Monitorear el invernadero con Internet de las Cosas

// Invernadero SIN delay(): el DHT11 mide temperatura y humedad, el LCD 16x2
// las muestra y el LED de ventilación queda ENCENDIDO FIJO mientras la
// temperatura supera el umbral (apagado si está por debajo). Todo con
// millis() en lugar de delay(): cada vuelta de loop() pregunta si ya pasó
// el intervalo y, si no, deja el procesador libre.
//
// Cambio de comportamiento del LED respecto a los niveles anteriores: acá
// el aviso pasa de parpadeo a encendido fijo, tal como evoluciona el
// original al llegar al nivel avanzado (con pantalla y monitoreo, un estado
// estable se lee mejor que un titileo). Esta es además la base directa de
// invernadero-iot.ino: sin código bloqueante, el ESP32 puede sumar WiFi y
// MQTT sin desatender el sensor.
//
// Plataforma: Arduino UNO.
// Conexión (la del esquema original): dato del DHT11 → pin 2; LED → pin 13;
// display LCD Keypad Shield en modo paralelo por los pines 8, 9, 4, 5, 6, 7.
//
// Nota del original: en el LCD no usar tildes ni la letra Ñ.
//
// Basado en: Fragmentos de código del Nivel Superior (Paso 5, patrón millis,
// con LED encendido/apagado por if/else y sin la parte IoT) — Invernadero
// Inteligente, Saberes Digitales (INET/EDUCAR 2019)
// Modernización: constantes nombradas; millisAnterior como unsigned long
// (el long del original desborda la cuenta); librería DHT de Adafruit con
// dht.begin(); una sola lectura por ciclo reutilizada para LED y display.

#include "DHT.h"
#include <LiquidCrystal.h>

// Pin de datos del sensor y tipo de sensor (DHT11).
const int PIN_DHT = 2;
#define DHTTYPE DHT11

// LED indicador de "hay que ventilar".
const int PIN_LED_VENTILACION = 13;

// Umbral del original: por encima de 25 °C hay que ventilar.
const float UMBRAL_TEMP_C = 25.0;

// El DHT11 no admite más de una lectura por segundo; medimos cada 2 s.
const unsigned long INTERVALO_MEDICION_MS = 2000;

// Objeto del sensor y display paralelo (RS, E, D4, D5, D6, D7).
DHT dht(PIN_DHT, DHTTYPE);
LiquidCrystal lcd(8, 9, 4, 5, 6, 7);

// Momento (ms desde el arranque) de la última medición.
unsigned long millisAnterior = 0;

void setup() {
  pinMode(PIN_LED_VENTILACION, OUTPUT);
  dht.begin();
  lcd.begin(16, 2);
  lcd.clear();
}

void loop() {
  unsigned long millisActual = millis();

  // ¿Ya pasó el intervalo desde la última medición? Si no, no hacemos nada
  // y loop() vuelve a empezar: eso es NO bloquear.
  if (millisActual - millisAnterior >= INTERVALO_MEDICION_MS) {
    millisAnterior = millisActual;

    float temperatura = dht.readTemperature(); // grados Celsius
    float humedad     = dht.readHumidity();    // humedad relativa en %

    // Aviso de ventilación como encendido fijo (if/else): encendido = hay
    // que ventilar, apagado = temperatura en orden.
    if (temperatura > UMBRAL_TEMP_C) {
      digitalWrite(PIN_LED_VENTILACION, HIGH);
    } else {
      digitalWrite(PIN_LED_VENTILACION, LOW);
    }

    // Fila 0: temperatura. Fila 1: humedad. Sin tildes ni Ñ (limitación LCD).
    lcd.setCursor(0, 0);
    lcd.print("Temp.: ");
    lcd.print(temperatura);
    lcd.setCursor(0, 1);
    lcd.print("Hum.: ");
    lcd.print(humedad);
  }

