#include <dht.h>
#include <Servo.h>

// Define the pin you connected to the DHT sensor
// กำหนดขาเชื่อมต่อกับเซนเซอร์ DHT
#define dataPin (2)       // Defines pin number to which the sensor is connected // กำหนดหมายเลขขาที่เชื่อมต่อกับเซนเซอร์
dht DHT;                // Creates a DHT object // สร้างวัตถุ DHT
Servo myservo;          // Create servo object to control a servo // สร้างวัตถุเซอร์โวเพื่อควบคุมเซอร์โว

// Define thermistor parameters for temperature measurement
// กำหนดพารามิเตอร์ของเทอร์มิสเตอร์สำหรับการวัดอุณหภูมิ
const int thermistorNominal = 10000;
const int temperatureNominal = 25;
const int betaValue = 3950;

// Define the pins for RGB LED
// กำหนดขาสำหรับ RGB LED
#define redPin    (12)
#define greenPin  (11)
#define bluePin   (10)

// Define the pins for RGB LED
// กำหนดขาสำหรับ RGB LED
#define redPin1    (7)
#define greenPin1  (6)
#define bluePin1   (5)

#define servoPin   (9)

#define adc_temp_min         (-40)   // ค่าควบคุมอนาล็อกต่ำสุด
#define adc_temp_max         (80)    // ค่าควบคุมอนาล็อกสูงสุด

#define adc_humi_min         (0)   // ค่าควบคุมอนาล็อกต่ำสุด
#define adc_humi_max         (80)    // ค่าควบคุมอนาล็อกสูงสุด

#define adc_res_min          (0)     // ความละเอียด ADC ต่ำสุด 2^11 บิต
#define adc_res_max          (1023)  // ความละเอียด ADC สูงสุด 2^11 บิต

#define adcPinA0             (A0)  // ขาอนาล็อก
#define step_SetPointA0      (analogRead(adcPinA0)) // อ่านค่าจากขาอนาล็อก
#define tempSetPoint         (map(step_SetPointA0, adc_res_min, adc_res_max, adc_temp_min, adc_temp_max)) // แปลงค่าอนาล็อกเป็นค่า การควบคุมอุณหภูมิ

#define adcPinA1             (A1)  // ขาอนาล็อก
#define step_SetPointA1      (analogRead(adcPinA1)) // อ่านค่าจากขาอนาล็อก
#define humiSetPoint         (map(step_SetPointA1, adc_res_min, adc_res_max, adc_humi_min, adc_humi_max)) // แปลงค่าอนาล็อกเป็นค่าความเร็ว การควบคุมความชื้น


float temp; // Gets the values of the temperature // รับค่าอุณหภูมิ
float humi; // Gets the values of the humidity // รับค่าความชื้น

// Setpoints for temperature and humidity control
// จุดตั้งสำหรับการควบคุมอุณหภูมิและความชื้น
//float tempSetPoint = 30.0;
//float humiSetPoint = 50.0;

// PID parameters // พารามิเตอร์ PID
double 
Kp_temp = 1.0, 
Ki_temp = 0.0, 
Kd_temp = 0.0,
Kp_humi = 1.0,
Ki_humi = 0.0, 
Kd_humi = 0.0;

// PID control variables // ตัวแปรควบคุม PID
double 
input_temp     = 0.0, 
output_temp    = 0.0, 
lastInput_temp = 0.0, 
integral_temp  = 0.0,
input_humi     = 0.0, 
output_humi    = 0.0, 
lastInput_humi = 0.0, 
integral_humi  = 0.0;

// PID output limits // ขีดจำกัดเอาท์พุตของ PID
double 
outputMin = 0.0, 
outputMax = 100.0;

// Timing variables for PID calculation
// ตัวแปรเวลาในการคำนวณ PID
unsigned long prevTime = 0;
unsigned long deltaTime = 10000; // 10 seconds // 10 วินาที

int val; // Variable to read the value from the analog pin // ตัวแปรสำหรับอ่านค่าจากขาอนาล็อก
int position; // Variable to store the servo position // ตัวแปรสำหรับเก็บตำแหน่งเซอร์โว

// Ziegler-Nichols parameters for PID tuning
// พารามิเตอร์ Ziegler-Nichols สำหรับการปรับ PID
double L = 0.1; // Dead time // เวลาที่ไม่ตอบสนอง
double T = 1.0; // Time constant // ค่าคงที่ของเวลา

void setup() 
{
  Serial.begin(9600);                           // Initialize serial communication at 9600 baud rate // เริ่มการสื่อสารแบบอนุกรมที่ความเร็ว 9600 บอด
  pinMode(redPin,    OUTPUT);                   // Set red LED pin as output // กำหนดขา LED สีแดงเป็นขาเอาท์พุต
  pinMode(greenPin,  OUTPUT);                   // Set green LED pin as output // กำหนดขา LED สีเขียวเป็นขาเอาท์พุต
  pinMode(bluePin,   OUTPUT);                   // Set blue LED pin as output // กำหนดขา LED สีน้ำเงินเป็นขาเอาท์พุต
 
