/*
 * LoadCellMeasure - 로드셀 무게 측정 코드
 * HX711 앰프 모듈 사용
 * 
 * 기능:
 * 1. 무게 측정 (양수 값으로 증가)
 * 2. 시리얼 명령어: 'c' 영점조절, 'p' 일시정지, 'r' 재시작
 * 3. 통신 시작 시 최초 1회 자동 캘리브레이션
 * 4. 측정 속도 조절 가능 ('+' 빠르게, '-' 느리게)
 * 
 * 하드웨어 연결:
 * - HX711 VCC  -> Arduino 5V
 * - HX711 GND  -> Arduino GND
 * - HX711 DT   -> Arduino Pin 3 (DATA_PIN)
 * - HX711 SCK  -> Arduino Pin 2 (CLOCK_PIN)
 */

#include "HX711.h"

// ===== 핀 설정 =====
const int LOADCELL_DOUT_PIN = 3;  // HX711 DT(DATA) 핀 - 아두이노 3 PIN 
const int LOADCELL_SCK_PIN = 2;   // HX711 SCK(CLOCK) 핀 - 아두이노 2 PIN

// ===== HX711 인스턴스 =====
HX711 scale;

// ===== 설정 변수 =====
float calibration_factor = -411.17; // 캘리브레이션 팩터 (실제 무게(g) = 90060(Raw 값) ÷ 캘리브레이션 팩터)
int measureDelay = 100;            // 측정 간격 (ms) - HX711 10Hz 기준
const int DELAY_STEP = 10;         // 측정 간격 조절 단위 (ms)
const int MIN_DELAY = 10;          // 최소 측정 간격 (ms)
const int MAX_DELAY = 2000;         // 최대 측정 간격 (ms)

// ===== 상태 변수 =====
bool isPaused = false;              // 일시정지 상태
bool isCalibrated = false;          // 캘리브레이션 완료 여부
unsigned long startTime = 0;        // 측정 시작 시간

// ===== 함수 선언 =====
void performCalibration();
void processCommand(char cmd);
void printHelp();

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  
  // 시작 메시지
  Serial.println("=================================");
  Serial.println("   LoadCellMeasure 시작");
  Serial.println("=================================");
  
  // HX711 초기화
  scale.begin(LOADCELL_DOUT_PIN, LOADCELL_SCK_PIN);
  
  Serial.println("HX711 초기화 중...");
  delay(500);
  
  // HX711 연결 확인
  if (scale.is_ready()) {
    Serial.println("HX711 연결 성공!");
  } else {
    Serial.println("HX711 연결 실패! 배선을 확인하세요.");
    Serial.println("DT 핀: " + String(LOADCELL_DOUT_PIN));
    Serial.println("SCK 핀: " + String(LOADCELL_SCK_PIN));
    while(1); // 무한 대기
  }
  
  // 캘리브레이션 팩터 설정
  scale.set_scale(calibration_factor);
  
  // ===== 최초 1회 자동 캘리브레이션 =====
  performCalibration();
  
  // 사용법 출력
  printHelp();
  
  delay(1000);
}

void loop() {
  // 시리얼 명령어 처리
  if (Serial.available()) {
    char cmd = Serial.read();
    processCommand(cmd);
  }
  
  // 일시정지 상태면 측정 건너뛰기
  if (isPaused) {
    delay(100);
    return;
  }
  
  // 로드셀 측정
  if (scale.is_ready()) {
    // 무게 측정 (1회) - 실시간 출력
    float weight = abs(scale.get_units(1));

    // 경과 시간 계산 (초 단위, 0.01초 정밀도)
    float elapsedTime = (millis() - startTime) / 1000.0;

    // 결과 출력 (JSON 형식)
    Serial.print("{\"weight\":");
    Serial.print(weight, 1);  // 소수점 1자리
    Serial.print(",\"unit\":\"g\",\"time\":");
    Serial.print(elapsedTime, 2);  // 소수점 2자리 (0.01초 단위)
    Serial.print(",\"delay\":");
    Serial.print(measureDelay);
    Serial.println("}");
  }
  
  delay(measureDelay);
}

// ===== 최초 캘리브레이션 수행 =====
void performCalibration() {
  if (isCalibrated) {
    return;  // 이미 캘리브레이션 완료
  }
  
