#include <Fuzzy.h>
#include <FuzzyComposition.h>
#include <FuzzyInput.h>
#include <FuzzyIO.h>
#include <FuzzyOutput.h>
#include <FuzzyRule.h>
#include <FuzzyRuleAntecedent.h>
#include <FuzzyRuleConsequent.h>
#include <FuzzySet.h>

// Penambahan Library LCD I2C
#include <LiquidCrystal_I2C.h>

// Penambahan Library DS18B20
#include <OneWire.h>
#include <DallasTemperature.h>

// Alamat I2C untuk LCD (umumnya 0x27)
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 20, 4);

// Pin untuk sensor suhu DS18B20
#define ONE_WIRE_BUS 2 // Pin data DS18B20

// Inisialisasi pin
int trg = 4;
int ech = 3;
int led = 9;
int aktuator = 7;  // Pin untuk aktuator tambahan

// Setup OneWire dan DallasTemperature
OneWire oneWire(ONE_WIRE_BUS);
DallasTemperature sensors(&oneWire);

Fuzzy *fuzzy = new Fuzzy();

void setup()
{
  Serial.begin(9600);
  pinMode(trg, OUTPUT);    // Pin trigger untuk sensor ultrasonik
  pinMode(ech, INPUT);     // Pin echo untuk sensor ultrasonik
  pinMode(led, OUTPUT);    // Pin untuk LED
  pinMode(aktuator, OUTPUT); // Pin untuk aktuator tambahan

  // Inisialisasi LCD
  lcd.init();
  lcd.backlight();
  lcd.setCursor(0, 1);
  lcd.print("Eric Agus Kurniawan ");
  lcd.setCursor(0, 2);
  lcd.print("2241170097");
  delay(1000);
  lcd.clear();
  lcd.print("Memulai...");
  delay(500);

  // Inisialisasi sensor suhu
  sensors.begin();

  // Mengatur fuzzy untuk jarak antara 0 - 400 cm
  FuzzySet *pendek = new FuzzySet(0, 0, 0, 120);
  FuzzySet *mid = new FuzzySet(60, 120, 120, 180);
  FuzzySet *panjang = new FuzzySet(120, 180, 180, 240);
  FuzzySet *sangat_panjang = new FuzzySet(180, 240, 400, 400);

  // Termometer (suhu dalam derajat Celsius)
  FuzzySet *rendahSuhu = new FuzzySet(0, 0, 0, 25);
  FuzzySet *sedangSuhu = new FuzzySet(25, 30, 30, 35);
  FuzzySet *tinggiSuhu = new FuzzySet(30, 50, 50, 50);

  // Kecerahan LED
  FuzzySet *mati = new FuzzySet(0, 0, 0, 0);
  FuzzySet *redup = new FuzzySet(0, 0, 25, 100);
  FuzzySet *menyala = new FuzzySet(55, 100, 155, 200);
  FuzzySet *terang = new FuzzySet(155, 230, 255, 255);

  // Variabel jarak dengan universe 0-400 cm sebagai input
  FuzzyInput *jarakInput = new FuzzyInput(1);
  jarakInput->addFuzzySet(pendek);
  jarakInput->addFuzzySet(mid);
  jarakInput->addFuzzySet(panjang);
  jarakInput->addFuzzySet(sangat_panjang);
  fuzzy->addFuzzyInput(jarakInput);

  // Variabel suhu dengan universe 0-50 derajat Celsius sebagai input
  FuzzyInput *suhuInput = new FuzzyInput(2);
  suhuInput->addFuzzySet(rendahSuhu);
  suhuInput->addFuzzySet(sedangSuhu);
  suhuInput->addFuzzySet(tinggiSuhu);
  fuzzy->addFuzzyInput(suhuInput);

  // Variabel kecerahan LED dengan universe 0-255 sebagai output
  FuzzyOutput *kecerahan = new FuzzyOutput(1);
  kecerahan->addFuzzySet(mati);
  kecerahan->addFuzzySet(redup);
  kecerahan->addFuzzySet(menyala);
  kecerahan->addFuzzySet(terang);
  fuzzy->addFuzzyOutput(kecerahan);

  // Aturan Fuzzy
  // Aturan 1: Jika jarak pendek dan suhu rendah, maka kecerahan LED terang
  FuzzyRuleAntecedent *jikaJarakPendekDanSuhuRendah = new FuzzyRuleAntecedent();
  jikaJarakPendekDanSuhuRendah->joinWithAND(pendek, rendahSuhu);
  FuzzyRuleConsequent *makaKecerahanTerang = new FuzzyRuleConsequent();
  makaKecerahanTerang->addOutput(terang);
  FuzzyRule *aturanFuzzy1 = new FuzzyRule(1, jikaJarakPendekDanSuhuRendah, makaKecerahanTerang);
  fuzzy->addFuzzyRule(aturanFuzzy1);

  // Aturan 2: Jika jarak mid dan suhu sedang, maka kecerahan LED redup
  FuzzyRuleAntecedent *jikaJarakMidDanSuhuSedang = new FuzzyRuleAntecedent();
  jikaJarakMidDanSuhuSedang->joinWithAND(mid, sedangSuhu);
  FuzzyRuleConsequent *makaKecerahanRedup = new FuzzyRuleConsequent();
  makaKecerahanRedup->addOutput(redup);
  FuzzyRule *aturanFuzzy2 = new FuzzyRule(2, jikaJarakMidDanSuhuSedang, makaKecerahanRedup);
  fuzzy->addFuzzyRule(aturanFuzzy2);

