/*
* TRABALHO DE CONTROLE II - UNIDADE 3
* CONTROLE DINÂMICO DE NÍVEL UTILIZANDO PID CLÁSSICO
*
* ALUNOS:
* AMANDA DE BRITO FREITAS - 201715343
* GETULIO FALCOMER DE ALMEIDA - 201517480
* SANDERSON LUIZ -
* WILL DOUGLAS CAVALCANTI JUNIOR - 201526200
*
* ORIENTADOR: PROFESSOR JAN ERIK
*/

// ajuste do PID
float kp = 0;
float ki = 0;
float kd = 0;

// portas do arduíno
const unsigned int potenciometro = A1;
const unsigned int sensor_lm35 = A2;
const unsigned int chave = 2;
const unsigned int pastilha_peltier = 3;

// variáveis
unsigned int estado_chave = LOW;
float ts = 0.01; // período de amostragem
unsigned int set_point = 0;
float variavel_processo = 0;
unsigned int u = 0;
unsigned int u_antigo = 0;
unsigned int u_minimo = 0;
unsigned int u_maximo = 255;
float erro = 0;
float erro_antigo = 0;
float erro_mais_antigo = 0;

// escopo de funções
void converte_sintonia_para_discreto();
void controle_pid();
void imprime_serial();
void u_limite();
void atualizar_variaveis();

void setup(){
  Serial.begin(9600);

  pinMode(potenciometro, INPUT);
  pinMode(sensor_lm35, INPUT);
  pinMode(chave, INPUT);
  pinMode(pastilha_peltier, OUTPUT);

  converte_sintonia_para_discreto();
}

void loop(){
  estado_chave = digitalRead(chave);

  if(estado_chave == HIGH) {
    controle_pid();
    imprime_serial();
    delay(100);
  }
  else {
    analogWrite(pastilha_peltier, 0); // desliga a pastilha
    Serial.println("Esperando o sistema ser ligado...");
    delay(1000);
  }
}

void converte_sintonia_para_discreto(){
  ki = (kp / ki) * ts;
  kd = (kp * kd) * ts;
}

void controle_pid(){
  variavel_processo = (float(analogRead(sensor_lm35)) * 5 / 1024) / ts;

  set_point = map(analogRead(potenciometro), 0, 1024, 3, 20);

  erro = set_point - variavel_processo;

  u = u_antigo +
      kp * (erro - erro_antigo) + // parte proporcional
      ki * erro_antigo + // parte integral
      kd * (erro - 2 * erro_antigo + erro_mais_antigo); // parte derivativa

  u_limite();
  atualizar_variaveis();

  analogWrite(pastilha_peltier, u);
}

void imprime_serial(){
  Serial.print("Set Point: "); Serial.print(set_point);
  Serial.print("  ºC: "); Serial.print(variavel_processo);
  Serial.print("  Erro: "); Serial.print(erro);
  Serial.print("  Saída u (PWM): "); Serial.println(u);
}

void u_limite(){
  if (u > u_maximo)
    u = u_maximo;
  if (u < u_minimo)
    u = u_minimo;
}

void atualizar_variaveis(){
  erro_mais_antigo = erro_antigo;
  erro_antigo = erro;
  u_antigo = u;
}