  // En este punto el procesador queda libre para realizar otras tareas.
}

// Invernadero SIN delay(): el DHT11 mide temperatura y humedad, el LCD 16x2
// (I2C) las muestra y el LED de ventilación queda ENCENDIDO FIJO mientras la
// temperatura supera el umbral (apagado si está por debajo). Todo con
// millis(): cada vuelta de loop() pregunta si ya pasó el intervalo y, si no,
// deja el procesador libre.
//
// El aviso pasa de parpadeo (niveles anteriores) a encendido fijo, como
// evoluciona el original. Este programa es la base directa de
// invernadero-iot.ino: sin código bloqueante, el ESP32 puede sumar WiFi y
// MQTT sin desatender el sensor.
//
// Plataforma: ESP32 (DevKit v1).
// Conexión: dato del DHT11 → GPIO 4; LED externo → GPIO 16; display LCD 1602
// por I2C: SDA → GPIO 21, SCL → GPIO 22.
//
// ADAPTACIÓN DE PLATAFORMA (ver README): el original usa un LCD Keypad
// Shield paralelo (6 pines) que no entra en un ESP32; acá usamos un LCD 1602
// con módulo I2C (2 cables, librería LiquidCrystal_I2C, dirección típica
// 0x27; probá 0x3F si no muestra nada).
// Nota eléctrica: el ESP32 trabaja a 3,3 V.
//
// Nota del original: en el LCD no usar tildes ni la letra Ñ.
//
// Librerías requeridas (Library Manager): "DHT sensor library" (Adafruit) +
// "Adafruit Unified Sensor", y "LiquidCrystal_I2C".
//
// Basado en: Fragmentos de código del Nivel Superior (Paso 5, patrón millis,
// LED por if/else, sin la parte IoT) — Invernadero Inteligente, Saberes
// Digitales (INET/EDUCAR 2019)
// Modernización: constantes nombradas; millisAnterior como unsigned long;
// DHT de Adafruit con dht.begin(); LCD paralelo del original adaptado a I2C;
// una sola lectura por ciclo reutilizada para LED y display.

#include "DHT.h"
#include <Wire.h>
#include <LiquidCrystal_I2C.h>

// Pin de datos del sensor y tipo de sensor (DHT11).
const int PIN_DHT = 4;
#define DHTTYPE DHT11

// LED externo indicador de "hay que ventilar".
const int PIN_LED_VENTILACION = 16;

// Dirección I2C y tamaño del display (16 columnas x 2 filas).
const uint8_t LCD_DIRECCION_I2C = 0x27;
const uint8_t LCD_COLUMNAS      = 16;
const uint8_t LCD_FILAS         = 2;

// Umbral del original: por encima de 25 °C hay que ventilar.
const float UMBRAL_TEMP_C = 25.0;

// El DHT11 no admite más de una lectura por segundo; medimos cada 2 s.
const unsigned long INTERVALO_MEDICION_MS = 2000;

// Objeto del sensor y display por I2C.
DHT dht(PIN_DHT, DHTTYPE);
LiquidCrystal_I2C lcd(LCD_DIRECCION_I2C, LCD_COLUMNAS, LCD_FILAS);

// Momento (ms desde el arranque) de la última medición.
unsigned long millisAnterior = 0;

void setup() {
  pinMode(PIN_LED_VENTILACION, OUTPUT);
  dht.begin();
  lcd.init();
  lcd.backlight();
  lcd.clear();
}

void loop() {
  unsigned long millisActual = millis();

  // ¿Ya pasó el intervalo desde la última medición? Si no, no hacemos nada
  // y loop() vuelve a empezar: eso es NO bloquear.
  if (millisActual - millisAnterior >= INTERVALO_MEDICION_MS) {
    millisAnterior = millisActual;

    float temperatura = dht.readTemperature(); // grados Celsius
    float humedad     = dht.readHumidity();    // humedad relativa en %

    // Aviso de ventilación como encendido fijo (if/else).
    if (temperatura > UMBRAL_TEMP_C) {
      digitalWrite(PIN_LED_VENTILACION, HIGH);
    } else {
      digitalWrite(PIN_LED_VENTILACION, LOW);
    }

    // Fila 0: temperatura. Fila 1: humedad. Sin tildes ni Ñ (limitación LCD).
    lcd.setCursor(0, 0);
    lcd.print("Temp.: ");
    lcd.print(temperatura);
    lcd.setCursor(0, 1);
    lcd.print("Hum.: ");
    lcd.print(humedad);
  }

  // En este punto el procesador queda libre para realizar otras tareas
  // (en invernadero-iot.ino, acá se atiende la conexión WiFi/MQTT).
}

