# Импорт необходимых библиотек
import network  # Для работы с Wi-Fi
import time     # Для работы со временем и задержками
from machine import Pin, SoftI2C, PWM  # Для работы с пинами, I2C и ШИМ
import dht      # Для работы с датчиком DHT22
from umqtt.simple import MQTTClient  # Для работы с MQTT
import ssd1306  # Для работы с OLED дисплеем

# --- КОНФИГУРАЦИЯ ---
MQTT_BROKER = "broker.emqx.io"  # Адрес MQTT брокера
MQTT_TOPIC = "wokwi/music"      # Топик для получения мелодий
DHT_PIN = 15      # Пин для датчика DHT22
TEMP_LED_PIN = 12 # Пин для светодиода температуры 
HUM_LED_PIN = 13  # Пин для светодиода влажности
BUZZER_PIN = 14   # Пин для зуммера

# --- ИНИЦИАЛИЗАЦИЯ УСТРОЙСТВ ---
sensor = dht.DHT22(Pin(DHT_PIN))  # Датчик температуры/влажности
i2c = SoftI2C(scl=Pin(5), sda=Pin(4))  # I2C для дисплея
oled = ssd1306.SSD1306_I2C(128, 64, i2c)  # OLED дисплей 128x64
temp_led = Pin(TEMP_LED_PIN, Pin.OUT)  # Светодиод температуры
hum_led = Pin(HUM_LED_PIN, Pin.OUT)   # Светодиод влажности
buzzer = PWM(Pin(BUZZER_PIN))         # Зуммер с ШИМ

# --- ГЛОБАЛЬНЫЕ ПЕРЕМЕННЫЕ ---
melody = []        # Список нот текущей мелодии
current_note = 0   # Индекс текущей ноты
note_start = 0     # Время начала воспроизведения ноты
playing = False    # Флаг воспроизведения

def connect_wifi():
    """Подключение к Wi-Fi сети"""
    sta_if = network.WLAN(network.STA_IF)  # Создаем интерфейс станции
    sta_if.active(True)  # Активируем интерфейс
    
    if not sta_if.isconnected():  # Если не подключены
        print("Connecting to WiFi...")
        sta_if.connect('Wokwi-GUEST', '')  # Подключаемся к Wokwi-GUEST
        
        while not sta_if.isconnected():  # Ожидаем подключения
            time.sleep(0.5)
    
    print("Connected:", sta_if.ifconfig()[0])  # Выводим IP адрес
    return sta_if

def parse_rttl(rttl):
    """Парсинг RTTL строки в список нот"""
    try:
        # Разбиваем строку на части: название, настройки, ноты
        name, settings, notes = rttl.split(':')
        
        # Парсим настройки (d=длительность, o=октава, b=BPM)
        settings = dict(s.split('=') for s in settings.split(','))
        default_duration = int(settings.get('d', 4))
        default_octave = int(settings.get('o', 5))
        bpm = int(settings.get('b', 100))
        
        # Соответствие нот их частотам (4 октава)
        note_map = {
            'c': 261, 'c#': 277, 'd': 293, 'd#': 311,
            'e': 329, 'f': 349, 'f#': 370, 'g': 392,
            'g#': 415, 'a': 440, 'a#': 466, 'b': 493
        }
        
        parsed_notes = []  # Сюда будем складывать распарсенные ноты
        
        for note in notes.split(','):  # Обрабатываем каждую ноту
            note = note.strip().lower()  # Убираем пробелы и приводим к нижнему регистру
            if not note:  # Пропускаем пустые
                continue
                
            # Парсим длительность ноты (цифры в начале)
            i = 0
            while i < len(note) and note[i].isdigit():
                i += 1
            duration = int(note[:i]) if i > 0 else default_duration
            
            # Парсим саму ноту
            if note[i] == 'p':  # Если это пауза
                freq = 0
            else:
                note_name = note[i]  # Буква ноты (c, d, e и т.д.)
                if i+1 < len(note) and note[i+1] == '#':  # Диез
                    note_name += '#'
                    i += 1
                
