# SmartFarm


# DHT11 
# DHT 11의 SIG 핀 하나를 가지고 양 방향 통신을 하는 Single Wire Two Way 통신 프로토콜을 사용 / 라이브러리 사용
# 전압으로 정보를 얻는게 아니고, Single-bus data format 사용 한 Serial Interface 통신 방식 (입출력 같이 사용)
# Pico 보드에서 starting signal을 보내면 DHT11에서 대응 정보를 제공하는 방식으로 data에 연결된 pinMode는 OUTPUT이 된다.
# sig 신호값 출력의 안정성을 위해 5K pull-up 저항을 사용하거나 이 저항이 장착된 모듈을 사용 할 수 있다.
# 단선 직렬 통신(단선 양방향)은 master가 slave를 호출하면 slave가 응답하는 방식인데, 다른 장치가 사용되는 동안은
# pull-up 으로 High 상태를 유지해야 한다.
# 센서의 전압 변동인 아날로그 신호는 디지털 형식으로 ADC 사용 안 하고 그냥 디지털 핀에 연결할 수 있다.

from machine import Pin, ADC
import network, time
import dht, neopixel          # micropython 내장 라이브러리 이용
import _thread

# 필요한 라이브러리 추가
from lcd1602 import LCD      # https://toptechboy.com/lcd1602-display-library-for-micropython-and-the-raspberry-pi-pico-w/
# BlynkLib : Blynk 회사가 아닌 다른 community에서 배포한 라이브러리/ 최신 버젼이고 많은 프로젝트에서 사용되고 있다.
# blynklib : Blynk 회사에서 배포한 라이브러리/ 오래된 버전으로 별로 사용 안 되고 있는 듯...  
import BlynkLib     
from BlynkTimer import BlynkTimer    # 주기적으로 센서값을 읽어 들이는 게 while loop의 다른 실행과 지장주지 않도록
                                     # 주기성 timer로 운용하기 위함

#wifi 연결
WIFI_SSID = 'KT_GiGA_10AD'    # wokwi 환경에서는 가상으로 설정해도 된다.
WIFI_PASS = '9cbf3xb977'      # wokwi 환경에서는 가상으로 설정해도 된다.
wifi = network.WLAN(network.STA_IF)
if not wifi.isconnected():
    print("Connecting to WiFi...")
    wifi.active(True)
    wifi.connect( WIFI_SSID, WIFI_PASS)
    cnt = 0
    while True:
        print('.',end='_')
        time.sleep(1)
        cnt += 1
        if wifi.isconnected():
            break
        if cnt > 5:
            wifi.connect( WIFI_SSID, WIFI_PASS)   # 프로그램 처음 실행 시 시간만 가고 연결이 안 될 때 대비해서
                                                  # 한 번 씩 .connect() 다시 실행
            cnt = 0
print('\nWifi connected, IP:', wifi.ifconfig()[0]) 

# Blynk 연결
BLYNK_AUTH = 'PGPJ-t086gt4PNG6-2ZXBJi0YV68Www3'
blynk = BlynkLib.Blynk(BLYNK_AUTH, insecure=True)

#soil_moisture : 센서값에 절대적인 의미가 있는게 아니므로 상황에 맞게 그 값의 의미를 운영해야 한다.
soil_moisture_pin = ADC(26)
soil_max = 54000     # 대기 중
soil_min = 24000     # 물 속에서 (값의 유동성이 크다)
def read_soil_moisture():
    soil_moisture = soil_moisture_pin.read_u16()  # 24000(충분히 젖은 땅) ~ 54000(마른 땅)
    soil_moisture_percent = (1- (soil_moisture - soil_min)/(soil_max - soil_min))*100
    if soil_moisture_percent < 1:
        soil_moisture_percent = 0
    elif soil_moisture_percent > 99:
        soil_moisture_percent = 100
   
    blynk.virtual_write(4,int(soil_moisture_percent))   # blynk 게이지로 출력
    print(f'{int(soil_moisture_percent)} %')
    return int(soil_moisture_percent)

# DHT11 + LCD Display
dhts = dht.DHT11(Pin(16))    #DHT22 사용 시 변경
                             #센서와의 통신 방식에 따라 signal pin은 output으로 사용된다 
lcd = LCD()                  # sda, scl 핀 연결 번호는 라이브러리 내용 참조

def read_dhts():
    dhts.measure()
    temp = int(dhts.temperature())
    humi = int(dhts.humidity())
    blynk.virtual_write(2,temp)
    blynk.virtual_write(3,humi)
    print(f'Temperature : {temp} degree')
    print(f'Humidity : {humi} %')
    return temp, humi
    
def read_sensors():
    t,h = read_dhts()
    s_m = read_soil_moisture()
    return t,h,s_m

timer = BlynkTimer()
timer.set_interval(3, read_sensors)    # mail while loop의 sequence와 별개로 주기적 실행!

