#include <Adafruit_MPU6050.h>
#include <Adafruit_Sensor.h>
#include <Wire.h>
#include <RTClib.h>
#include <Adafruit_GFX.h>
#include <Adafruit_SSD1306.h>

// OLED 顯示器設定 (128x64)
#define SCREEN_WIDTH 128
#define SCREEN_HEIGHT 64
Adafruit_SSD1306 display(SCREEN_WIDTH, SCREEN_HEIGHT, &Wire, -1);

// 感測器與 RTC 物件初始化
Adafruit_MPU6050 mpu;
RTC_DS1307 rtc;

void setup(void) {
  Serial.begin(115200);

  // 1. 初始化 OLED
  if(!display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3C)) {
    Serial.println("OLED 啟動失敗");
    for(;;);
  }
  display.clearDisplay();
  display.setTextColor(WHITE);
  display.setTextSize(1);
  display.setCursor(0,0);
  display.println("Initializing...");
  display.display();

  // 2. 初始化 RTC (DS1307 預設位址 0x68)
  if (!rtc.begin()) {
    Serial.println("找不到 RTC 模組");
    while (1);
  }
  if (!rtc.isrunning()) {
    rtc.adjust(DateTime(F(__DATE__), F(__TIME__)));
  }

  // 3. 初始化 MPU6050 (位址設為 0x69，避免與 RTC 衝突)
  // 注意：硬體上必須將 MPU6050 的 AD0 腳位接至 3.3V
  if (!mpu.begin(0x69)) {
    Serial.println("找不到 MPU6050 晶片 (位址 0x69)");
    while (1) { delay(10); }
  }

  // 設定感測器參數 (參考範例風格)
  mpu.setAccelerometerRange(MPU6050_RANGE_8_G);
  mpu.setGyroRange(MPU6050_RANGE_250_DEG);
  mpu.setFilterBandwidth(MPU6050_BAND_21_HZ);

  delay(100);
}

void loop() {
  /* 每 2 秒讀取一次感測器數據 */
  sensors_event_t a, g, temp;
  mpu.getEvent(&a, &g, &temp);

  // 取得 RTC 當前時間
  DateTime now = rtc.now();

  /* 計算 PGA (Peak Ground Acceleration)，並將 m/s^2 轉換為 cm/s^2 */
  // 1 m/s^2 = 100 cm/s^2
  float ax_cm = abs(a.acceleration.x) * 100.0;
  float ay_cm = abs(a.acceleration.y) * 100.0;
  float az_cm = abs(a.acceleration.z - 9.8) * 100.0; // 扣除重力加速度 (假設感測器平放)
 
  // 取三軸中最大值作為判定基準
  float pga = max(ax_cm, max(ay_cm, az_cm));

  /* 根據台灣震度標準判定地震強度 (grade 0-7) */
  int grade = 0;
  if (pga < 0.8) grade = 0;
  else if (pga < 2.5) grade = 1;
  else if (pga < 8.0) grade = 2;
  else if (pga < 25.0) grade = 3;
  else if (pga < 80.0) grade = 4;
  else if (pga < 250.0) grade = 5;
  else if (pga < 400.0) grade = 6;
  else grade = 7;

  /* 在 OLED 模組上顯示時間與地震強度 */
  display.clearDisplay();
 
  // 顯示標題
  display.setTextSize(1);
  display.setCursor(0, 0);
  display.println("Earthquake Monitor");
  display.drawLine(0, 10, 127, 10, WHITE);
 
  // 顯示日期與時間
  display.setCursor(0, 15);
  display.print("Date: ");
  display.print(now.year()); display.print("/");
  display.print(now.month()); display.print("/");
  display.print(now.day());
 
  display.setCursor(0, 25);
  display.print("Time: ");
  if(now.hour() < 10) display.print('0');
  display.print(now.hour()); display.print(":");
  if(now.minute() < 10) display.print('0');
  display.print(now.minute()); display.print(":");
  if(now.second() < 10) display.print('0');
  display.println(now.second());

  // 顯示震度級數 (放大字體)
  display.setCursor(0, 40);
  display.setTextSize(2);
  display.print("grade: ");
  display.println(grade);

  display.display();

  /* 序列埠輸出 (除錯用) */
  Serial.print("PGA: "); Serial.print(pga); Serial.print(" cm/s^2, ");
  Serial.print("Grade: "); Serial.println(grade);

  // 每 2 秒更新一次
  delay(2000);
}