/*
 * Datei: Heltec_ESP32_LoRa_V3_Sevo_TX_AiRotaryEncoder.ino  
 * geschrieben am 24. Jun, 2025 von Ahmad Shamshiri  
 * 
 * =====================================================================  
 * ARDUINO CODE BESCHREIBUNG: SICHERES LoRa SERVO STEUERUNGSSYSTEM (TX)  
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 * 
 * HARDWAREKOMPONENTEN:  
 * -------------------  
 * - Hauptsteuerung: Heltec WiFi LoRa 32 V3  
 * - Gehäuse: Meshnology N33 Gehäuse mit 3000mAh Batterie  
 * - Eingabe: Drehgeber mit Druckknopf  
 * - Rückmeldung: Eingebaute OLED-Anzeige  
 * - Ausgabe: Servomotor + LoRa-Drahtlosübertragung  
 * 
 * SYSTEMFUNKTIONALITÄT:  
 * -------------------  
 * [1] DREHGEBERSTEUERUNG:  
 * - Im Uhrzeigersinn/Gegen den Uhrzeigersinn Drehung passt den Zielwinkel an (0°-180°)  
 * - Echtzeitanzeige des Winkels auf dem OLED-Bildschirm  
 * - Druckknopf bringt den Servomotor in die Home-Position (Standard: 90°)  
 * 
 * [2] SICHERE DRAHTLOSÜBERTRAGUNG:  
 * - Alle Winkelwerte werden vor der LoRa-Übertragung verschlüsselt  
 * - Kommando für die Home-Position wird als spezielles sicheres Paket übertragen  
 * - Verwendet das 433MHz LoRa-Band für zuverlässige Kommunikation  
 * 
 * [3] ENERGIEVERWALTUNG:  
 * - Optimiert für den Batteriebetrieb (3000mAh)  
 * - Energiesparmodi zwischen den Übertragungen  
 * 
 * FÜR VOLLSTÄNDIGE EINRICHTUNGSANLEITUNGEN:  
 * Bitte sehen Sie sich das Tutorial-Video an: https://youtu.be/EPynuJ7sasY  
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 * 
 * Vollständige Videoerklärung ansehen: https://youtu.be/EPynuJ7sasY  
 * Ressourcenseite: https://robojax.com/T635  
 * 
 * HAFTUNGSAUSSCHLUSS:  
 * Dieser Code wird "WIE BESEHEN" ohne jegliche Gewährleistung bereitgestellt. Der Autor  
 * kann nicht für Schäden haftbar gemacht werden, die aus der Nutzung dieses Codes entstehen.  
 * 
 * LIZENZ:  
 * Dieses Werk ist unter der GNU General Public License v3.0 lizenziert.  
 * Genehmigungen, die über den Umfang dieser Lizenz hinausgehen, sind möglicherweise auf Robojax.com erhältlich.  
 * 
 * TEILENBEDINGUNGEN:  
 * Sie dürfen diesen Code für nicht-kommerzielle Zwecke teilen, kopieren und modifizieren,  
 * VORAAUSGESEZT, dass Sie:  
 * 1. Dieses gesamte Kommentarblock mit dem Originalcode intakt halten  
 * 2. Den Originallink von Robojax.com einfügen  
 * 3. Den YouTube-Tutorial-Link (falls zutreffend) beibehalten  
 * 4. Alle vorgenommenen Änderungen deutlich angeben  
 * 
 * Originaltutorial unter: https://robojax.com/T635  
 * YouTube-Video: https://youtu.be/EPynuJ7sasY
 */
#include <Wire.h>
#include "HT_SSD1306Wire.h"
#include "WiFi.h"
static SSD1306Wire  display(0x3c, 500000, SDA_OLED, SCL_OLED, GEOMETRY_128_64, RST_OLED); // addr , freq , i2c group , resolution , rst


const int TX_POWER = 2; // dBm from 2 to 20. when powered via battery 2 to 14dBm is the best option
const int MAX_ANGLE = 180; // the most common is 180, but you can set it as needed

String labelAngle = "Angle";
const int homePosition = 90; // initial position


 // endcoder
const int SW_PIN = 4; // define a pin for rotary encode switch
const int PIN_A  = 6;
const int PIN_B  = 5;
const int ANGLE_STEP  = 6;
const bool debug= false; // to print debug data in serial moinitor set it to true, else false

int servoAngel = homePosition;
int oldAngleValue = servoAngel;
#include "mbedtls/aes.h" // for securing data
#include <cstring> // For memset, memcpy
mbedtls_aes_context aes;
const char *userKey = "hyhT676#h~_1a"; // Security key.


