สร้างสถานีตรวจวัดอากาศ ESP32 แบบครบวงจร: วัดอุณหภูมิ ความชื้น ความดัน ฝน และความเร็วลม

/*
 * ESP32 Weather Station - สถานีตรวจวัดอากาศ
 * วัดอุณหภูมิ ความชื้อ ความดัน ฝน และบันทึกข้อมูล
 * 
 * Hardware: ESP32 + BME280 + Rain Sensor + SD Card
 * Author: CynoIoT
 * Updated: March 2026
 */

#include <Wire.h>
#include <Adafruit_BME280.h>
#include <Adafruit_Sensor.h>
#include "FS.h"
#include "SD.h"
#include "SPI.h"

// --- Pin Definitions ---
#define BME280_SDA 21
#define BME280_SCL 22
#define RAIN_SENSOR_PIN 34  // ADC1_CH6
#define SD_CS_PIN 5
#define SD_SCK_PIN 18
#define SD_MISO_PIN 19
#define SD_MOSI_PIN 23

// --- Sensor Objects ---
Adafruit_BME280 bme;

// --- Variables ---
float temperature = 0.0;
float humidity = 0.0;
float pressure = 0.0;
int rainValue = 0;
bool isRaining = false;

unsigned long lastReadTime = 0;
const long readInterval = 5000;  // อ่านค่าทุก 5 วินาที
unsigned long lastSDWriteTime = 0;
const long sdWriteInterval = 60000;  // เขียนลง SD ทุก 1 นาที

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  
  // แสดงข้อความเริ่มต้น
  Serial.println("========================================");
  Serial.println("ESP32 Weather Station Starting...");
  Serial.println("========================================");
  
  // เริ่มต้น I2C สำหรับ BME280
  Wire.begin(BME280_SDA, BME280_SCL);
  
  // เริ่มต้น BME280
  if (!bme.begin(0x76)) {  // ลองที่อยู่ 0x76 ก่อน
    if (!bme.begin(0x77)) {  // ถ้าไม่ได้ลอง 0x77
      Serial.println("❌ ไม่พบ BME280! ตรวจสอบการเชื่อมต่อ");
      while (1);
    }
  }
  Serial.println("✅ BME280 เริ่มทำงานแล้ว");
  
  // เริ่มต้น SD Card
  SPI.begin(SD_SCK_PIN, SD_MISO_PIN, SD_MOSI_PIN, SD_CS_PIN);
  if (!SD.begin(SD_CS_PIN)) {
    Serial.println("❌ การ์ด SD ล้มเหลว หรือไม่ได้ใส่การ์ด");
  } else {
    Serial.println("✅ SD Card เริ่มทำงานแล้ว");
    createDataFile();
  }
  
  // แสดงข้อความเริ่มใช้งาน
  Serial.println("🌤️ สถานีตรวจวัดอากาศพร้อมใช้งาน!");
  Serial.println("========================================\n");
}

void loop() {
  unsigned long currentTime = millis();
  
  // อ่านค่าเซนเซอร์ทุก 5 วินาที
  if (currentTime - lastReadTime >= readInterval) {
    lastReadTime = currentTime;
    readSensors();
    displayData();
  }
  
  // เขียนข้อมูลลง SD Card ทุก 1 นาที
  if (currentTime - lastSDWriteTime >= sdWriteInterval) {
    lastSDWriteTime = currentTime;
    logToSD();
  }
}

// อ่านค่าจากเซนเซอร์ทั้งหมด
void readSensors() {
  // อ่าน BME280
  temperature = bme.readTemperature();
  humidity = bme.readHumidity();
  pressure = bme.readPressure() / 100.0F;  // แปลงเป็น hPa
  
  // อ่าน Rain Sensor
  rainValue = analogRead(RAIN_SENSOR_PIN);
  
  // ตรวจสอบว่าฝนตกหรือไม่ (ปรับค่า Threshold ตามทดลอง)
  // ค่ามาก = แห้ง, ค่าน้อย = มีน้ำ
  isRaining = (rainValue < 2000);  // ปรับค่านี้ตามทดลองจริง
}

