Merge branch 'ws2812b'

.github/workflows/build.yml

@@ -41,6 +41,11 @@ jobs:
       - name: Install U8g2 library
         run: arduino-cli lib install "U8g2"
 
+      - name: Install sensor libraries
+        run: |
+          arduino-cli lib install "Adafruit AHTX0"
+          arduino-cli lib install "BH1750"
+
       # コンパイル実行 (output-dir を指定して構成ファイルを確実に生成)
       - name: Compile Sketch
         run: |

firmware/NeoPixelController.cpp

@@ -0,0 +1,71 @@
+#include "NeoPixelController.h"
+
+#include <Adafruit_NeoPixel.h>
+
+namespace {
+// 今回は1個のNeoPixelを使います。
+constexpr uint16_t kCount = 1;
+// 音楽再生中に順番に表示する色です。値はRGBの順です。
+constexpr uint32_t kColors[] = {
+  0xFF0000, 0xFF8000, 0xFFFF00, 0x00FF00,
+  0x0000FF, 0x4B0082, 0x8F00FF
+};
+constexpr uint8_t kColorCount = sizeof(kColors) / sizeof(kColors[0]);
+
+Adafruit_NeoPixel pixels(kCount, 0, NEO_GRB + NEO_KHZ800);
+}
+
+void NeoPixelController::begin(uint8_t pin) {
+  // LEDの接続先と明るさを設定し、停止中の色を表示します。
+  pixels.setPin(pin);
+  pixels.begin();
+  pixels.setBrightness(255);
+  pixels.setPixelColor(0, kColors[kStoppedColorIndex]);
+  pixels.show();
+}
+
+void NeoPixelController::setPlaying(bool playing) {
+  isPlaying_ = playing;
+
+  if (isPlaying_) {
+    // 再生開始時刻を記録します。ここから色の変化を始めます。
+    transitionStart_ = millis();
+    lastUpdate_ = transitionStart_;
+    return;
+  }
+
+  // 停止中は、決めておいた色に戻します。
+  colorIndex_ = kStoppedColorIndex;
+  pixels.setPixelColor(0, kColors[colorIndex_]);
+  pixels.show();
+}
+
+void NeoPixelController::update() {
+  // 再生中でない、または更新間隔が短すぎるときは何もしません。
+  if (!isPlaying_ || millis() - lastUpdate_ < kUpdateIntervalMs) {
+    return;
+  }
+
+  unsigned long now = millis();
+  lastUpdate_ = now;
+  unsigned long transitionElapsed = now - transitionStart_;
+  if (transitionElapsed >= kTransitionMs) {
+    // 色の切り替えが終わったら、次の色へ進みます。
+    colorIndex_ = (colorIndex_ + transitionElapsed / kTransitionMs) % kColorCount;
+    transitionStart_ = now;
+    transitionElapsed = 0;
+  }
+
+  uint8_t nextColorIndex = (colorIndex_ + 1) % kColorCount;
+  uint32_t currentColor = kColors[colorIndex_];
+  uint32_t nextColor = kColors[nextColorIndex];
+  // 現在の色と次の色を混ぜることで、急に変わらず滑らかに変化させます。
+  uint8_t red = ((currentColor >> 16) * (kTransitionMs - transitionElapsed)
+    + (nextColor >> 16) * transitionElapsed) / kTransitionMs;
+  uint8_t green = (((currentColor >> 8) & 0xFF) * (kTransitionMs - transitionElapsed)
+    + ((nextColor >> 8) & 0xFF) * transitionElapsed) / kTransitionMs;
+  uint8_t blue = ((currentColor & 0xFF) * (kTransitionMs - transitionElapsed)
+    + (nextColor & 0xFF) * transitionElapsed) / kTransitionMs;
+  pixels.setPixelColor(0, red, green, blue);
+  pixels.show();
+}

