Automatizar la recirculación del agua y la aireación

// Sistema acuapónico automatizado — nivel inicial (SIN código bloqueante).
// Dos cargas, cada una con su relé, dentro de un ciclo de 60 s que se
// repite indefinidamente:
//   - Aireador de la pecera : 20 s encendido / 40 s apagado.
//   - Bomba de recirculación:  5 s encendida / 55 s apagada.
// Estos regímenes de funcionamiento son los del ejemplo de la guía (se
// ajustan a mano en TU maqueta hasta que la batea no rebalse).
//
// ¿POR QUÉ NO USAR delay()? Con una sola carga alcanzaría con encender,
// esperar y apagar. Pero acá el aireador y la bomba tienen ciclos DISTINTOS
// que corren AL MISMO TIEMPO: si el programa se queda "esperando" (delay)
// los 40 s apagados del aireador, no puede atender a la bomba en ese rato.
// Eso se llama "código bloqueante" y es exactamente el problema que plantea
// el Paso 5 del original. La solución: un CRONÓMETRO. En cada vuelta de
// loop() miramos cuánto tiempo lleva el ciclo (millis() - inicioCiclo) y,
// para CADA carga por separado, decidimos si en este instante le toca estar
// encendida o apagada. El procesador nunca queda clavado esperando: esta es
// la base no bloqueante sobre la que después se apoyará el IoT (ESP32).
//
// SEGURIDAD (220 V + agua): el aireador y la bomba son cargas de 220 V
// conmutadas por un relé. En el aula se trabaja con cargas de BAJA
// TENSIÓN; la conexión real a 220 V queda reservada al docente o a una
// instalación supervisada, NUNCA sobre la protoboard, y con todas las
// conexiones eléctricas fuera y por encima del nivel del agua. La BOMBA
// NO DEBE FUNCIONAR EN SECO: si se enciende fuera del agua, se quema
// (por eso primero se llena la pecera y recién ahí se prueba).
//
// Plataforma: Arduino UNO.
// Conexión (contrato de la reedición): entrada "S" del relé del aireador
// → pin 2; entrada "S" del relé de la bomba → pin 3.
//
// Basado en: Fragmento de código 2 (Nivel Inicial, "Programar sin código
// bloqueante") — Sistema Acuapónico Automatizado, Saberes Digitales
// (INET/EDUCAR 2019).
// Modernización: se reemplazó el código generado por mBlock3 (getLastTime
// con double de millis()/1000.0, _delay/_loop, angle_rad/deg) por C++
// idiomático con constantes nombradas y aritmética de unsigned long en
// milisegundos (evita el desborde de la resta que arrastraba el original).

// Relés de las dos cargas de 220 V (ver advertencia de SEGURIDAD arriba).
const int PIN_RELE_AIREADOR = 2;
const int PIN_RELE_BOMBA    = 3;

// Módulos relé activo-alto, como en el original (HIGH = carga encendida).
// Si tu módulo es activo-bajo, invertí solo estas dos constantes.
const int RELE_ENCENDIDO = HIGH;
const int RELE_APAGADO   = LOW;

// Umbrales de encendido dentro del ciclo (los del ejemplo original). Cada
// carga arranca encendida al comenzar el ciclo y se apaga al cruzar su
// umbral; a los 60 s el ciclo se reinicia.
const unsigned long AIREADOR_ON_MS = 20000UL; // aireador ON los primeros 20 s
const unsigned long BOMBA_ON_MS    = 5000UL;  // bomba ON los primeros 5 s
const unsigned long CICLO_TOTAL_MS = 60000UL; // el ciclo dura 60 s

// Marca de tiempo (ms desde el arranque) en la que empezó el ciclo actual.
// Es nuestro "cronómetro": el tiempo transcurrido es millis() - inicioCiclo.
unsigned long inicioCiclo = 0;

void setup() {
  pinMode(PIN_RELE_AIREADOR, OUTPUT);
  pinMode(PIN_RELE_BOMBA, OUTPUT);

  // Estado inicial seguro: ambas cargas apagadas hasta la primera vuelta.
  digitalWrite(PIN_RELE_AIREADOR, RELE_APAGADO);
  digitalWrite(PIN_RELE_BOMBA, RELE_APAGADO);

  inicioCiclo = millis();
}

void loop() {
  // Tiempo transcurrido desde el inicio del ciclo. Con unsigned long, la
  // resta funciona bien aun cuando millis() desborda (~cada 50 días).
  unsigned long transcurrido = millis() - inicioCiclo;

  // Cada carga decide su estado mirando el cronómetro. Nada de delay():
  // esta función entra y sale al instante y las dos se atienden "a la vez".
  digitalWrite(PIN_RELE_AIREADOR,
               transcurrido < AIREADOR_ON_MS ? RELE_ENCENDIDO : RELE_APAGADO);
  digitalWrite(PIN_RELE_BOMBA,
               transcurrido < BOMBA_ON_MS ? RELE_ENCENDIDO : RELE_APAGADO);

  // Cumplidos los 60 s, reiniciamos el cronómetro y el ciclo vuelve a cero.
  if (transcurrido >= CICLO_TOTAL_MS) {
    inicioCiclo = millis();
  }
}

