//library
#include <Wire.h>                 //Untuk komunikasi I2C, dalam hal ini untuk mengontrol LCD.
#include <LiquidCrystal_I2C.h>    //mengatur tampilan LCD I2C
#include <NeuralNetwork.h>        //librari untuk syaraf tiruan

NeuralNetwork *NN;    //Inisialisasi objek Neural Network

const unsigned int layers[] = {3, 4, 1}; // Struktur jaringan saraf tiruan dengan 3 lapisan (3 input, 4 hidden layer, dan 1 output).
float *output; // Menyimpan hasil keluaran dari jaringan saraf tiruan

// Training data untuk mendeteksi kematangan buah
//Mendeklarasikan data latihan untuk jaringan saraf. Setiap baris mewakili warna RGB untuk sampel buah
const float inputs[4][3] = {        //Matriks input yang berisi nilai warna untuk mendeteksi kematangan buah. 
  {0.1, 0.2, 0.3}, // mentah
  {0.4, 0.5, 0.6}, // mentah
  {0.7, 0.8, 0.9}, // matang
  {0.2, 0.6, 0.4}  // matang
};
const float KematanganBuah[4][1] = {  //Matriks output yang berisi status kematangan buah;
  {0}, // mentah
  {0}, // mentah
  {1}, // matang
  {1}  // matang
};

int buttonPin = 14; // Pin untuk tombol push
int ledMatangPin = 25; // Pin untuk LED buah matang
int ledMentahPin = 32; // Pin untuk LED buah mentah
bool newDataAvailable = false; // Variabel untuk menandai apakah data baru tersedia untuk ditampilkan.

LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2); // Inisialisasi objek LCD I2C dengan alamat 0x27 dan ukuran 16x2

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  lcd.init(); // Inisialisasi LCD I2C dengan ukuran 16x2
  lcd.backlight(); // Aktifkan backlight LCD

  pinMode(buttonPin, INPUT_PULLUP); // Set pin tombol sebagai INPUT_PULLUP
  pinMode(ledMatangPin, OUTPUT); // Set pin LED matang sebagai output
  pinMode(ledMentahPin, OUTPUT); // Set pin LED mentah sebagai output
  
  NN = new NeuralNetwork(layers, sizeof(layers) / sizeof(layers[0])); // inisialisasi objek neural network
  lcd.setCursor(0,0);
  lcd.print("Training...");
  // training neural network
  for (int epoch = 0; epoch < 10000; epoch++) {     //JST dilatih selama 10000 iterasi
    for (int i = 0; i < sizeof(inputs) / sizeof(inputs[0]); i++) {
      NN->FeedForward(inputs[i]); // Feed forward propagation
      NN->BackProp(KematanganBuah[i]); // Backpropagation 
    }
  }
  NN->print();      // menampilkan informasi JST ke serial monitor
  lcd.clear();
  lcd.print("tekan tombol");
}

void loop() {
  if (digitalRead(buttonPin) == LOW) { // Saat tombol ditekan
    lcd.clear();
    lcd.print("Proses.....");
    delay(1000);
    lcd.clear();
    
    //Menghasilkan nilai acak untuk warna merah, hijau, dan biru dalam rentang 0 hingga 1.
    float merah = random(0, 255) / 255.0;
    float hijau = random(0, 255) / 255.0;
    float biru = random(0, 255) / 255.0;
  
    // membuat input array
    float input[3] = {merah, hijau, biru};
  
    // JST menghitung keluaran berdasarkan input warna RGB
    output = NN->FeedForward(input);
  
    //menentukan kematangan buah berdasarkan nilai keluaran
    int prediksiKematangan = output[0] >= 0.5 ? 1 : 0;

    // Display on Serial Monitor
    Serial.print("Merah: ");
    Serial.print(merah);
    Serial.print(" - Hijau: ");
    Serial.print(hijau);
    Serial.print(" - Biru: ");
    Serial.print(biru);
    Serial.print(" - Tingkat Kematangan: ");
    if (prediksiKematangan == 0) {
      Serial.println("Mentah");
    } else {
      Serial.println("Matang");
    }
    
    // Display the result on LCD
    lcd.clear();
    lcd.setCursor(0, 0);
    lcd.print("Merah: ");
    lcd.print(merah);
    lcd.setCursor(0, 1);
    lcd.print("Hijau: ");
    lcd.print(hijau);
    delay(2000);

    lcd.clear();
    lcd.setCursor(0, 0);
    lcd.print("Biru: ");
    lcd.print(biru);
    lcd.setCursor(0, 1);
    lcd.print("Kondisi: ");
    if (prediksiKematangan == 0) {
      lcd.print("Mentah");
      digitalWrite(ledMentahPin, HIGH);  // Menyalakan LED untuk buah mentah
      digitalWrite(ledMatangPin, LOW);   // Mematikan LED untuk buah matang
    } else {
      lcd.print("Matang");
      digitalWrite(ledMatangPin, HIGH);  // Menyalakan LED untuk buah matang
      digitalWrite(ledMentahPin, LOW);   // Mematikan LED untuk buah mentah
    }
    
    newDataAvailable = true; // Set status data baru tersedia
  }
  
  // Reset status data baru tersedia setelah diproses
  if (newDataAvailable) {
    newDataAvailable = false;
    delay(1000);
    lcd.clear();
    lcd.setCursor(2,0);
    lcd.print("tekan tombol");
    lcd.setCursor(3,1);
    lcd.print("kembali..");

    // Mematikan kedua LED setelah selesai ditampilkan
    digitalWrite(ledMatangPin, LOW);
    digitalWrite(ledMentahPin, LOW);
  }
}