#include "LoRaWan_APP.h"
#include "AiEsp32RotaryEncoder.h"
#include "Arduino.h"
#define ROTARY_ENCODER_VCC_PIN -1

 // instead of changing here, rather change numbers above
AiEsp32RotaryEncoder rotaryEncoder = AiEsp32RotaryEncoder(
            PIN_A,
            PIN_B,
            SW_PIN,
            ROTARY_ENCODER_VCC_PIN,
            ANGLE_STEP);



#define RF_FREQUENCY                                915432000 // Hz

#define TX_OUTPUT_POWER                             TX_POWER // dBm from 2 to 20. when powered via battery 2 to 14dBm

#define LORA_BANDWIDTH                              0 // [0: 125 kHz,
 // 1: 250 kHz,
 // 2: 500 kHz,
 // 3: Reserved]
#define LORA_SPREADING_FACTOR                       7 // [SF7..SF12]
#define LORA_CODINGRATE                             1 // [1: 4/5,
 // 2: 4/6,
 // 3: 4/7,
 // 4: 4/8]
#define LORA_PREAMBLE_LENGTH                        8 // Same for Tx and Rx
#define LORA_SYMBOL_TIMEOUT                         0 // Symbols
#define LORA_FIX_LENGTH_PAYLOAD_ON                  false
#define LORA_IQ_INVERSION_ON                        false


#define RX_TIMEOUT_VALUE                            1000
#define BUFFER_SIZE                                 64 // Define the payload size here

char txpacket[BUFFER_SIZE];
char rxpacket[BUFFER_SIZE];

double txNumber;

bool lora_idle=true;

static RadioEvents_t RadioEvents;
unsigned long lastTxTime = 0;
void OnTxDone( void );
void OnTxTimeout( void );
void decryptAES(uint8_t *data, const char *key);
void encryptAES(uint8_t *data, const char *key);
void processKey(const char *userKey, uint8_t *processedKey, size_t keySize);
void VextON(void);

void rotary_loop(); // prototyp function: rotary encoder
void IRAM_ATTR readEncoderISR(); // prototyp function: rotary encoder
void rotary_onButtonClick(); // prototyp function: rotary encoder

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

  VextON();
  delay(100);

 // we must initialize rotary encoder
	rotaryEncoder.begin();
	rotaryEncoder.setup(readEncoderISR);
	bool circleValues = false;
	rotaryEncoder.setBoundaries(0, MAX_ANGLE, circleValues); // minValue, maxValue, circleValues true|false (when max go to min and vice versa)
/*
 * Rotary acceleration introduced 25.2.2021.
 * in case range to select is huge, for example - select a value between 0 and 1000 and we want 785
 * without accelerateion you need long time to get to that number
 * Using acceleration, faster you turn, faster will the value raise.
 * For fine tuning slow down.
 */
 // rotaryEncoder.disableAcceleration(); //acceleration is now enabled by default - disable if you dont need it
	rotaryEncoder.setAcceleration(20); // or set the value - larger number = more accelearation; 0 or 1 means disabled acceleration
  rotaryEncoder.reset(homePosition); // set home position

 // Initialising the UI will init the display too.
  display.init();
  display.setFont(ArialMT_Plain_10);
 // LoRa stuff
  Mcu.begin(HELTEC_BOARD,SLOW_CLK_TPYE);

    txNumber=0;

    RadioEvents.TxDone = OnTxDone;
    RadioEvents.TxTimeout = OnTxTimeout;

    Radio.Init( &RadioEvents );
    Radio.SetChannel( RF_FREQUENCY );
    Radio.SetTxConfig( MODEM_LORA, TX_OUTPUT_POWER, 0, LORA_BANDWIDTH,
                                   LORA_SPREADING_FACTOR, LORA_CODINGRATE,
                                   LORA_PREAMBLE_LENGTH, LORA_FIX_LENGTH_PAYLOAD_ON,
                                   true, 0, 0, LORA_IQ_INVERSION_ON, 3000 );

}


void displayAngle() {
    display.clear(); // Clear display before new content

 // Line 1: Text: Angle
    display.setTextAlignment(TEXT_ALIGN_LEFT);