// แสดงข้อมูลบน Serial Monitor
void displayData() {
  Serial.println("━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━");
  Serial.printf("🕐 เวลา: %lu ms จากการเริ่มเครื่อง\n", millis());
  Serial.printf("🌡️  อุณหภูมิ: %.2f °C\n", temperature);
  Serial.printf("💧 ความชื้อ: %.2f %%\n", humidity);
  Serial.printf("📊 ความดัน: %.2f hPa\n", pressure);
  Serial.printf("🌧️  Rain Sensor: %d", rainValue);
  
  if (isRaining) {
    Serial.print(" (ฝนตก! 🌧️)");
  } else {
    Serial.print(" (ไม่มีฝน ☀️)");
  }
  
  Serial.println();
  Serial.printf("📈 Heat Index: %.2f °C\n", calculateHeatIndex());
  Serial.printf("💨 Dew Point: %.2f °C\n", calculateDewPoint());
  Serial.println("━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━\n");
}

// คำนวณ Heat Index (ดัชนีความร้อน)
float calculateHeatIndex() {
  // สูตรคำนวณ Heat Index แบบง่าย
  float T = temperature;
  float RH = humidity;
  
  // Rothfusz regression
  float HI = -8.78469475556 +
             1.61139411 * T +
             2.33854883889 * RH -
             0.14611605 * T * RH -
             0.012308094 * T * T -
             0.0164248277778 * RH * RH +
             0.002211732 * T * T * RH +
             0.00072546 * T * RH * RH -
             0.000003582 * T * T * RH * RH;
  
  return HI;
}

// คำนวณ Dew Point (จุดน้ำค้าง)
float calculateDewPoint() {
  float T = temperature;
  float RH = humidity;
  
  // Magnus formula
  float a = 17.27;
  float b = 237.7;
  float alpha = ((a * T) / (b + T)) + log(RH / 100.0);
  float dewPoint = (b * alpha) / (a - alpha);
  
  return dewPoint;
}

// สร้างไฟล์ข้อมูลใน SD Card
void createDataFile() {
  File dataFile = SD.open("/weather_data.csv", FILE_WRITE);
  
  if (dataFile) {
    // เขียน Header ถ้าไฟล์ว่างเปล่า
    if (dataFile.size() == 0) {
      dataFile.println("timestamp,temperature,humidity,pressure,rain_value,is_raining,heat_index,dew_point");
      Serial.println("📝 สร้างไฟล์ weather_data.csv แล้ว");
    }
    dataFile.close();
  }
}

// เขียนข้อมูลลง SD Card
void logToSD() {
  File dataFile = SD.open("/weather_data.csv", FILE_APPEND);
  
  if (dataFile) {
    // สร้าง timestamp แบบง่าย
    unsigned long timestamp = millis() / 1000;  // วินาที
    
    // เขียนข้อมูลแบบ CSV
    dataFile.printf("%lu,%.2f,%.2f,%.2f,%d,%d,%.2f,%.2f\n",
                    timestamp,
                    temperature,
                    humidity,
                    pressure,
                    rainValue,
                    isRaining ? 1 : 0,
                    calculateHeatIndex(),
                    calculateDewPoint());
    
    dataFile.close();
    Serial.println("💾 บันทึกข้อมูลลง SD Card แล้ว");
  } else {
    Serial.println("❌ ไม่สามารถเปิดไฟล์สำหรับเขียนข้อมูล");
  }
}

// เพิ่มส่วนนี้ไว้ด้านบนสุดของโค้ด
#include <WiFi.h>
#include <WebServer.h>

// แก้ไข WiFi settings
const char* ssid = "YOUR_WIFI_SSID";
const char* password = "YOUR_WIFI_PASSWORD";

WebServer server(80);

// เพิ่มใน setup()
void setup() {
  // ... โค้ดเดิม ...
  
