#include <U8g2lib.h>
#include <Wire.h>
#include "Voltage_Reader.h"

// تنظیمات OLED
#define I2C_SDA_PIN PB9
#define I2C_SCL_PIN PB8

U8G2_SSD1306_128X64_NONAME_F_HW_I2C u8g2(U8G2_R0, /* reset=*/ U8X8_PIN_NONE);

// ========== پارامترهای مدار MQ7 (مقادیر دقیق اندازه‌گیری‌شده) ==========
#define VREF_ADC        3.3f        // ولتاژ مرجع ADC
#define ADC_RESOLUTION  4095.0f     // رزولوشن ADC 12 بیت
#define R1              2190.0f     // مقاومت سری اول (اهم)
#define R2              3270.0f     // مقاومت به زمین (اهم)
#define RL_SENSOR       839.0f      // مقاومت بار ماژول (مقاومت بین خروجی آنالوگ و GND)
#define ADC_PIN         PA2         // پین ADC
#define NUM_SAMPLES     10          // تعداد نمونه برای میانگین‌گیری

// پارامترهای سنسور MQ7 برای تبدیل به ppm (از دیتاشیت)
#define CO_A            1.9f        // ضریب A
#define CO_B            -0.6f       // ضریب B

// ============================ متغیرهای سراسری ============================
// متغیرهای جهانی
float VCC_SENSOR = 4.9f;        // ولتاژ تغذیه سنسور MQ7
float MQ7_R0 = 21000.0;   // مقدار R0 (پس از کالیبراسیون) – تقریب اولیه ۲۰ کیلواهم
bool calibrationComplete = false;
unsigned long lastReadTime = 0;
const unsigned long readInterval = 3000;
float volage;



float readSensorVoltage() {
  uint32_t sum = 0;
  for (int i = 0; i < NUM_SAMPLES; i++) {
    sum += analogRead(ADC_PIN);
    delay(10);
  }
  float adcValue = sum / (float)NUM_SAMPLES;
  float vAdc = (adcValue / ADC_RESOLUTION) * VREF_ADC;
  // محاسبه ولتاژ خروجی سنسور با جبران تقسیم ولتاژ (R1 و R2)
  return vAdc * (R1 + R2) / R2;
}

float calculateRs(float vOut) {
  if (vOut <= 0.0f) return 0.0f;
  return RL_SENSOR * (VCC_SENSOR / vOut - 1.0f);
}

float calculatePPM(float rs) {
  float ratio = rs / MQ7_R0;
  if (ratio <= 0.0f) return 0.0f;
  return CO_A * pow(ratio, CO_B);
}

// ========== کالیبراسیون MQ7 ==========
void calibrateMQ7() {
  Serial1.println("Starting calibration in clean air...");
  u8g2.clearBuffer();
  u8g2.setFont(u8g2_font_ncenB08_tr);
  u8g2.drawStr(0, 30, "Calibrating ...");
  u8g2.drawStr(0, 50, "Wait 120 seconds");
  u8g2.sendBuffer();

  // صبر برای پایدار شدن سنسور (توصیه: حداقل ۲ دقیقه، ولی برای نمونه ۳۰ ثانیه)
  delay(120000);

  float sumRs = 0;
  const int samples = 50;
  for (int i = 0; i < samples; i++) {
    float vOut = readSensorVoltage();
    float rs = calculateRs(vOut);
    sumRs += rs;
    delay(20);
  }

  //////////MQ7_R0 = sumRs / samples;   // در هوای پاک R0 = Rs
  calibrationComplete = true;

  Serial1.print("[MQ7] Calibration complete. R0 = ");
  Serial1.println(MQ7_R0, 1);
  Serial1.println("You can update the #define R0 in code with this value for future use.");
}

// ========== خواندن CO با استفاده از پارامترهای جدید ==========
float readCO() {
  if (!calibrationComplete) return -1.0f;

  float vOut = readSensorVoltage();
  float rs = calculateRs(vOut);
  float ppm = calculatePPM(rs);

  // محدود کردن به بازه معقول
  ppm = constrain(ppm, 0.0f, 5000.0f);
  return ppm;
}

// نمایش روی OLED
void displayCO(int ppm) {
  if(ppm<0)
  return;
  u8g2.clearBuffer();
  
  // انتخاب فونت بر اساس اندازه عدد
  if (ppm < 1000) {
    // برای اعداد تا ۳ رقمی از فونت 35 پیکسل
    u8g2.setFont(u8g2_font_fub35_tr);
    // موقعیت مرکزی
    if (ppm < 10) {
      u8g2.setCursor(50, 55);
    } else if (ppm < 100) {
      u8g2.setCursor(25, 55);
    } else {
      u8g2.setCursor(10, 55);
    }
  } else {
    // برای اعداد ۴ رقمی از فونت 25 پیکسل
    u8g2.setFont(u8g2_font_fub25_tr);
    u8g2.setCursor(10, 60);
  }
  
  u8g2.print(ppm);
  
  // نمایش واحد ppm در پایین
  u8g2.setFont(u8g2_font_ncenB12_tr);
  u8g2.setCursor(90, 60);
  u8g2.print("ppm");
  
  u8g2.sendBuffer();
}


void setup() {
  Serial1.begin(115200);
  delay(2000);
  // تنظیم پین I2C
  Wire.setSDA(I2C_SDA_PIN);
  Wire.setSCL(I2C_SCL_PIN);
  Wire.begin();
  
  // راه‌اندازی OLED
  u8g2.begin();
  u8g2.setFont(u8g2_font_ncenB08_tr);
  u8g2.clearBuffer();
  u8g2.drawStr(0, 35, "Sensor Calibrating...");
  u8g2.sendBuffer();
  

  analogReadResolution(12);
  bool voltageOK = voltageReader.testCircuit();
  
  if (!voltageOK) {
    Serial1.println("⚠️ Voltage issue detected!");
  }
  
  // 2. اطلاعات دیباگ ولتاژ
  voltageReader.debugInfo();
  volage=voltageReader.readVoltage();
  VCC_SENSOR=volage;
  // کالیبراسیون اولیه سنسور
  calibrateMQ7();
  
  // نمایش پیام راه‌اندازی
  /*u8g2.clearBuffer();
  u8g2.drawStr(0, 40, "MQ-7 Ready!");
  u8g2.drawStr(0, 60, "Monitoring CO...");
  u8g2.sendBuffer();*/
  delay(2000);
}

void loop() {
  if (millis() - lastReadTime >= readInterval) {
    volage=voltageReader.readVoltage();
    VCC_SENSOR=volage;

    float ppm = readCO();
    int ppm_rounded = round(ppm);
    displayCO(ppm_rounded);
  //voltageReader.debugInfo();
    
    // نمایش در سریال مانیتور (اختیاری)
    Serial1.print("CO Concentration: ");
    Serial1.print(ppm);
    Serial1.println(" ppm");
    

    Serial1.print(" VCC_SENSOR:");
    Serial1.println(VCC_SENSOR);
    


    lastReadTime = millis();
  }
  delay(1000);
}