/*
 * TCC - Sistema Automatizado de Controle e Monitoramento de Nível de Água
 * Curso: Técnico em Eletromecânica
 * Controlador: ESP32
 * 
 * Funcionalidades:
 * - Monitoramento por 2 Sensores Ultrassônicos (HC-SR04)
 * - Validação por 3 Boias Elétricas (Redundância e Cavitação)
 * - Acionamento de Bomba 1/2 CV via Relé Auxiliar e Contator
 * - Display LCD 16x2 I2C
 * - Proteção de Timeout (Enchimento máximo)
 * - Alarmes e indicação via Monitor Serial e LCD
 */

#include <stdio.h>
#include "freertos/FreeRTOS.h"
#include "freertos/task.h"
#include "driver/gpio.h"
#include "esp_timer.h"
#include "esp_rom_sys.h"
#include "driver/i2c.h"
#include "esp_log.h"

// ================= I2C =================
#define I2C_MASTER_SCL_IO 22
#define I2C_MASTER_SDA_IO 21
#define I2C_MASTER_NUM I2C_NUM_0
#define I2C_MASTER_FREQ_HZ 100000

// ================= LCD =================
#define LCD_ADDR 0x27

// ================= ULTRASSÔNICOS =================
#define TRIG_CAIXA 5
#define ECHO_CAIXA 18
#define TRIG_CISTERNA 19
#define ECHO_CISTERNA 21

// ================= BOIAS =================
#define BOIA_CAIXA_ALTA 25
#define BOIA_CISTERNA_BAIXA 26

// ================= SAÍDAS =================
#define RELE_BOMBA 33
#define LED_ALARME 32
#define BUZZER 14

// ================= LEDs NÍVEL =================
// Caixa
#define LED_CX_BAIXO 18
#define LED_CX_MEDIO 19
#define LED_CX_ALTO 23

// Cisterna
#define LED_CI_BAIXO 22
#define LED_CI_ALTO 4

// ================= PARÂMETROS =================
#define DIST_VAZIO 38.0
#define DIST_CHEIO 5.0

#define NIVEL_LIGA 40
#define NIVEL_DESLIGA 95
#define NIVEL_MIN_CISTERNA 20

// ================= VARIÁVEIS =================
int nivelCaixa = 0;
int nivelCisterna = 0;
bool bombaLigada = false;

// ================= I2C =================
void i2c_master_init() {
    i2c_config_t conf = {
        .mode = I2C_MODE_MASTER,
        .sda_io_num = I2C_MASTER_SDA_IO,
        .scl_io_num = I2C_MASTER_SCL_IO,
        .sda_pullup_en = GPIO_PULLUP_ENABLE,
        .scl_pullup_en = GPIO_PULLUP_ENABLE,
        .master.clk_speed = I2C_MASTER_FREQ_HZ
    };
    i2c_param_config(I2C_MASTER_NUM, &conf);
    i2c_driver_install(I2C_MASTER_NUM, conf.mode, 0, 0, 0);
}

// ================= DISTÂNCIA =================
float medirDistancia(int trig, int echo) {
    gpio_set_level(trig, 0);
    esp_rom_delay_us(2);
    gpio_set_level(trig, 1);
    esp_rom_delay_us(10);
    gpio_set_level(trig, 0);

    int64_t start = esp_timer_get_time();
    while (!gpio_get_level(echo)) {
        if (esp_timer_get_time() - start > 30000) return DIST_VAZIO;
    }

    int64_t echo_start = esp_timer_get_time();

    while (gpio_get_level(echo)) {
        if (esp_timer_get_time() - echo_start > 30000) return DIST_VAZIO;
    }

    int64_t duration = esp_timer_get_time() - echo_start;
    float dist = (duration * 0.0343) / 2.0;

    if (dist > DIST_VAZIO) dist = DIST_VAZIO;
    if (dist < DIST_CHEIO) dist = DIST_CHEIO;

    return dist;
}

// ================= % =================
int calcularNivel(float dist) {
    int pct = (int)((DIST_VAZIO - dist) * 100 / (DIST_VAZIO - DIST_CHEIO));
    if (pct < 0) pct = 0;
    if (pct > 100) pct = 100;
    return pct;
}

// ================= LEDs =================
void atualizarLEDs() {

    // Caixa
    gpio_set_level(LED_CX_BAIXO, nivelCaixa <= 30);
    gpio_set_level(LED_CX_MEDIO, (nivelCaixa > 30 && nivelCaixa <= 70));
    gpio_set_level(LED_CX_ALTO, nivelCaixa > 70);

    // Cisterna
    gpio_set_level(LED_CI_BAIXO, nivelCisterna < 30);
    gpio_set_level(LED_CI_ALTO, nivelCisterna >= 30);
}

// ================= CONTROLE =================
void controleBomba() {

    bool caixaCheia = (gpio_get_level(BOIA_CAIXA_ALTA) == 0);
    bool cisternaVazia = (gpio_get_level(BOIA_CISTERNA_BAIXA) == 1);

    if (bombaLigada) {

        if (nivelCaixa >= NIVEL_DESLIGA || caixaCheia) {
            gpio_set_level(RELE_BOMBA, 0);
            bombaLigada = false;
        }

        else if (nivelCisterna < NIVEL_MIN_CISTERNA || cisternaVazia) {
            gpio_set_level(RELE_BOMBA, 0);
            bombaLigada = false;
        }

    } else {

        if (nivelCaixa <= NIVEL_LIGA &&
            nivelCisterna >= NIVEL_MIN_CISTERNA &&
            !cisternaVazia) {

            gpio_set_level(RELE_BOMBA, 1);
            bombaLigada = true;
        }
    }
}

// ================= APP =================
void app_main(void) {

    // I2C
    i2c_master_init();

    // GPIOs
    gpio_set_direction(TRIG_CAIXA, GPIO_MODE_OUTPUT);
    gpio_set_direction(ECHO_CAIXA, GPIO_MODE_INPUT);
    gpio_set_direction(TRIG_CISTERNA, GPIO_MODE_OUTPUT);
    gpio_set_direction(ECHO_CISTERNA, GPIO_MODE_INPUT);

    gpio_set_direction(RELE_BOMBA, GPIO_MODE_OUTPUT);
    gpio_set_direction(LED_ALARME, GPIO_MODE_OUTPUT);

    gpio_set_direction(BOIA_CAIXA_ALTA, GPIO_MODE_INPUT);
    gpio_set_direction(BOIA_CISTERNA_BAIXA, GPIO_MODE_INPUT);

    // LEDs
    gpio_set_direction(LED_CX_BAIXO, GPIO_MODE_OUTPUT);
    gpio_set_direction(LED_CX_MEDIO, GPIO_MODE_OUTPUT);
    gpio_set_direction(LED_CX_ALTO, GPIO_MODE_OUTPUT);
    gpio_set_direction(LED_CI_BAIXO, GPIO_MODE_OUTPUT);
    gpio_set_direction(LED_CI_ALTO, GPIO_MODE_OUTPUT);

    while (1) {

        float d1 = medirDistancia(TRIG_CAIXA, ECHO_CAIXA);
        float d2 = medirDistancia(TRIG_CISTERNA, ECHO_CISTERNA);

        nivelCaixa = calcularNivel(d1);
        nivelCisterna = calcularNivel(d2);

        controleBomba();
        atualizarLEDs();

        printf("Cx:%d%% Ci:%d%% | Bomba:%s\n",
               nivelCaixa,
               nivelCisterna,
               bombaLigada ? "ON" : "OFF");

        vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(1000));
    }
}