          lcd.print(pw);
      } else if ((water_S1 == LOW) && (water_S2 == HIGH)) {   //ต่อกับขา 6
          lcd.setCursor(9, 1);			                          //Set Cursor ของ LCD ไปยังแถวที่ 1 ตำแหน่งที่ 8
          lcd.print("");
          lcd.print(lt);        }

          lcd.setCursor(0, 2);
          lcd.print("Pressure : ");
          lcd.setCursor(11, 2);
          lcd.print(val_psi);
          lcd.setCursor(17, 2);
          lcd.print("psi");

          lcd.setCursor(12, 3);
          lcd.print(val_bar);
          lcd.setCursor(17, 3);
          lcd.print("bar");

          if (press_status == 1) {      //ถ้าแรงดันในชุดกรองทราย มีความดันสูงกว่าค่าตัวแปร press_status
          lcd.setCursor(0, 3);
          lcd.print("           ");
          lcd.setCursor(0, 3);
          lcd.print(dw);        }
          else                 {
          lcd.setCursor(0, 3);
          lcd.print("           ");
          lcd.setCursor(1, 3);
          lcd.print(nm);        }     
  }
}
/**************************** Function Switch Push ON Push OFF ****************************/
 void push_start() {
        
    if (!digitalRead(sw_start)) {                 //ถ้าค่าของ sw_start_01 ไม่เท่ากับ HIGH (เนื่องจาก sw_start เป็น INPUT_PULLUP)
        button_state_01 = !button_state_01;       //ค่าเริ่มต้นของ button_state_01 = false เปลี่ยนเป็น True
    if(button_state_01 == true) {                 //ถ้าค่าของ button_state_01 เท่ากับ true
        pump1_status    = 1;                      //ให้ค่าของตัวแปร pump1_status = 1
        press_status    = 1;                      //ให้ค่าของตัวแปร press_status = 1
        digitalWrite(pump1, button_state_01);     //ให้ pump1 มีค่า = button_state_01 (มีค่าเป็น true หรือ HIGH)
        delay(100);
      } else if (button_state_01 == false)  {     //ถ้าค่าของ button_state_01 = false (0)
                pump1_status  = 0;                //ให้ค่าของตัวแปร pump1_status = 0
                press_status  = 0;          }     //ให้ค่าของตัวแปร press_status = 0

        C_05 = millis();                      // ตัวแปรเก็บค่าเวลาปัจจุบัน กำหนดให้เป็น millis()
    if (C_05 - P_05 >= 1000)           {       // ถ้าค่าของเวลาปัจุบัน (C) - เวลา P_10 มีค่ามากกว่า 50 mS ถ้าค่าเป็นจริง
        P_05 = C_05;                          // ให้ค่าเวลาที่ผ่านมา (P_10) = เวลาปัจจุบัน (C)
        flag_05 = 1;                          // เให้ flag_10 มีค่า = 1 (เปลี่ยนสถานะจาก 0 ให้เป็น 1)
    if (flag_05 == 1) { flag_05 = 0; }        // ถ้า flag_10 = 1  Clear flag_10 = 0
           button_state_01 = false;  }            // หน่วงเวลา 500 ms แล้วให้ค่าของ button_state_01 เท่ากับ false (0)
      }
 }