#include <Wire.h>
#include <LiquidCrystal.h>

// Konfigurasi LCD
LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2);  // LCD Setup

// Pin untuk sensor gas dan suhu
#define GasSensor A0
#define SuhuSensor A1
#define LedPin 13
#define BuzzerPin 7
#define RelayPin 8

// 20,30,35

// Fungsi untuk menghitung output fuzzy
float suhuDingin(float x) {
  if (x <= 20.0) return 1.0;
  else if (x > 20.0 && x <= 25.0) return (25.0 - x) / 5.0;
  else return 0.0;
}

float suhuNormal(float x) {
  if (x <= 20.0) return 0.0;
  else if (x > 20.0 && x <= 25.0) return (x-20.0) / 5.0;
  else if (x > 30.0 && x <= 35.0) return (35.0-x) / 5.0;
  else return 0.0;
}

float suhuPanas(float x) {
  if (x <= 30.0) return 0.0;
  if (x > 30.0 && x <= 35.0) return (x-30.0) / 5.0;
  else return 1.0;
}

// 500,1000,1250
// Fungsi fuzzy untuk konsentrasi gas
float gasRendah(float x) {
  if (x <= 500.0) return 1.0;
  else if (x > 500.0 && x <= 750.0) return (750.0-x) / 250.0;
  else return 0.0;
}

float gasNormal(float x) {
  if (x <= 500.0) return 0.0;
  else if (x > 500.0 && x <= 750.0) return (x-500.0) / 250.0;
  else if (x > 1000.0 && x <= 1250.0) return (1250.0-x) / 250.0;
  else return 0.0;
}

float gasTinggi(float x) {
  if (x <= 1000.0) return 0.0;
  if (x > 1000.0 && x <= 1250.0) return (x-1000.0) / 250.0;
  else return 1.0;
}

// Fungsi defuzzifikasi untuk menghitung output berdasarkan suhu dan konsentrasi gas
float defuzzifikasi(float suhu, float konsentrasi) {
  // Menghitung nilai keanggotaan untuk suhu dan gas
  float dingin = suhuDingin(suhu);
  float normal = suhuNormal(suhu);
  float panas = suhuPanas(suhu);
  float rendah = gasRendah(konsentrasi);
  float normalGas = gasNormal(konsentrasi);
  float tinggi = gasTinggi(konsentrasi);

  // Inferensi fuzzy untuk kondisi aman dan bahaya
  float aman = max(
    max(max(min(dingin, rendah), min(dingin, normalGas)),min(panas,rendah)),
    max(max(min(normal, rendah), min(normal, normalGas)),min(panas, normalGas))
  );

  float bahaya = max(
    max(min(dingin, tinggi), min(normal, tinggi)),
    min(panas, tinggi)
  );

  // Rentang output, titik ambang berdasarkan keanggotaan aman dan bahaya
  float t1 = aman * 1250.0 + 750.0;  // Titik untuk kondisi aman
  float t2 = bahaya * 1250.0 + 750.0;  // Titik untuk kondisi bahaya

  // Perhitungan m1, m2, m3 untuk menghitung kontribusi centroid
  float m1 = aman * (t1 * t1 / 2) - aman * (0 * 0 / 2);
  float m2 = (((t2 * t2 * t2 / 3) - (750.0 * (t2 * t2)) / 2) / 1250.0) -
             (((t1 * t1 * t1 / 3) - (750.0 * (t1 * t1)) / 2) / 1250.0);
  float m3 = bahaya * (2000.0 * 2000.0 / 2) - bahaya * (t2 * t2 / 2);

  // Perhitungan a1, a2, a3 untuk menghitung luas area keanggotaan
  float a1 = aman * t1 - aman * 0;
  float a2 = ((((t2 * t2) / 2) - (750.0 * t2)) / 1250.0) -
             ((((t1 * t1) / 2) - (750.0 * t1)) / 1250.0);
  float a3 = bahaya * 2000.0 - bahaya * t2;

  // Menghindari pembagian dengan nol
  if (a1 + a2 + a3 == 0) return 0;

  // Menghitung centroid (z) dan mengembalikan nilai defuzzifikasi
  float z = (m1 + m2 + m3) / (a1 + a2 + a3);

  return z;
}




void setup() {
  Serial.begin(115200);
  lcd.begin(20, 4);

  // Setup pin mode
  pinMode(LedPin, OUTPUT);
  pinMode(BuzzerPin, OUTPUT);
  pinMode(RelayPin, OUTPUT);

  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print("Sistem Deteksi Gas");
  delay(2000);
  lcd.clear();
}

void loop() {
  // Membaca data dari sensor
  int gasAnalog = analogRead(GasSensor);
  int suhuAnalog = analogRead(SuhuSensor);

  // Mengonversi nilai sensor ke skala yang sesuai
  float konsentrasi = map(gasAnalog, 0, 1023, 0, 2501);
  float suhu = map(suhuAnalog, 0, 1023, 0, 45);


  // Menggunakan metode defuzzifikasi untuk mendapatkan output
  float nilaiDefuzzifikasi = defuzzifikasi(suhu, konsentrasi);

  // Menampilkan hasil di LCD
  lcd.clear();
  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print("Konsentrasi: ");
  lcd.print(konsentrasi);
  lcd.setCursor(0, 1);
  lcd.print("Suhu: ");
  lcd.print(suhu);
  lcd.setCursor(0, 2);
  lcd.print("Output: ");
  lcd.print(nilaiDefuzzifikasi);

  // Menampilkan status aman atau bahaya di LCD
  lcd.setCursor(0, 3);
  if (nilaiDefuzzifikasi > 1500.0) {  // Jika nilai defuzzifikasi lebih besar dari 0.5, dianggap "Bahaya"
    lcd.print("Status: Bahaya");
  } else {
    lcd.print("Status: Aman");
  }

  // Logika untuk mengaktifkan Buzzer, LED, dan Relay
  if (nilaiDefuzzifikasi >= 1500.0) {  // Jika status berbahaya
    digitalWrite(LedPin, HIGH);     // Hidupkan LED
    digitalWrite(BuzzerPin, HIGH);  // Hidupkan Buzzer
    tone(BuzzerPin, 262, 250); // Buzzer sound 
    digitalWrite(RelayPin, LOW);    // Tutup Relay
  } else {  // Jika status aman
    digitalWrite(LedPin, LOW);      // Matikan LED
    digitalWrite(BuzzerPin, LOW);   // Matikan Buzzer
    digitalWrite(RelayPin, HIGH);   // Buka Relay
  }

  //Menampilkan hasil di Serial Monitor
  Serial.println("=======================================");
  Serial.println("         DETEKSI KEBOCORAN GAS        ");
  Serial.println("=======================================");
  Serial.println("INPUT:");
  Serial.print("  - Konsentrasi: ");
  Serial.print(konsentrasi, 1);
  Serial.println(" ppm");
  Serial.print("  - Suhu: ");
  Serial.print(suhu, 1);
  Serial.println(" C");
  Serial.println("---------------------------------------");
  Serial.print("OUTPUT (Defuzzifikasi): ");
  Serial.println(nilaiDefuzzifikasi);
  if (nilaiDefuzzifikasi > 1500.0) {
    Serial.println("Status: Bahaya");
  } else {
    Serial.println("Status: Aman");
  }
  Serial.println("=======================================");

  delay(2000); // Delay untuk memberikan waktu antara pembacaan sensor
}