 // Line 2: Temperature value in 24pt font
    display.setFont(ArialMT_Plain_24);

 // Format
    String angleString = String(servoAngel) + "°";

    display.setFont(ArialMT_Plain_16);
    display.drawString(0, 0, labelAngle);
    display.setFont(ArialMT_Plain_24);
    display.drawString(0, 15, angleString);

    display.display(); // Update OLED
}



void VextON(void)
{
  pinMode(Vext,OUTPUT);
  digitalWrite(Vext, LOW);
}

void VextOFF(void) // Vext default OFF
{
  pinMode(Vext,OUTPUT);
  digitalWrite(Vext, HIGH);
}

void sendData()
{

  String txData = String(servoAngel) ;

  uint8_t data[BUFFER_SIZE];
  memset(data, 0, sizeof(data)); // Zero-padding
  strncpy((char*)data, txData.c_str(), sizeof(data) - 1); // Copy string safely

  encryptAES(data, userKey); // Encrypt before sending
  if(lora_idle == true)
    {
 // delay(1000);
      Radio.Send(data,  sizeof(data));
      if(debug){
      Serial.print("Sending: ");
      Serial.println((char *)data);
      }
      lora_idle = false;
      oldAngleValue =servoAngel; // keep record of angle change
    }
    Radio.IrqProcess( );
}



void loop() {
  rotary_loop();
 // clear the display
  display.clear();

  displayAngle();

  if(oldAngleValue != servoAngel)
  {
	  sendData();
  }
 // delay(100);

}


void OnTxDone( void )
{
        if(debug){
	        Serial.println("TX done......");
        }
	lora_idle = true;
}

void OnTxTimeout( void )
{
    Radio.Sleep( );
        if(debug){
	        Serial.println("TX Timeout......");
        }
    lora_idle = true;
}


/*
 * Converts a user-provided plaintext key into a fixed-length 16-byte (128-bit)
 * or 32-byte (256-bit) key.
 */
void processKey(const char *userKey, uint8_t *processedKey, size_t keySize) {
    memset(processedKey, 0, keySize); // Fill with zeros
    size_t len = strlen(userKey);
    if (len > keySize) len = keySize; // Truncate if too long
    memcpy(processedKey, userKey, len); // Copy valid key part
}

/*
 * Encrypts a 16-byte (one block) message using AES-128.
 */
void encryptAES(uint8_t *data, const char *key) {
    uint8_t processedKey[16]; // 128-bit key
    processKey(key, processedKey, 16);

    mbedtls_aes_init(&aes);
    mbedtls_aes_setkey_enc(&aes, processedKey, 128);
    mbedtls_aes_crypt_ecb(&aes, MBEDTLS_AES_ENCRYPT, data, data);
    mbedtls_aes_free(&aes);
}

/*
 * Decrypts a 16-byte (one block) message using AES-128.
 */
void decryptAES(uint8_t *data, const char *key) {
    uint8_t processedKey[16]; // 128-bit key
    processKey(key, processedKey, 16);

    mbedtls_aes_init(&aes);
    mbedtls_aes_setkey_dec(&aes, processedKey, 128);
    mbedtls_aes_crypt_ecb(&aes, MBEDTLS_AES_DECRYPT, data, data);
    mbedtls_aes_free(&aes);
}



void rotary_onButtonClick()
{
	static unsigned long lastTimePressed = 0;
 // ignore multiple press in that time milliseconds
	if (millis() - lastTimePressed < 500)
	{
		return;
	}
	lastTimePressed = millis();

	        if(debug){
	          Serial.print("button pressed ");
	          Serial.print(millis());
	          Serial.println(" milliseconds after restart");
          }
}

void rotary_loop()
{
 // dont print anything unless value changed
	if (rotaryEncoder.encoderChanged())
	{
		        if(debug){
	            Serial.print("Value: ");
		          Serial.println(rotaryEncoder.readEncoder());
            }
    servoAngel = rotaryEncoder.readEncoder();

	}
	if (rotaryEncoder.isEncoderButtonClicked())
	{
    rotaryEncoder.reset(homePosition);
    servoAngel = homePosition;
		rotary_onButtonClick();
	}
}

void IRAM_ATTR readEncoderISR()
{
	rotaryEncoder.readEncoder_ISR();
}