/* подключение библиотек */
#include <MQ2.h>                // подключение библиотеки для датчика газов
#include <TroykaDHT.h>          // подключение библиотеки для датчика температуры и влажности
#include <Wire.h>               // подключение библиотеки для обмена данными по i2c
#include <LiquidCrystal_I2C.h>  // подключение библиотеки для ЖК-экрана 20х4 i2c

/* объявление переменных */
#define motionPin 12           // объявление переменной, где указано куда подключен датчик движения
#define gasPin A0              // объявление переменной, где указано куда подключен датчик углекислого газа
#define dhtPin 4               // объявление переменной, где указано куда подключен датчик температуры и влажности
#define intervalGetData 2000   // объявление переменной, которая указывает интервал измерений в МС (1000 мс = 1 секунда)
#define minimalValueGas 220    // объявление переменной, которое указывает минимальное значение газов
#define maximumValueGas 900    // объявление переменной, которое указывает максимальное значение газов
unsigned long millis_int = 0;  // объявление переменной для интервала измерений

/* объявление классов */
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 20, 4);  // объявление класса ЖК экрана
DHT dht(dhtPin, DHT11);              // объявление класса датчика температуры и влажности DHT11
MQ2 mq2(gasPin);                     // объявление класса датчика углекислого газа

/* процедура настройки */
void setup() {
  pinMode(motionPin, INPUT);  // указываем, что будем считывать показания с датчика движения
  Serial.begin(9600);         // открываем последовательный порт для мониторинга действий в программе
  dht.begin();                // запускаем датчик температуры и влажности
  mq2.begin();                // запускаем датчик углекислого газа
  lcd.init();                 // инициализируем дисплей
  lcd.backlight();            // включаем подсветку на экране
  lcd.setCursor(0, 0);        // устанавливаем курсор на дисплее на 0 строку и 0 столбец
  lcd.print("Temperature:");  // выводим в первую строку слово "Temperature"
  lcd.setCursor(0, 1);        // устанавливаем курсор на дисплее на 1 строку и 0 столбец
  lcd.print("Humidity:");     // выводим во вторую строку слово "Humidity"
  lcd.setCursor(0, 2);        // устанавливаем курсор на дисплее на 2 строку и 0 столбец
  lcd.print("Motion:");       // выводим в третью строку слово "Motion"
  lcd.setCursor(0, 3);        // устанавливаем курсор на дисплее на 3 строку и 0 столбец
  lcd.print("Gas:");          // выводим в третью строку слово "Gas"
}

/* цикл */
void loop() {
  /* вывод температуры на экран */
  if (millis() - millis_int >= intervalGetData) {
    float temp = getDataTemperature();  // получение данных с датчика температуры
    lcd.setCursor(12, 0);               // устанавливаем курсор на 12 столбец в 0 строке
    lcd.print(temp);                    // выводим температуру на дисплей
    millis_int = millis();              // старт интервала отсчета
  }
  /* вывод влажности на экран */
  if (millis() - millis_int >= intervalGetData) {
    float hum = getDataHumidity();  // получение данных с датчика влажности
    lcd.setCursor(9, 1);            // устанавливаем курсор на 9 столбец в 2 строке
    lcd.print(hum);                 // выводим влажность на дисплей
    millis_int = millis();          // старт интервала отсчета
  }
  /* вывод данных с датчика движения на экран */
  if (millis() - millis_int >= intervalGetData) {
    float mot = getDataMotion();  // получение данных с датчика движения
    lcd.setCursor(7, 2);          // устанавливаем курсор на 7 столбец в 3 строке
    lcd.print(mot);               // выводим движение на дисплей
    millis_int = millis();        // старт интервала отсчета
  }
  /* вывод данных с датчика газов на экран */
  if (millis() - millis_int >= intervalGetData) {
    float gasV = getDataGas();  // получение данных с датчика движения
    lcd.setCursor(4, 3);        // устанавливаем курсор на 4 столбец в 4 строке
    lcd.print(gasV);            // выводим значение на дисплей
    millis_int = millis();      // старт интервала отсчета
  }
}

/* функция для получения температуры */
float getDataTemperature() {
  float temperature = dht.getTemperatureC();  // создание переменной для получения температуры
  return (float)temperature;                  // возврат значения в функцию
}
/* функция для получения влажности */
float getDataHumidity() {
  float humidity = dht.getHumidity();  // создание переменной для получения влажности
  return (float)humidity;              // возврат значения в функцию
}
/* функция для считывания данных с датчика движения */
float getDataMotion() {
  float motion = digitalRead(motionPin);  // создание переменной для получения данных с датчика движения
  return (int)motion;                     // возврат значения в функцию
}
/* функция для считывания данных с датчика углекислого газа и преобразования в проценты */
float getDataGas() {
  int value = mq2.readCO();                                             // создание переменной для получения значения газов
  value = constrain(value, minimalValueGas, maximumValueGas);           // масштабируем полученое значение в проценты
  int gasValue = map(value, minimalValueGas, maximumValueGas, 100, 0);  // масштабируем полученое значение в проценты
  return (float)gasValue;                                               // возврат значения в функцию
}