#NeoPixel LED
neo = neopixel.NeoPixel(Pin(15),12)   # (Pin(), pixel갯수) strip이나 원형이나 차이 없는 듯

# Fan: 2핀 제품으로 PWM 제어 불가능! 그리고 반대 회전도 불가능하다!
fan1_a = Pin(4, Pin.OUT); fan1_b = Pin(5, Pin.OUT);
fan2_a = Pin(6, Pin.OUT); fan2_b = Pin(7, Pin.OUT)

def fan():    # 쿨링팬 연결 시 극성 주의. 잘못 연결 시 방향만 바뀌지 않고 과전류 흐를 수 있다.
              # 모터 드라이버 A/B 위치 잘 확인하고 High 신호에 꼭 fan 양극 연결한다.
    fan1_a.value(1); fan1_b.value(0)
    fan2_a.value(1); fan2_b.value(0)
    time.sleep(5)
    fan1_a.value(0); fan1_b.value(0)
    fan2_a.value(0); fan2_b.value(0)
    
@blynk.on('connected') #'connected' 값이 변했을 때 한 번 실행
def connected():       # 함수의 이름은 아무 의미 없다.
    print('Blynk Server is Connected, READY.')

@blynk.on('disconnected')
def disconnected():
    print('Blynk Server is Disconnected.')
    
@blynk.on('V0')       # 'V0' 값이 변하면 실행
def mode(value):      # value 인자는 value[0]이 문자열 '1'이나 '0'으로 주어진다.
    global autoMode
    if value[0]=='1':
        autoMode = 1
    else:
        autoMode = 0
@blynk.on('V1')
def fan_a(value):
    if autoMode == 0:
        if value[0]=='1':
            fan1_a.value(1); fan1_b.value(0)
            fan2_a.value(1); fan2_b.value(0)
        else:
            fan1_a.value(0); fan1_b.value(0)
            fan2_a.value(0); fan2_b.value(0)
    else:
        blynk.virtual_write(1, 0 if value[0]=='1' else 1)
@blynk.on('V5')
def fan_a(value):
    if autoMode == 0:
        if value[0]=='1':
            neo.fill((0,255,255))
            neo.write()
        else:
            neo.fill((0,0,0))
            neo.write()
    else:
        blynk.virtual_write(5, 0 if value[0]=='1' else 1)
# thread로 독립 운용
# pico 보드에서는 일단 시작된 thread는 끝난 다음에는 다시 시작할 수 없다.
def warning_led():
    global warning       # global 설정 필요
    warning = True
    while warning:
        for i in range(12):
            neo.fill((255,0,0))
            neo[i]=(0,255,0)
            neo.write()
            time.sleep(0.1)
        if not warning:
            neo.fill((0,0,0))
            neo.write()
        while not warning:   # 외부 while문이 for문을 반복하다가 상황에 따라 내부 while 문에 의해 멈추었다, 다시 외부 while 문 반복하게 함
            pass             # 다시 외부 while 문 반복하게 하는 trick!!!
                             # thread를 죽이지 않으면서 어떤 일을 수행하게 하거나 멈추는 작동이 가능하다.
       

autoMode = 0
blynk.virtual_write(1,0)
neo.fill((0,255,0))
neo.write()
_thread.start_new_thread(warning_led,())   # thread 실행
time.sleep(1)
warning = False
blynk.virtual_write(0,0)
blynk.virtual_write(1,0)
blynk.virtual_write(5,0)
while True:
  
    blynk.run()
    timer.run()
    t,h,s_m = read_sensors()
    if autoMode == 1:         # manual 모드에서는 blynk 버튼 명령 수행
        if h > 40:
            blynk.virtual_write(1,1)
            fan1_a.value(1); fan1_b.value(0)
            fan2_a.value(1); fan2_b.value(0)
            neo.fill((0,255,0))
            neo.write()
            blynk.virtual_write(5,1)
        if h < 37:
            blynk.virtual_write(1,0)
            fan1_a.value(0); fan1_b.value(0)
            fan2_a.value(0); fan2_b.value(0)
            if not warning:
                neo.fill((0,0,0))
                neo.write()
                blynk.virtual_write(5,0)
        if s_m < 30:
            warning = True
            lcd.clear()
            lcd.write(0,0,'Not Enough Water')
            lcd.write(0,1,'Supply Water!')    
        else:
            warning=False
            time.sleep(0.5)
            lcd.write(0,0, f'T : {t} C, H : {h} %')
            lcd.write(0,1, f'S_M : {s_m} %')
            
    time.sleep(1)           # timer의 interval과의 충돌은??????