#include <Wire.h>
#include <LiquidCrystal_I2C.h>
#include <DHT.h>

LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 20, 4);
#define DHTPIN 3
#define DHTTYPE DHT22
#define BUTTON_PIN A3
const int sensorPin = A2;
const int temperaturePin = A1;

DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);

bool lastButtonState = HIGH;
int displayMode = 0;
bool buttonPressed = false;

const float BETA = 3950;    // Коэффициент B терморезистора
const float Gamma = 0.7;   // Параметр для расчёта освещённости
const float RL10 = 50;     // Сопротивление при 10 люкс (кОм)

// Глобальные переменные для хранения текущих данных датчиков
float currentT = 1.0;
float currentH = 1.0;
float currentLux = 1.0;
float currentCelsius = 1.0;
float currentH_old = 1.0;
float currentT_old = 1.0;
float currentLux_old = 1.0;
float currentCelsius_old = 1.0;

void setup() {
   Serial.begin(9600);
  lcd.begin(20, 4);
  lcd.clear();
  lcd.backlight();
  dht.begin();
  pinMode(BUTTON_PIN, INPUT_PULLUP);

  // 1. Даём АЦП стабилизироваться
  delay(500);

  // 2. Первое грубое считывание (прогрев АЦП)
  readAllSensors();

  // 3. Пауза для успокоения сигналов
  delay(200);


  // Однократное считывание датчиков при старте
  readAllSensors();


  int ntcValue = analogRead(temperaturePin) - 8;
  Serial.print(ntcValue);
  currentCelsius = 1 / (log(1 / (1023. / ntcValue - 1)) / BETA + 1.0 / 298.15) - 273.15;
  Serial.println("demo");
  Serial.print(currentCelsius);


  // Вывод всех датчиков на дисплей при старте
  displayData(0, currentT, currentH, currentLux, currentCelsius);

  // Отправка в Serial при старте
  sendToSerial(0, currentT, currentH, currentLux, currentCelsius);
}

void loop() {
  bool currentButtonState = digitalRead(BUTTON_PIN);

  // Считываем все датчики один раз за цикл
  readAllSensors();

  // Проверяем, изменилось ли хотя бы одно значение
  if (currentH != currentH_old ||
      currentT != currentT_old ||
      currentCelsius != currentCelsius_old ||
      currentLux != currentLux_old) {
    displayData(displayMode, currentT, currentH, currentLux, currentCelsius);
    sendToSerial(displayMode, currentT, currentH, currentLux, currentCelsius);

    // Обновляем «старые» значения
    currentH_old = currentH;
    currentT_old = currentT;
    currentLux_old = currentLux;
    currentCelsius_old = currentCelsius;
  }

  // Обработка нажатия кнопки
  if (lastButtonState == HIGH && currentButtonState == LOW) {
    buttonPressed = true;
    displayMode++;
    if (displayMode > 5) displayMode = 0;
  }

  if (buttonPressed) {
    // Пересчитываем датчики при нажатии кнопки
    readAllSensors();
    displayData(displayMode, currentT, currentH, currentLux, currentCelsius);
    sendToSerial(displayMode, currentT, currentH, currentLux, currentCelsius);
    buttonPressed = false;
    delay(30);  // Антидребезг
  }

  lastButtonState = currentButtonState;
}

// Функция для единовременного считывания всех датчиков
void readAllSensors() {
  // 1. Датчик освещённости (LDR)
  int ldrValue = analogRead(sensorPin);
  float ldrVoltage = ldrValue / 1023.0 * 5.0;
  float ldrResistance = 10000.0 * ldrVoltage / (5.0 - ldrVoltage);  // R_upper = 10 кОм
  currentLux = pow(RL10 * 1e3 * pow(10, Gamma) / ldrResistance, (1.0 / Gamma));


  // 2. Датчик температуры NTC
  int ntcValue = analogRead(temperaturePin);
  Serial.print("Проверка датчика");
  Serial.print(ntcValue);
  float ntcVoltage = ntcValue / 1023.0 * 5.0;  // Напряжение на аналоговом пине