// Invernadero con monitoreo IoT vía Adafruit IO (MQTT).
// La lógica no bloqueante de invernadero-no-bloqueante.ino sigue midiendo
// con el DHT11, mostrando en el LCD (I2C) y encendiendo el LED de
// ventilación; además publica dos feeds para ver las condiciones del
// invernadero desde el Panel de Control de Adafruit (como en la guía):
//
//   "temperatura": grados Celsius.
//   "humedad": humedad relativa en %.
//
// Plataforma: ESP32 (DevKit v1) — usa su WiFi integrado.
// Conexión: dato del DHT11 → GPIO 4; LED externo → GPIO 16; display LCD 1602
// por I2C: SDA → GPIO 21, SCL → GPIO 22.
//
// ADAPTACIÓN DE PLATAFORMA (ver README): el original usa un LCD Keypad
// Shield paralelo (6 pines) que no entra en un ESP32; acá usamos un LCD 1602
// con módulo I2C (2 cables, librería LiquidCrystal_I2C, dirección típica
// 0x27; probá 0x3F si no muestra nada).
// Nota eléctrica: el ESP32 trabaja a 3,3 V.
//
// Nota del original: en el LCD no usar tildes ni la letra Ñ.
//
// Librerías requeridas (Library Manager): "DHT sensor library" (Adafruit) +
// "Adafruit Unified Sensor", "LiquidCrystal_I2C" y "Adafruit MQTT Library".
//
// Basado en: Fragmento de código del Nivel Superior (Paso 6) — Invernadero
// Inteligente, Saberes Digitales (INET/EDUCAR 2019)
// Modernización: (1) el módulo OBLOQ y la librería ObloqAdafruit quedaron
// discontinuados; se reemplazan por el WiFi nativo del ESP32 (WiFi.h) y MQTT
// contra io.adafruit.com. (2) El original publicaba temperatura y humedad en
// CADA medición; acá se publican solo cuando cambian de forma apreciable
// (temperatura ≥ 0,5 °C; humedad ≥ 1 %) respecto de lo último publicado, para
// no gastar el cupo gratuito de Adafruit IO (30 publicaciones por minuto).
// Como el DHT11 tiene resolución de 1 °C y 1 %, en la práctica se publica
// ante cualquier cambio real de la medición. (3) Se ignora una lectura
// fallida del DHT11 (isnan): si el sensor devuelve "no numérico" (pasa cada
// tanto), se saltea el ciclo en vez de mostrar/publicar basura. (4) El LCD
// paralelo del original se adapta a I2C.

#include <WiFi.h>
#include <Wire.h>
#include <LiquidCrystal_I2C.h>
#include "DHT.h"
#include "Adafruit_MQTT.h"
#include "Adafruit_MQTT_Client.h"

// ---------------------------------------------------------------------------
// Credenciales: reemplazar los cuatro valores por los propios.
// El usuario y la key de Adafruit se copian desde io.adafruit.com
// haciendo clic en el ícono de la "llave" (igual que en la guía original).
// ---------------------------------------------------------------------------
#define WIFI_SSID     "TU_SSID"
#define WIFI_PASSWORD "TU_PASSWORD"
#define IO_USERNAME   "TU_USUARIO_ADAFRUIT"
#define IO_KEY        "TU_KEY_ADAFRUIT"

// Servidor MQTT de Adafruit IO.
const char SERVIDOR_MQTT[] = "io.adafruit.com";
const int  PUERTO_MQTT     = 1883;

// Pin de datos del sensor y tipo de sensor (DHT11).
const int PIN_DHT = 4;
#define DHTTYPE DHT11

// LED externo indicador de "hay que ventilar".
const int PIN_LED_VENTILACION = 16;

// Dirección I2C y tamaño del display (16 columnas x 2 filas).
const uint8_t LCD_DIRECCION_I2C = 0x27;
const uint8_t LCD_COLUMNAS      = 16;
const uint8_t LCD_FILAS         = 2;

// Umbral del original: por encima de 25 °C hay que ventilar.
const float UMBRAL_TEMP_C = 25.0;

// El DHT11 no admite más de una lectura por segundo; medimos cada 2 s.
const unsigned long INTERVALO_MEDICION_MS = 2000;

// Un valor se re-publica solo si cambió al menos esto respecto del último
// publicado: evita gastar el cupo gratuito de Adafruit IO con repeticiones.
const float UMBRAL_PUBLICACION_TEMP_C = 0.5;
const float UMBRAL_PUBLICACION_HUM    = 1.0;

// Si se cae la conexión MQTT, reintentamos cada tanto SIN bloquear.
const unsigned long INTERVALO_REINTENTO_MQTT_MS = 5000;

// Objetos de sensor, display, WiFi y MQTT.
DHT dht(PIN_DHT, DHTTYPE);
LiquidCrystal_I2C lcd(LCD_DIRECCION_I2C, LCD_COLUMNAS, LCD_FILAS);
WiFiClient clienteWifi;
Adafruit_MQTT_Client mqtt(&clienteWifi, SERVIDOR_MQTT, PUERTO_MQTT,
                          IO_USERNAME, IO_KEY);
Adafruit_MQTT_Publish feedTemperatura(&mqtt, IO_USERNAME "/feeds/temperatura");
Adafruit_MQTT_Publish feedHumedad(&mqtt, IO_USERNAME "/feeds/humedad");