  pinMode(redPin1,   OUTPUT);                   // Set red LED pin as output // กำหนดขา LED สีแดงเป็นขาเอาท์พุต
  pinMode(greenPin1, OUTPUT);                   // Set green LED pin as output // กำหนดขา LED สีเขียวเป็นขาเอาท์พุต
  pinMode(bluePin1,  OUTPUT);                   // Set blue LED pin as output // กำหนดขา LED สีน้ำเงินเป็นขาเอาท์พุต
 

  myservo.attach(servoPin);                     // Attach the servo on pin 9 to the servo object // เชื่อมต่อเซอร์โวที่ขา 9 กับวัตถุเซอร์โว

  // Calculate PID parameters using Ziegler-Nichols method
  // คำนวณพารามิเตอร์ PID โดยใช้วิธี Ziegler-Nichols
  Kp_temp = 1.2 * T / L;
  Ki_temp = 2 * L;
  Kd_temp = 0.5 * L;
  
  Kp_humi = 1.2 * T / L;
  Ki_humi = 2 * L;
  Kd_humi = 0.5 * L;
}

void loop() 
{
  float currentTemperature = temperature();                                                 // Get current temperature // รับค่าอุณหภูมิปัจจุบัน
  float currentHumidity = humidity();                                                       // Get current humidity // รับค่าความชื้นปัจจุบัน
  unsigned long currentTime = millis();                                                     // Get current time in milliseconds // รับค่าเวลาปัจจุบันในหน่วยมิลลิวินาที

  if (currentTime - prevTime >= deltaTime)                                                  // Check if it's time to update the PID controller // ตรวจสอบว่าถึงเวลาที่จะอัพเดทตัวควบคุม PID หรือไม่
  {
    double dt = (double)(currentTime - prevTime) / 1000.0;                                  // Calculate time difference in seconds // คำนวณความแตกต่างของเวลาในหน่วยวินาที

                                                                                            // Temperature control // การควบคุมอุณหภูมิ
    input_temp = currentTemperature;                                                        // Update input with current temperature // อัพเดทค่าอินพุตด้วยอุณหภูมิปัจจุบัน
    double error_temp = tempSetPoint - input_temp;                                          // Calculate error // คำนวณข้อผิดพลาด
    integral_temp += error_temp * dt;                                                       // Accumulate integral term // สะสมค่าตัวบูรณาการ
    double dInput_temp = (input_temp - lastInput_temp) / dt;                                // Calculate derivative term // คำนวณค่าตัวอนุพันธ์
    output_temp = Kp_temp * error_temp + Ki_temp * integral_temp + Kd_temp * dInput_temp;   // Calculate PID output // คำนวณเอาท์พุตของ PID
    output_temp = constrain(output_temp, outputMin, outputMax);                             // Constrain output to specified limits // จำกัดเอาท์พุตให้อยู่ในขีดจำกัดที่กำหนด
    lastInput_temp = input_temp;                                                            // Update last input // อัพเดทค่าอินพุตครั้งสุดท้าย

    // Humidity control // การควบคุมความชื้น
    input_humi = currentHumidity;                                                           // Update input with current humidity // อัพเดทค่าอินพุตด้วยความชื้นปัจจุบัน
    double error_humi = humiSetPoint - input_humi;                                          // Calculate error // คำนวณข้อผิดพลาด
    integral_humi += error_humi * dt;                                                       // Accumulate integral term // สะสมค่าตัวบูรณาการ
    double dInput_humi = (input_humi - lastInput_humi) / dt;                                // Calculate derivative term // คำนวณค่าตัวอนุพันธ์
    output_humi = Kp_humi * error_humi + Ki_humi * integral_humi + Kd_humi * dInput_humi;   // Calculate PID output // คำนวณเอาท์พุตของ PID
    output_humi = constrain(output_humi, outputMin, outputMax);                             // Constrain output to specified limits // จำกัดเอาท์พุตให้อยู่ในขีดจำกัดที่กำหนด
    lastInput_humi = input_humi;                                                            // Update last input // อัพเดทค่าอินพุตครั้งสุดท้าย

    prevTime = currentTime;                                                                 // Update previous time // อัพเดทค่าเวลาครั้งก่อน

    servo_control(output_temp,output_humi);                                                 // Control the servo based on PID output // ควบคุมเซอร์โวตามเอาท์พุตของ PID

    // Print PID data to serial monitor // พิมพ์ข้อมูล PID ไปยังมอนิเตอร์อนุกรม
  //  Serial.print("Temp SP: ");        
    Serial.print(tempSetPoint); Serial.print(" ");  
  //  Serial.print(" | Input Temp: ");  
    Serial.print(input_temp);  Serial.print(" ");  
  //  Serial.print(" | Output Temp : "); 
    Serial.print(output_temp);  Serial.print(" ");  