  // เชื่อมต่อ WiFi
  WiFi.begin(ssid, password);
  Serial.print("📡 กำลังเชื่อมต่อ WiFi");
  
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    delay(500);
    Serial.print(".");
  }
  
  Serial.println("\n✅ เชื่อมต่อ WiFi แล้ว!");
  Serial.printf("🌐 IP Address: %s\n", WiFi.localIP().toString().c_str());
  Serial.println("🔗 เปิด Browser ไปที่: http://" + WiFi.localIP().toString());
  
  // ตั้งค่า Web Server routes
  setupWebServer();
}

// ตั้งค่า Web Server
void setupWebServer() {
  // หน้าแรก - Dashboard
  server.on("/", HTTP_GET, []() {
    String html = generateDashboardHTML();
    server.send(200, "text/html", html);
  });
  
  // API endpoint สำหรับข้อมูล JSON
  server.on("/api/data", HTTP_GET, []() {
    String json = generateDataJSON();
    server.send(200, "application/json", json);
  });
  
  server.begin();
  Serial.println("✅ Web Server เริ่มทำงานแล้ว");
}

// เพิ่มใน loop()
void loop() {
  // ... โค้ดเดิม ...
  server.handleClient();  // จัดการ Client requests
}

// สร้าง HTML Dashboard
String generateDashboardHTML() {
  String html = R"rawliteral(
<!DOCTYPE html>
<html lang="th">
<head>
  <meta charset="UTF-8">
  <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
  <title>ESP32 Weather Station</title>
  <script src="https://cdn.tailwindcss.com"></script>
  <script src="https://cdn.jsdelivr.net/npm/chart.js"></script>
  <style>
    body { font-family: 'Sarabun', sans-serif; }
  </style>
</head>
<body class="bg-gradient-to-br from-blue-50 to-indigo-100 min-h-screen">
  <div class="container mx-auto px-4 py-8">
    <h1 class="text-4xl font-bold text-center text-gray-800 mb-8">
      🌤️ ESP32 Weather Station
    </h1>
    
    <!-- Sensor Cards -->
    <div class="grid grid-cols-1 md:grid-cols-2 lg:grid-cols-4 gap-6 mb-8">
      <div class="bg-white rounded-lg shadow-lg p-6">
        <div class="flex items-center justify-between">
          <div>
            <p class="text-gray-600">อุณหภูมิ</p>
            <p class="text-3xl font-bold text-red-600" id="temp">--</p>
          </div>
          <div class="text-5xl">🌡️</div>
        </div>
      </div>
      
      <div class="bg-white rounded-lg shadow-lg p-6">
        <div class="flex items-center justify-between">
          <div>
            <p class="text-gray-600">ความชื้อ</p>
            <p class="text-3xl font-bold text-blue-600" id="humid">--</p>
          </div>
          <div class="text-5xl">💧</div>
        </div>
      </div>
      
      <div class="bg-white rounded-lg shadow-lg p-6">
        <div class="flex items-center justify-between">
          <div>
            <p class="text-gray-600">ความดัน</p>
            <p class="text-3xl font-bold text-purple-600" id="press">--</p>
          </div>
          <div class="text-5xl">📊</div>
        </div>
      </div>
      
      <div class="bg-white rounded-lg shadow-lg p-6">
        <div class="flex items-center justify-between">
          <div>
            <p class="text-gray-600">สถานะฝน</p>
            <p class="text-3xl font-bold" id="rain">--</p>
          </div>
          <div class="text-5xl">🌧️</div>
        </div>
      </div>
    </div>
    
    <!-- Chart -->
    <div class="bg-white rounded-lg shadow-lg p-6">
      <h2 class="text-2xl font-bold mb-4">กราฟประวัติอุณหภูมิ</h2>
      <canvas id="tempChart"></canvas>
    </div>
    
    <p class="text-center text-gray-600 mt-8">
      อัปเดตล่าสุด: <span id="updateTime">--</span>
    </p>
  </div>
  
  <script>
    // เริ่มต้น Chart
    const ctx = document.getElementById('tempChart').getContext('2d');
    const tempChart = new Chart(ctx, {
      type: 'line',
      data: {
        labels: [],
        datasets: [{
          label: 'อุณหภูมิ (°C)',
          data: [],
          borderColor: 'rgb(239, 68, 68)',
          tension: 0.4,
          fill: true,
          backgroundColor: 'rgba(239, 68, 68, 0.1)'
        }]
      },
      options: {
        responsive: true,
        scales: {
          y: { beginAtZero: false }
        }
      }
    });
    