firmware/NeoPixelController.h

@@ -0,0 +1,27 @@
+#pragma once
+
+#include <Arduino.h>
+
+class NeoPixelController {
+public:
+  // NeoPixelを使い始める準備をします。
+  void begin(uint8_t pin);
+  // 音楽再生中かどうかを設定します。
+  void setPlaying(bool playing);
+  // 時間の経過に合わせてLEDを更新します。
+  void update();
+
+private:
+  // 音楽停止中に表示する色（配列の4番目、緑）です。
+  static constexpr uint8_t kStoppedColorIndex = 3;
+  // 色を計算する間隔です。短いほどなめらかになります。
+  static constexpr unsigned long kUpdateIntervalMs = 30;
+  // 1色から次の色へ変わる時間です。
+  static constexpr unsigned long kTransitionMs = 3000;
+
+  // 現在のLEDの状態を保存します。
+  bool isPlaying_ = false;
+  uint8_t colorIndex_ = 0;
+  unsigned long lastUpdate_ = 0;
+  unsigned long transitionStart_ = 0;
+};

firmware/SensorLogger.cpp

@@ -0,0 +1,386 @@
+#include "SensorLogger.h"
+
+#include <Adafruit_AHTX0.h>
+#include <BH1750.h>
+#include <BLE2902.h>
+#include <BLEDevice.h>
+#include <BLEServer.h>
+#include <BLEUtils.h>
+#include <time.h>
+
+namespace {
+// BLEサービスと、その中の2本の通信路を識別する番号です。
+// UUIDは、Bluetooth上で機能を区別するための長い名前です。
+constexpr char kNusServiceUuid[] = "6E400001-B5A3-F393-E0A9-E50E24DCCA9E";
+constexpr char kNusRxUuid[] = "6E400002-B5A3-F393-E0A9-E50E24DCCA9E";
+constexpr char kNusTxUuid[] = "6E400003-B5A3-F393-E0A9-E50E24DCCA9E";
+constexpr char kBleDeviceNamePrefix[] = "EnvLog";
+constexpr int64_t kInitialYear = 1700;
+constexpr int64_t kSecondsPerDay = 86400;
+
+// センサー本体と、センサーが使える状態かどうかを保存します。
+Adafruit_AHTX0 aht20;
+BH1750 bh1750;
+bool aht20Ready = false;
+bool bh1750Ready = false;
+
+bool isLeapYear(int year) {
+  // 4年ごと。ただし100年ごとは除き、400年ごとはうるう年です。
+  return (year % 4 == 0 && year % 100 != 0) || year % 400 == 0;
+}
+}
+
+// BLEの受信側の処理です。アプリがデータを書き込むと呼ばれます。
+class SensorLoggerCallbacks : public BLECharacteristicCallbacks {
+public:
+  explicit SensorLoggerCallbacks(SensorLogger* logger) : logger_(logger) {}
+
+  void onWrite(BLECharacteristic* characteristic) override {
+    // 受信した文字をSensorLoggerへ渡します。
+    logger_->receiveBluetoothData(characteristic->getValue().c_str());
+  }
+
+private:
+  SensorLogger* logger_;
+};
+
+// BLEの接続と切断を知らせる処理です。
+class SensorLoggerServerCallbacks : public BLEServerCallbacks {
+public:
+  explicit SensorLoggerServerCallbacks(SensorLogger* logger) : logger_(logger) {}
+
+  void onConnect(BLEServer*) override {
+    // 接続中は、画面に接続中であることを表示できます。
+    logger_->bluetoothConnected_ = true;
+  }
+
+  void onDisconnect(BLEServer* server) override {
+    // 切断されたら、次の接続を待つために広告を再開します。
+    logger_->bluetoothConnected_ = false;
+    logger_->commandBuffer_ = "";
+    logger_->lastAdvertise_ = millis();
+    server->startAdvertising();
+  }
+
+private:
+  SensorLogger* logger_;
+};
+
+void SensorLogger::begin(uint8_t soilPin) {
+  // センサーとBLE通信を使い始めるための初期設定です。
+  soilPin_ = soilPin;
+  pinMode(soilPin_, INPUT);
+  analogReadResolution(12);
+
+  // センサーの初期化に成功したかを保存します。
+  aht20Ready = aht20.begin();
+  bh1750Ready = bh1750.begin(BH1750::CONTINUOUS_HIGH_RES_MODE);
+
+  // ESP32固有の番号を名前に加え、同じ名前の機器と区別します。
+  uint64_t mac = ESP.getEfuseMac();
+  char name[14];
+  snprintf(name, sizeof(name), "%s-%05llX", kBleDeviceNamePrefix, mac & 0xFFFFF);