  Serial.println();
  Serial.println("---------------------------------");
  Serial.println(">> 최초 캘리브레이션 진행");
  Serial.println("---------------------------------");
  Serial.println("로드셀 위에 아무것도 올리지 마세요!");
  Serial.println("3초 후 영점 조정을 시작합니다...");
  delay(3000);
  
  Serial.println("영점 조정 중...");
  scale.tare();  // 영점 조정
  
  Serial.println(">> 캘리브레이션 완료!");
  Serial.println("현재 Offset: " + String(scale.get_offset()));
  Serial.println("---------------------------------");
  Serial.println();

  isCalibrated = true;
  startTime = millis();  // 측정 시작 시간 기록
}

// ===== 시리얼 명령어 처리 =====
void processCommand(char cmd) {
   cmd = tolower(cmd);

  switch(cmd) {
    // 'c' 또는 'C' : 영점 조절
    case 'c':
      Serial.println("\n>> 영점 조정 중...");
      Serial.println("   로드셀 위에 아무것도 올리지 마세요!");
      delay(1000);
      scale.tare(); // 영점 조정
      Serial.println(">> 영점 조정 완료!\n");
      break;
    
    // 'p' 또는 'P' : 일시정지
    case 'p':
      if (!isPaused) {
        isPaused = true;
        Serial.println("\n>> 측정 일시정지됨");
        Serial.println("   'r'을 입력하면 다시 시작합니다.\n");
      } else {
        Serial.println("\n>> 이미 일시정지 상태입니다.\n");
      }
      break;
    
    // 'r' 또는 'R' : 재시작
    case 'r':
      if (isPaused) {
        isPaused = false;
        Serial.println("\n>> 측정 재시작!\n");
      } else {
        Serial.println("\n>> 이미 측정 중입니다.\n");
      }
      break;
    
    // '+' : 측정 속도 빠르게 (딜레이 감소)
    case '+':
      if (measureDelay > MIN_DELAY) {
        measureDelay -= DELAY_STEP;
        if (measureDelay < MIN_DELAY) measureDelay = MIN_DELAY;
        Serial.println(">> 측정 간격 감소: " + String(measureDelay) + " ms (빠름)");
      } else {
        Serial.println(">> 최소 측정 간격입니다: " + String(MIN_DELAY) + " ms");
      }
      break;
    
    // '-' : 측정 속도 느리게 (딜레이 증가)
    case '-':
      if (measureDelay < MAX_DELAY) {
        measureDelay += DELAY_STEP;
        if (measureDelay > MAX_DELAY) measureDelay = MAX_DELAY;
        Serial.println(">> 측정 간격 증가: " + String(measureDelay) + " ms (느림)");
      } else {
        Serial.println(">> 최대 측정 간격입니다: " + String(MAX_DELAY) + " ms");
      }
      break;
    
    // 'h' 또는 'H' : 도움말
    case 'h':
      printHelp();
      break;
    
    // 그 외 문자는 무시 (줄바꿈, 공백 등)
    default:
      if (cmd != '\n' && cmd != '\r' && cmd != ' ') {
        Serial.println(">> 알 수 없는 명령어: " + String(cmd));
        Serial.println("   'h'를 입력하면 도움말을 볼 수 있습니다.");
      }
      break;
  }
}

// ===== 도움말 출력 =====
void printHelp() {
  Serial.println();
  Serial.println("---------------------------------");
  Serial.println("시리얼 모니터 명령어:");
  Serial.println("  'c' : 영점 조절 (Calibration)");
  Serial.println("  'p' : 일시정지 (Pause)");
  Serial.println("  'r' : 재시작 (Resume)");
  Serial.println("  '+' : 측정 속도 빠르게");
  Serial.println("  '-' : 측정 속도 느리게");
  Serial.println("  'h' : 도움말 보기");
  Serial.println("---------------------------------");
  Serial.println();
}