// Momento (ms) de la última medición y del último intento de conexión MQTT.
unsigned long millisAnterior = 0;
unsigned long millisUltimoIntentoMqtt = 0;

// Últimas mediciones válidas, y lo último que llegó a publicarse. Separarlos
// permite publicar solo los cambios y ponerse al día tras una desconexión.
// Se arranca con valores imposibles para forzar la primera publicación.
float temperaturaPublicada = -1000.0;
float humedadPublicada     = -1000.0;
bool  hayMedicion          = false;

// Diferencia sin signo entre dos números (para comparar contra el umbral).
float diferenciaAbsoluta(float a, float b) {
  if (a > b) {
    return a - b;
  }
  return b - a;
}

// Mantiene viva la conexión MQTT sin bloquear el sensor: si está caída,
// reintenta como mucho una vez cada 5 segundos.
void mantenerConexionMqtt() {
  if (mqtt.connected()) {
    return;
  }

  unsigned long millisActual = millis();
  if (millisActual - millisUltimoIntentoMqtt < INTERVALO_REINTENTO_MQTT_MS) {
    return; // todavía no toca reintentar
  }
  millisUltimoIntentoMqtt = millisActual;

  Serial.print("Conectando a Adafruit IO... ");
  int8_t resultado = mqtt.connect(); // 0 = conexión exitosa
  if (resultado == 0) {
    Serial.println("conectado.");
  } else {
    Serial.println(mqtt.connectErrorString(resultado));
    mqtt.disconnect(); // deja el socket limpio para el próximo intento
  }
}

// Publica cada feed SOLO si cambió lo suficiente desde la última publicación
// exitosa. Si publish() falla o no hay conexión, no se actualiza el registro:
// se reintenta en la próxima vuelta.
void publicarCambios(float temperatura, float humedad) {
  if (!mqtt.connected() || !hayMedicion) {
    return; // sin internet o sin datos reales todavía: no se publica
  }

  if (diferenciaAbsoluta(temperatura, temperaturaPublicada)
        >= UMBRAL_PUBLICACION_TEMP_C
      && feedTemperatura.publish(temperatura)) {
    temperaturaPublicada = temperatura;
  }

  if (diferenciaAbsoluta(humedad, humedadPublicada) >= UMBRAL_PUBLICACION_HUM
      && feedHumedad.publish(humedad)) {
    humedadPublicada = humedad;
  }
}

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

  pinMode(PIN_LED_VENTILACION, OUTPUT);
  dht.begin();
  lcd.init();
  lcd.backlight();
  lcd.clear();

  // Conexión WiFi. Esperar acá con delay() es aceptable porque el ciclo de
  // medición todavía no arrancó; una vez dentro de loop(), nada bloquea.
  Serial.print("Conectando a la red WiFi");
  WiFi.mode(WIFI_STA);
  WiFi.begin(WIFI_SSID, WIFI_PASSWORD);
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    delay(500);
    Serial.print(".");
  }
  Serial.println();
  Serial.print("WiFi conectado, IP: ");
  Serial.println(WiFi.localIP());
}

void loop() {
  unsigned long millisActual = millis();

  // --- Medición, aviso y display, cada 2 s (respeta el DHT11) ---
  if (millisActual - millisAnterior >= INTERVALO_MEDICION_MS) {
    millisAnterior = millisActual;

    float temperatura = dht.readTemperature(); // grados Celsius
    float humedad     = dht.readHumidity();    // humedad relativa en %

    // Una lectura fallida del DHT11 devuelve "no numérico": la salteamos
    // para no mostrar ni publicar basura.
    if (!isnan(temperatura) && !isnan(humedad)) {
      hayMedicion = true;

      // Aviso de ventilación como encendido fijo (if/else).
      if (temperatura > UMBRAL_TEMP_C) {
        digitalWrite(PIN_LED_VENTILACION, HIGH);
      } else {
        digitalWrite(PIN_LED_VENTILACION, LOW);
      }

      // Fila 0: temperatura. Fila 1: humedad. Sin tildes ni Ñ.
      lcd.setCursor(0, 0);
      lcd.print("Temp.: ");
      lcd.print(temperatura);
      lcd.setCursor(0, 1);
      lcd.print("Hum.: ");
      lcd.print(humedad);

      // Publicamos (solo si cambió lo suficiente).
      publicarCambios(temperatura, humedad);
    }
  }

  // --- Mantenimiento de la conexión IoT, en cada vuelta ---
  // Gracias a que la medición no bloquea, esto se atiende continuamente:
  // esta es la razón de fondo por la que la guía abandona delay() antes de IoT.
  mantenerConexionMqtt();
}