+  bluetoothName_ = name;
+  BLEDevice::init(bluetoothName_.c_str());
+
+  // BLEサーバーと、センサー通信用のサービスを作ります。
+  server_ = BLEDevice::createServer();
+  server_->setCallbacks(new SensorLoggerServerCallbacks(this));
+  BLEService* service = server_->createService(kNusServiceUuid);
+  // RXはアプリからESP32へ命令を送る通路です。
+  BLECharacteristic* rxCharacteristic = service->createCharacteristic(
+    kNusRxUuid, BLECharacteristic::PROPERTY_WRITE | BLECharacteristic::PROPERTY_WRITE_NR);
+  rxCharacteristic->setCallbacks(new SensorLoggerCallbacks(this));
+  // TXはESP32からアプリへログを送る通路です。
+  txCharacteristic_ = service->createCharacteristic(
+    kNusTxUuid, BLECharacteristic::PROPERTY_NOTIFY);
+  txCharacteristic_->addDescriptor(new BLE2902());
+  service->start();
+
+  // BLE広告は「この機器が近くにいます」と周囲へ知らせる仕組みです。
+  BLEAdvertising* advertising = BLEDevice::getAdvertising();
+  advertising->addServiceUUID(kNusServiceUuid);
+  advertising->setScanResponse(true);
+  // A2DP開始後に共通のBluetooth名が変わっても、BLE名を返せるようにします。
+  BLEAdvertisementData scanResponseData;
+  scanResponseData.setName(bluetoothName_.c_str());
+  advertising->setScanResponseData(scanResponseData);
+  advertising->setMinPreferred(0x06);
+  advertising->setMinPreferred(0x12);
+  BLEDevice::startAdvertising();
+
+  // 起動直後にも1回計測して、画面に値を表示できるようにします。
+  readAndStore();
+  lastMeasure_ = millis();
+  lastAdvertise_ = millis();
+}
+
+bool SensorLogger::update() {
+  // loopから繰り返し呼ばれ、通信と定期計測を担当します。
+  processBluetooth();
+
+  unsigned long now = millis();
+  if (!bluetoothConnected_ && now - lastAdvertise_ >= kAdvertiseRetryIntervalMs) {
+    // 接続されていなければ、定期的にBLE広告を出し直します。
+    lastAdvertise_ = now;
+    BLEDevice::startAdvertising();
+  }
+
+  if (now - lastMeasure_ >= kMeasureIntervalMs) {
+    // 計測間隔を過ぎたら、新しいログを保存します。
+    lastMeasure_ = now;
+    readAndStore();
+    return true;
+  }
+  return false;
+}
+
+void SensorLogger::refreshSensors() {
+  // センサーを読み直します。ログには保存せず、画面表示だけを更新します。
+  SensorReading reading = {};
+  sensors_event_t humidityEvent;
+  sensors_event_t temperatureEvent;
+
+  if (aht20Ready) {
+    aht20.getEvent(&humidityEvent, &temperatureEvent);
+    reading.temperature = temperatureEvent.temperature;
+    reading.humidity = humidityEvent.relative_humidity;
+  }
+  if (bh1750Ready) {
+    reading.illuminance = bh1750.readLightLevel();
+  }
+  reading.soilMoisture = analogRead(soilPin_);
+  reading.timestamp = latest_.timestamp;
+  latest_ = reading;
+}
+
+const SensorReading& SensorLogger::latest() const {
+  return latest_;
+}
+
+bool SensorLogger::hasReading() const {
+  return logCount_ != 0;
+}
+
+const char* SensorLogger::bluetoothName() const {
+  return bluetoothName_.c_str();
+}
+
+bool SensorLogger::isBluetoothConnected() const {
+  return bluetoothConnected_;
+}
+
+size_t SensorLogger::logCount() const {
+  return logCount_;
+}
+
+bool SensorLogger::formatTimestamp(int64_t timestamp, char* buffer, size_t bufferSize) const {
+  // 秒数を、人が読みやすい「年/月/日 時:分:秒」に変換します。
+  if (bufferSize == 0) {
+    return false;
+  }
+
+  if (timeSynchronized_) {
+    // 時刻合わせ済みなら、ESP32の標準時刻変換を使います。