  //  Serial.print(" | Humi SP: ");     
    Serial.print(humiSetPoint); Serial.print(" ");  
  //  Serial.print(" | Input Humi: ");  
    Serial.print(input_humi);   Serial.print(" ");  
  //  Serial.print(" | Output Humi: "); 
    Serial.print(output_humi);  Serial.println(" ");  
/*
    Serial.print(" | Temp = ");       
    Serial.print(temp);   
    Serial.print(" *C ");             
    Serial.print(" | Humi = ");       
    Serial.print(humi); 
    Serial.println(" %RH ");
    */
    // Control LEDs based on temperature // ควบคุม LED ตามอุณหภูมิ
    if (tempSetPoint < currentTemperature) 
    {
      redLED(); // Turn on red LED if temperature is above setpoint // เปิด LED สีแดงถ้าอุณหภูมิสูงกว่าจุดตั้ง
    } 
    else 
    {
      greenLED(); // Turn on green LED if temperature is below setpoint // เปิด LED สีเขียวถ้าอุณหภูมิต่ำกว่าจุดตั้ง
    }

    // Control LEDs based on temperature // ควบคุม LED ตามความชื้น
    if (humiSetPoint < currentHumidity) 
    {
      redLED1(); // Turn on red LED if temperature is above setpoint // เปิด LED สีแดงถ้าอุณหภูมิสูงกว่าจุดตั้ง
    } 
    else 
    {
      greenLED1(); // Turn on green LED if temperature is below setpoint // เปิด LED สีเขียวถ้าอุณหภูมิต่ำกว่าจุดตั้ง
    }

  }
}

void servo_control(double output_temp, double output_humit) 
{
  if((output_temp < input_temp) && (output_humit < input_humi))
  {
      val       = output_temp; // Use PID output to control the servo // ใช้เอาท์พุตของ PID เพื่อควบคุมเซอร์โว
      val       = map(val, outputMin, outputMax, 0, 180);  // Scale output to servo range (0-180) // ปรับเอาท์พุตให้อยู่ในช่วงเซอร์โว (0-180)
      position  = val; // Set position to scaled value // กำหนดตำแหน่งเป็นค่าที่ปรับแล้ว
      myservo.write(position);  // Set servo position // กำหนดตำแหน่งเซอร์โว
  }
}

float temperature() 
{
  int readData  = DHT.read22(dataPin); // Reads the data from the sensor // อ่านข้อมูลจากเซนเซอร์
  float t       = DHT.temperature; // Gets the values of the temperature // รับค่าอุณหภูมิ
  temp          = t; 
  return t; // Return the temperature value // คืนค่าอุณหภูมิ
}

float humidity() 
{
  int readData = DHT.read22(dataPin); // Reads the data from the sensor // อ่านข้อมูลจากเซนเซอร์
  float      h = DHT.humidity; // Gets the values of the humidity // รับค่าความชื้น
          humi = h;
  return h; // Return the humidity value // คืนค่าความชื้น
}

// Function to turn on the red LED and turn off others
// ฟังก์ชันเพื่อเปิด LED สีแดงและปิด LED อื่น ๆ
void redLED() 
{
  digitalWrite(redPin, LOW);          // Turn on red LED // เปิด LED สีแดง
  digitalWrite(greenPin, HIGH);       // Turn off green LED // ปิด LED สีเขียว
  digitalWrite(bluePin, HIGH);        // Turn off blue LED // ปิด LED สีน้ำเงิน
}

// Function to turn on the green LED and turn off others
// ฟังก์ชันเพื่อเปิด LED สีเขียวและปิด LED อื่น ๆ
void greenLED() 
{
  digitalWrite(redPin,   HIGH);         // Turn off red LED // ปิด LED สีแดง
  digitalWrite(greenPin, LOW);        // Turn on green LED // เปิด LED สีเขียว
  digitalWrite(bluePin,  HIGH);        // Turn off blue LED // ปิด LED สีน้ำเงิน
}

// Function to turn on the red LED and turn off others
// ฟังก์ชันเพื่อเปิด LED สีแดงและปิด LED อื่น ๆ
void redLED1() 
{
  digitalWrite(redPin1,   LOW);           // Turn on red LED // เปิด LED สีแดง
  digitalWrite(greenPin1, HIGH);        // Turn off green LED // ปิด LED สีเขียว
  digitalWrite(bluePin1,  HIGH);         // Turn off blue LED // ปิด LED สีน้ำเงิน
}

// Function to turn on the green LED and turn off others
// ฟังก์ชันเพื่อเปิด LED สีเขียวและปิด LED อื่น ๆ
void greenLED1() 
{
  digitalWrite(redPin1,   HIGH); // Turn off red LED // ปิด LED สีแดง
  digitalWrite(greenPin1, LOW); // Turn on green LED // เปิด LED สีเขียว
  digitalWrite(bluePin1,  HIGH); // Turn off blue LED // ปิด LED สีน้ำเงิน
}