                # Парсим октаву (цифра после названия ноты)
                octave = int(note[i+1]) if i+1 < len(note) and note[i+1].isdigit() else default_octave
                # Рассчитываем частоту с учетом октавы
                freq = note_map.get(note_name, 440) * (2 ** (octave - 4))
            
            # Рассчитываем длительность в миллисекундах
            duration_ms = int((60000 / bpm) * (4 / duration))
            parsed_notes.append((freq, duration_ms))
        
        return parsed_notes
    except Exception as e:
        print("RTTL parse error:", e)
        return []

def on_message(topic, msg):
    """Обработчик входящих MQTT сообщений"""
    global melody, current_note, note_start, playing
    try:
        print("Received RTTL:", msg.decode())  # Декодируем сообщение
        melody = parse_rttl(msg.decode())      # Парсим мелодию
        if melody:  # Если удачно распарсили
            current_note = 0      # Начинаем с первой ноты
            note_start = time.ticks_ms()  # Засекаем время
            playing = True        # Устанавливаем флаг воспроизведения
            print("Запускается мелодия")
    except Exception as e:
        print("Message error:", e)

def play_melody():
    """Воспроизведение текущей мелодии"""
    global current_note, note_start, playing
    
    if not playing or not melody:  # Если не играем или нет мелодии
        return
    
    current_time = time.ticks_ms()
    elapsed = time.ticks_diff(current_time, note_start)  # Сколько времени играет текущая нота
    freq, duration = melody[current_note]  # Частота и длительность текущей ноты
    
    if elapsed >= duration:  # Если нота отыграла свое время
        # Переходим к следующей ноте
        current_note += 1
        if current_note >= len(melody):  # Если мелодия закончилась
            playing = False
            buzzer.duty_u16(0)  # Выключаем зуммер
            print("Хватит")
            return
        
        # Берем следующую ноту
        freq, duration = melody[current_note]
        note_start = current_time  # Сбрасываем таймер
        
        # Воспроизводим ноту
        if freq > 0:  # Если не пауза
            buzzer.freq(int(freq))       # Устанавливаем частоту
            buzzer.duty_u16(32768)      # 50% громкость (32768/65535)
        else:         # Пауза
            buzzer.duty_u16(0)          # Выключаем звук

def main():
    """Основная функция"""
    # Подключение к WiFi
    wifi = connect_wifi()
    if not wifi.isconnected():
        print("WiFi connection failed")
        return
    
    # Настройка MQTT клиента
    client = MQTTClient("weather_player", MQTT_BROKER)
    client.set_callback(on_message)  # Устанавливаем обработчик сообщений
    try:
        client.connect()           # Подключаемся к брокеру
        client.subscribe(MQTT_TOPIC)  # Подписываемся на топик
        print("Connected to MQTT")
    except Exception as e:
        print("MQTT error:", e)
        return
    
    # Основной цикл программы
    while True:
        try:
            # Чтение данных с датчика
            sensor.measure()
            temp = sensor.temperature()
            hum = sensor.humidity()
            
            # Вывод данных на OLED дисплей
            oled.fill(0)  # Очищаем дисплей
            oled.text(f"Temp: {temp:.1f}C", 0, 0)    # Температура
            oled.text(f"Hum:  {hum:.1f}%", 0, 20)    # Влажность
            oled.text("Play: " + ("YES" if playing else "NO"), 0, 40)  # Статус воспроизведения
            oled.show()  # Обновляем дисплей
            
            # Управление светодиодами
            # Температура вне диапазона 17-25°C
            temp_led.value(temp < 17 or temp > 25)  
            # Влажность вне диапазона 40-60%
            hum_led.value(hum < 40 or hum > 60)      
            
            # Проверка новых MQTT сообщений
            client.check_msg()
            
            # Воспроизведение мелодии
            play_melody()
            
            time.sleep(0.01)  # Короткая пауза
        except Exception as e:
            print("Main loop error:", e)
            time.sleep(1)

# Запуск программы
if __name__ == "__main__":
    main()