    // อัปเดตข้อมูลทุก 5 วินาที
    setInterval(updateData, 5000);
    
    async function updateData() {
      try {
        const response = await fetch('/api/data');
        const data = await response.json();
        
        document.getElementById('temp').textContent = data.temperature.toFixed(1) + '°C';
        document.getElementById('humid').textContent = data.humidity.toFixed(1) + '%';
        document.getElementById('press').textContent = data.pressure.toFixed(1) + ' hPa';
        
        if (data.is_raining) {
          document.getElementById('rain').textContent = 'ฝนตก 🌧️';
          document.getElementById('rain').classList.add('text-blue-600');
        } else {
          document.getElementById('rain').textContent = 'ไม่มีฝน ☀️';
          document.getElementById('rain').classList.remove('text-blue-600');
        }
        
        document.getElementById('updateTime').textContent = new Date().toLocaleString('th-TH');
        
        // เพิ่มข้อมูลลงกราฟ
        const now = new Date().toLocaleTimeString('th-TH');
        if (tempChart.data.labels.length > 20) {
          tempChart.data.labels.shift();
          tempChart.data.datasets[0].data.shift();
        }
        tempChart.data.labels.push(now);
        tempChart.data.datasets[0].data.push(data.temperature);
        tempChart.update();
        
      } catch (error) {
        console.error('Error:', error);
      }
    }
    
    // โหลดข้อมูลครั้งแรก
    updateData();
  </script>
</body>
</html>
  )rawliteral";
  
  return html;
}

// สร้าง JSON data
String generateDataJSON() {
  String json = "{";
  json += "\"temperature\":" + String(temperature) + ",";
  json += "\"humidity\":" + String(humidity) + ",";
  json += "\"pressure\":" + String(pressure) + ",";
  json += "\"rain_value\":" + String(rainValue) + ",";
  json += "\"is_raining\":" + String(isRaining ? "true" : "false") + ",";
  json += "\"heat_index\":" + String(calculateHeatIndex()) + ",";
  json += "\"dew_point\":" + String(calculateDewPoint()) + ",";
  json += "\"timestamp\":" + String(millis());
  json += "}";
  return json;
}

# ESPHome Configuration for Weather Station
# esphome/weather-station.yaml

esphome:
  name: esp32-weather-station
  platform: ESP32
  board: esp32dev

# WiFi connection
wifi:
  ssid: "YOUR_WIFI_SSID"
  password: "YOUR_WIFI_PASSWORD"

# Enable logging
logger:

# Enable Home Assistant API
api:
  password: "YOUR_API_PASSWORD"

# Enable OTA updates
ota:
  password: "YOUR_OTA_PASSWORD"

# Enable Web server
web_server:
  port: 80

# I2C Bus
i2c:
  sda: 21
  scl: 22
  scan: true

# BME280 Sensor
sensor:
  - platform: bme280
    temperature:
      name: "Weather Station Temperature"
      id: temp_sensor
      oversampling: 16x
    pressure:
      name: "Weather Station Pressure"
      id: pressure_sensor
    humidity:
      name: "Weather Station Humidity"
      id: humidity_sensor
    address: 0x76
    update_interval: 60s

  # Rain Sensor (Analog)
  - platform: ads1115
    multiplexer: 'A0_GND'
    gain: 4.096
    name: "Rain Sensor"
    id: rain_sensor
    update_interval: 5s

  # Calculate Heat Index
  - platform: template
    name: "Heat Index"
    lambda: |-
      float T = id(temp_sensor).state;
      float RH = id(humidity_sensor).state;
      float HI = -8.78469475556 +
                 1.61139411 * T +
                 2.33854883889 * RH -
                 0.14611605 * T * RH -
                 0.012308094 * T * T -
                 0.0164248277778 * RH * RH +
                 0.002211732 * T * T * RH +
                 0.00072546 * T * RH * RH -
                 0.000003582 * T * T * RH * RH;
      return HI;
    update_interval: 60s

# Binary Sensor for Rain Detection
binary_sensor:
  - platform: template
    name: "Is Raining"
    lambda: |-
      if (id(rain_sensor).state < 2000) {
        return true;
      } else {
        return false;
      }
    update_interval: 5s

# SD Card (SPI)
spi:
  clk_pin: 18
  mosi_pin: 23
  miso_pin: 19

# Text Sensor for logging
text_sensor:
  - platform: template
    name: "Weather Log"
    lambda: |-
      return {"Logging to SD card..."};
    update_interval: never