  // Рассчитываем сопротивление NTC
  // Если NTC внизу (к GND), а верхний резистор 10 кОм:
  float R_ntc = 10000.0 * ntcVoltage / (5.0 - ntcVoltage);

  // Защита от некорректных значений
  if (R_ntc <= 0 || isnan(R_ntc)) {
    currentCelsius = 0.0;  // или другое значение по умолчанию
    return;
  }

  // Формула Стейнхарта‑Харта (корректная версия)
  float logR = log(R_ntc);  // натуральный логарифм
  float T_Kelvin = 1.0 / (
    (1.0 / 298.15) + 
    (1.0 / BETA) * (logR - log(10000.0))  // log(10кОм) — опорное сопротивление
  );

  currentCelsius = T_Kelvin - 273.15;


  // Ограничиваем диапазон (опционально)
  if (currentCelsius < -50 || currentCelsius > 150) {
    currentCelsius = 0.0;  // ошибка измерения
  }

  // 3. Датчик DHT22 (температура и влажность)
  currentH = dht.readHumidity();
  currentT = dht.readTemperature();


  // Защита от NaN (DHT может возвращать ошибки)
  if (isnan(currentH)) currentH = 0.0;
  if (isnan(currentT)) currentT = 0.0;
}





void displayData(int mode, float t, float h, float lux, float celsius) {
  char tempStr[8];
  dtostrf(t, 5, 1, tempStr);      // 1 знак после запятой
  char celsiusStr[8];
  dtostrf(celsius, 5, 1, celsiusStr);
  char humStr[8];
  dtostrf(h, 5, 1, humStr);

  lcd.clear();

  switch (mode) {
    case 0:
      lcd.setCursor(0, 0); lcd.print("Temp_DHT: "); lcd.print(tempStr); lcd.print(" "); lcd.write(byte(223)); lcd.print("C");
      lcd.setCursor(0, 1); lcd.print("Humidity: "); lcd.print(humStr); lcd.print(" %");
      lcd.setCursor(0, 2); lcd.print("LDR: "); lcd.print(lux, 0); lcd.print(" lux");
      lcd.setCursor(0, 3); lcd.print("Temp_NTC: "); lcd.print(celsiusStr); lcd.print(" "); lcd.write(byte(223)); lcd.print("C");
      break;
    case 1:
      lcd.setCursor(0, 0); lcd.print("Temp_DHT: "); lcd.print(tempStr); lcd.print(" "); lcd.write(byte(223)); lcd.print("C");
      break;
    case 2:
      lcd.setCursor(0, 0); lcd.print("Humidity: "); lcd.print(humStr); lcd.print(" %");
      break;
    case 3:
      lcd.setCursor(0, 0); lcd.print("LDR: "); lcd.print(lux, 0); lcd.print(" lux");
      break;
    case 4:
      lcd.setCursor(0, 0); lcd.print("Temp_NTC: "); lcd.print(celsiusStr); lcd.print(" "); lcd.write(byte(223)); lcd.print("C");
      break;
    case 5:
      lcd.clear();
      break;
  }
}

void sendToSerial(int mode, float t, float h, float lux, float celsius) {
  switch (mode) {
    case 0:
      
      Serial.println("All sensors:");
      Serial.print("Temp_DHT: "); Serial.print(round(t) ); Serial.println(" °C");
      Serial.print("Humidity: "); Serial.print(round(h) ); Serial.println(" %");
      Serial.print("LDR: "); Serial.print(round(lux) ); Serial.println(" lux");
      Serial.print("Temp_NTC: "); Serial.print(round(celsius)); Serial.println(" °C");
      break;
    case 1:
      Serial.print("Temp_DHT: "); Serial.print(t); Serial.println(" °C");
      break;
    case 2:
      Serial.print("Humidity: "); Serial.print(h); Serial.println(" %");
      break;
    case 3:
      Serial.print("LDR: "); Serial.print(lux); Serial.println(" lux");
      break;
    case 4:
      Serial.print("Temp_NTC: "); Serial.print(celsius); Serial.println(" °C");
      break;
    case 5:
      Serial.println("Empty screen");
      break;
  }
  Serial.println();
}