  // Aturan 3: Jika jarak 70-80 cm dan suhu 30 derajat, maka aktuator menyala
  FuzzySet *jarak70_80 = new FuzzySet(70, 75, 75, 80);
  FuzzySet *suhu30 = new FuzzySet(29, 30, 30, 31);
  FuzzyRuleAntecedent *jikaJarak70_80DanSuhu30 = new FuzzyRuleAntecedent();
  jikaJarak70_80DanSuhu30->joinWithAND(jarak70_80, suhu30);
  FuzzyRuleConsequent *makaAktuatorMenyala = new FuzzyRuleConsequent();
  makaAktuatorMenyala->addOutput(terang);
  FuzzyRule *aturanFuzzy3 = new FuzzyRule(3, jikaJarak70_80DanSuhu30, makaAktuatorMenyala);
  fuzzy->addFuzzyRule(aturanFuzzy3);

  // Aturan 4: Jika jarak panjang, maka kecerahan LED menyala
  FuzzyRuleAntecedent *jikaJarakPanjang = new FuzzyRuleAntecedent();
  jikaJarakPanjang->joinSingle(panjang);
  FuzzyRuleConsequent *makaKecerahanMenyala = new FuzzyRuleConsequent();
  makaKecerahanMenyala->addOutput(menyala);
  FuzzyRule *aturanFuzzy4 = new FuzzyRule(4, jikaJarakPanjang, makaKecerahanMenyala);
  fuzzy->addFuzzyRule(aturanFuzzy4);

  // Aturan 5: Jika jarak sangat panjang, maka kecerahan LED mati
  FuzzyRuleAntecedent *jikaJarakSangatPanjang = new FuzzyRuleAntecedent();
  jikaJarakSangatPanjang->joinSingle(sangat_panjang);
  FuzzyRuleConsequent *makaKecerahanMati = new FuzzyRuleConsequent();
  makaKecerahanMati->addOutput(mati);
  FuzzyRule *aturanFuzzy5 = new FuzzyRule(5, jikaJarakSangatPanjang, makaKecerahanMati);
  fuzzy->addFuzzyRule(aturanFuzzy5);
}

int bacaJarak()
{
  digitalWrite(trg, LOW);
  delayMicroseconds(5);
  digitalWrite(trg, HIGH);
  delayMicroseconds(10);
  digitalWrite(trg, LOW);
  long denyut = pulseIn(ech, HIGH, 30000); // Timeout 30ms
  if (denyut == 0) return 400; // Jika tidak ada objek, anggap jarak maksimal
  return denyut * 0.0343 / 2; // Menghitung jarak dalam cm
}

float bacaSuhu()
{
  sensors.requestTemperatures(); // Mengambil pembacaan suhu
  float suhu = sensors.getTempCByIndex(0); // Mengambil suhu dalam derajat Celsius
  return suhu;
}

void loop()
{
  // Membaca nilai jarak dan suhu
  int jarak = bacaJarak();
  float suhu = bacaSuhu();

  // Jika input tidak sesuai, abaikan
  if (jarak < 0 || jarak > 400 || suhu > 50 || suhu < -55) return; // Batas suhu DS18B20

  // Fuzzyfication
  fuzzy->setInput(1, jarak);   // Jarak sebagai input fuzzy 1
  fuzzy->setInput(2, suhu);    // Suhu sebagai input fuzzy 2
  fuzzy->fuzzify();

  // Defuzzyfication
  int output = fuzzy->defuzzify(1); // Keluaran fuzzy untuk kecerahan
  analogWrite(led, output);         // Mengontrol kecerahan LED

  // Menyalakan atau mematikan aktuator berdasarkan aturan
  bool statusAktuator = false;
  if (jarak >= 70 && jarak <= 80 && suhu >= 27 && suhu <= 33) 
  {
    digitalWrite(aktuator, HIGH); // Aktuator menyala
    statusAktuator = true;
  } 
  else 
  {
    digitalWrite(aktuator, LOW);  // Aktuator mati
  }

  // Debugging output ke serial monitor
  Serial.print("Jarak: ");
  Serial.print(jarak);
  Serial.print(" cm, Suhu: ");
  Serial.print(suhu);
  Serial.print(" C, Kecerahan LED: ");
  Serial.print(output);
  Serial.print(", Aktuator: ");
  Serial.println(statusAktuator ? "Menyala" : "Mati");

  // Menampilkan data ke LCD 4x20
  lcd.clear();
  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print("Jarak:");
  lcd.print(jarak);
  lcd.print(" cm");

  lcd.setCursor(0, 1);
  lcd.print("Suhu:");
  lcd.print(suhu, 1);
  lcd.print(" C");

  lcd.setCursor(0, 2);
  lcd.print("Kecerahan LED:");
  lcd.print(output);

  lcd.setCursor(0, 3);
  lcd.print("Aktuator:");
  lcd.print(statusAktuator ? "On" : "Off");

  delay(500);
}