/*
  MQ-7 Module - با ضرایب صحیح
*/

#include <Arduino.h>

const uint8_t ADC_PIN = PA2;
const uint8_t LED_PIN = PC13;

const float ADC_REF = 3.3;
const uint32_t ADC_MAX = 4095;
const float RL = 10000.0;
float R0 = -1.0;
const float CO_THRESHOLD = 50.0;

// ضرایب صحیح برای MQ-7 و گاز CO
const float CO_A = 99.042;
const float CO_B = -1.518;

float readVoltage() {
  const int N = 10;
  uint32_t sum = 0;
  for (int i = 0; i < N; i++) {
    sum += analogRead(ADC_PIN);
    delay(3);
  }
  float adc_avg = sum / float(N);
  return adc_avg * (ADC_REF / ADC_MAX);
}

float calcRs(float Vout) {
  if (Vout <= 0.001) return 1e6;
  
  // فرمول اصلاح شده: ما Vout را از سنسور می‌خوانیم که نسبت به 5V داخلی ماژول است
  // بنابراین باید از 5.0 در فرمول استفاده کنیم، نه ADC_REF
  return RL * (5.0 - Vout) / Vout; // این فرمول صحیح است
}

float toRealPPM(float Rs) {
    if (R0 <= 0) return -1;
    float ratio = Rs / R0;

    // فرمول صحیح براساس دیتاشیت MQ-7
    float ppm = CO_A * pow(ratio, CO_B);
    
    return ppm;
}

void calibrateR0() {
  Serial1.println("=== Calibrating R0 in clean air ===");
  const int N = 50;
  float sum_R0 = 0;
  
  for (int i = 0; i < N; i++) {
    float V = readVoltage();
    float Rs = calcRs(V);
    
    // در هوای پاک: نسبت Rs/R0 ≈ 27.5 (طبق دیتاشیت)
    // بنابراین: R0 = Rs / 27.5
    sum_R0 += Rs / 27.5;
    
    delay(100);
  }
  
  R0 = sum_R0 / N;
  Serial1.print("Calibration complete. R0 = ");
  Serial1.println(R0, 2);
}

void setup() {
  Serial1.begin(115200);
  pinMode(LED_PIN, OUTPUT);
  digitalWrite(LED_PIN, LOW);
  
  Serial1.println("MQ-7 CO Monitor - Waiting for warm up...");
  delay(30000); // 30 ثانیه پیش‌گرمایش
  Serial1.println("Ready. Send 'c' to calibrate.");
  calibrateR0();
}

void loop() {
  if (Serial1.available()) {
    char c = Serial1.read();
    if (c == 'c' || c == 'C') calibrateR0();
  }

  float V = readVoltage();
  float Rs = calcRs(V);
  float ppm = toRealPPM(Rs);

  Serial1.print("Vout=");
  Serial1.print(V, 3);
  Serial1.print("V, Rs=");
  Serial1.print(Rs, 1);
  Serial1.print("Ω");
  
  if (R0 > 0) {
    Serial1.print(", Rs/R0=");
    Serial1.print(Rs/R0, 3);
    Serial1.print(", CO=");
    Serial1.print(ppm, 1);
    Serial1.println("ppm");
    
    // هشدار
    if (ppm > CO_THRESHOLD) {
      digitalWrite(LED_PIN, HIGH);
      Serial1.println("⚠️ WARNING: High CO level!");
    } else {
      digitalWrite(LED_PIN, LOW);
    }
  } else {
    Serial1.println(" [Not calibrated]");
  }

  delay(2000);
}