// Sistema acuapónico automatizado — nivel inicial (SIN código bloqueante).
// Dos cargas, cada una con su relé, dentro de un ciclo de 60 s que se
// repite indefinidamente:
//   - Aireador de la pecera : 20 s encendido / 40 s apagado.
//   - Bomba de recirculación:  5 s encendida / 55 s apagada.
// Estos regímenes son los del ejemplo de la guía (se ajustan a mano en TU
// maqueta hasta que la batea no rebalse).
//
// ¿POR QUÉ NO USAR delay()? El aireador y la bomba tienen ciclos DISTINTOS
// que corren AL MISMO TIEMPO: si el programa se queda "esperando" (delay)
// los 40 s apagados del aireador, no puede atender a la bomba en ese rato.
// Eso es "código bloqueante", el problema que plantea el Paso 5 del
// original. La solución es un CRONÓMETRO: en cada vuelta de loop() miramos
// cuánto lleva el ciclo (millis() - inicioCiclo) y, para CADA carga por
// separado, decidimos si le toca estar encendida o apagada. El procesador
// nunca queda clavado esperando: esta es la base no bloqueante sobre la que
// se apoya el IoT del nivel avanzado.
//
// SEGURIDAD (220 V + agua): el aireador y la bomba son cargas de 220 V
// conmutadas por un relé. En el aula se trabaja con cargas de BAJA
// TENSIÓN; la conexión real a 220 V queda reservada al docente o a una
// instalación supervisada, NUNCA sobre la protoboard, y con todas las
// conexiones eléctricas fuera y por encima del nivel del agua. La BOMBA
// NO DEBE FUNCIONAR EN SECO: si se enciende fuera del agua, se quema.
//
// Plataforma: ESP32 (DevKit v1).
// Conexión (contrato de la reedición): entrada "S" del relé del aireador
// → GPIO 25; entrada "S" del relé de la bomba → GPIO 26.
// NOTA ELÉCTRICA: la lógica del ESP32 es de 3,3 V. La entrada de señal de
// la mayoría de los módulos relé la reconoce, pero el módulo se ALIMENTA
// con 5 V (VCC al 5V/VIN de la placa) y la masa (GND) debe ser común. Para
// conmutar 220 V, usar sí o sí un módulo relé con optoacoplador.
//
// Basado en: Fragmento de código 2 (Nivel Inicial, "Programar sin código
// bloqueante") — Sistema Acuapónico Automatizado, Saberes Digitales
// (INET/EDUCAR 2019).
// Modernización: C++ idiomático con constantes nombradas en vez del código
// de mBlock3; portado del UNO (pines 2/3) al ESP32 (GPIO 25/26); aritmética
// de unsigned long en ms (evita el desborde de la resta del original).

// Relés de las dos cargas de 220 V (ver advertencia de SEGURIDAD arriba).
const int PIN_RELE_AIREADOR = 25;
const int PIN_RELE_BOMBA    = 26;

// Módulos relé activo-alto, como en el original (HIGH = carga encendida).
// Si tu módulo es activo-bajo, invertí solo estas dos constantes.
const int RELE_ENCENDIDO = HIGH;
const int RELE_APAGADO   = LOW;

// Umbrales de encendido dentro del ciclo (los del ejemplo original). Cada
// carga arranca encendida al comenzar el ciclo y se apaga al cruzar su
// umbral; a los 60 s el ciclo se reinicia.
const unsigned long AIREADOR_ON_MS = 20000UL; // aireador ON los primeros 20 s
const unsigned long BOMBA_ON_MS    = 5000UL;  // bomba ON los primeros 5 s
const unsigned long CICLO_TOTAL_MS = 60000UL; // el ciclo dura 60 s

// Marca de tiempo (ms desde el arranque) en la que empezó el ciclo actual.
// Es nuestro "cronómetro": el tiempo transcurrido es millis() - inicioCiclo.
unsigned long inicioCiclo = 0;

void setup() {
  pinMode(PIN_RELE_AIREADOR, OUTPUT);
  pinMode(PIN_RELE_BOMBA, OUTPUT);

  // Estado inicial seguro: ambas cargas apagadas hasta la primera vuelta.
  digitalWrite(PIN_RELE_AIREADOR, RELE_APAGADO);
  digitalWrite(PIN_RELE_BOMBA, RELE_APAGADO);

  inicioCiclo = millis();
}

void loop() {
  // Tiempo transcurrido desde el inicio del ciclo. Con unsigned long, la
  // resta funciona bien aun cuando millis() desborda (~cada 50 días).
  unsigned long transcurrido = millis() - inicioCiclo;

  // Cada carga decide su estado mirando el cronómetro. Nada de delay():
  // esta función entra y sale al instante y las dos se atienden "a la vez".
  digitalWrite(PIN_RELE_AIREADOR,
               transcurrido < AIREADOR_ON_MS ? RELE_ENCENDIDO : RELE_APAGADO);
  digitalWrite(PIN_RELE_BOMBA,
               transcurrido < BOMBA_ON_MS ? RELE_ENCENDIDO : RELE_APAGADO);

  // Cumplidos los 60 s, reiniciamos el cronómetro y el ciclo vuelve a cero.
  if (transcurrido >= CICLO_TOTAL_MS) {
    inicioCiclo = millis();
  }
}