+    time_t unixTimestamp = static_cast<time_t>(timestamp);
+    struct tm date;
+    localtime_r(&unixTimestamp, &date);
+    strftime(buffer, bufferSize, "%Y/%m/%d %H:%M:%S", &date);
+    return true;
+  }
+
+  // 時刻合わせ前は、起動してからの経過秒数を仮の日付として表示します。
+  int year = static_cast<int>(kInitialYear);
+  int month = 1;
+  int day = 1;
+  int64_t days = timestamp / kSecondsPerDay;
+  int seconds = static_cast<int>(timestamp % kSecondsPerDay);
+  while (days >= (isLeapYear(year) ? 366 : 365)) {
+    days -= isLeapYear(year) ? 366 : 365;
+    ++year;
+  }
+  const int daysInMonth[] = {
+    31, isLeapYear(year) ? 29 : 28, 31, 30, 31, 30,
+    31, 31, 30, 31, 30, 31
+  };
+  while (days >= daysInMonth[month - 1]) {
+    days -= daysInMonth[month - 1];
+    ++month;
+  }
+  day += static_cast<int>(days);
+  snprintf(buffer, bufferSize, "%04d/%02d/%02d %02d:%02d:%02d",
+    year, month, day, seconds / 3600, (seconds / 60) % 60, seconds % 60);
+  return true;
+}
+
+bool SensorLogger::getCurrentTime(char* buffer, size_t bufferSize) const {
+  return formatTimestamp(currentTimestamp(), buffer, bufferSize);
+}
+
+void SensorLogger::readAndStore() {
+  // センサーを読み取り、最新値とログの両方へ保存します。
+  sensors_event_t humidityEvent;
+  sensors_event_t temperatureEvent;
+  SensorReading reading = {};
+
+  if (aht20Ready) {
+    aht20.getEvent(&humidityEvent, &temperatureEvent);
+    reading.temperature = temperatureEvent.temperature;
+    reading.humidity = humidityEvent.relative_humidity;
+  }
+  if (bh1750Ready) {
+    reading.illuminance = bh1750.readLightLevel();
+  }
+  reading.soilMoisture = analogRead(soilPin_);
+  reading.timestamp = currentTimestamp();
+  latest_ = reading;
+
+  // 配列が満杯になったら、一番古いデータから上書きします。
+  size_t writeIndex = (logStart_ + logCount_) % kMaxLogEntries;
+  if (logCount_ == kMaxLogEntries) {
+    log_[logStart_] = reading;
+    logStart_ = (logStart_ + 1) % kMaxLogEntries;
+  } else {
+    log_[writeIndex] = reading;
+    ++logCount_;
+  }
+}
+
+void SensorLogger::processBluetooth() {
+  // 受信した文字を改行ごとの命令に分けて実行します。
+  while (commandBuffer_.indexOf('\n') >= 0 || commandBuffer_.indexOf('\r') >= 0) {
+    int lineEnd = commandBuffer_.indexOf('\n');
+    int carriageReturn = commandBuffer_.indexOf('\r');
+    if (lineEnd < 0 || (carriageReturn >= 0 && carriageReturn < lineEnd)) {
+      lineEnd = carriageReturn;
+    }
+    String command = commandBuffer_.substring(0, lineEnd);
+    commandBuffer_.remove(0, lineEnd + 1);
+    if (command.length() != 0) {
+      processCommand(command);
+    }
+  }
+}
+
+void SensorLogger::receiveBluetoothData(const String& data) {
+  // BLEで届いた文字を命令バッファへ追加します。
+  for (size_t index = 0; index < data.length(); ++index) {
+    char character = data[index];
+    if (character == '\n' || character == '\r') {
+      commandBuffer_ += character;
+    } else if (commandBuffer_.length() < 64) {
+      commandBuffer_ += character;
+    }
+  }
+}
+
+void SensorLogger::applyHistoricalTimeAdjustment(int64_t epoch) {
+  // 時刻合わせ前に保存したログへ、正しい時刻との差を加えます。
+  if (historicalAdjustmentApplied_ || timeSynchronized_) {
+    return;
+  }
+
+  const int64_t elapsedSeconds = millis() / 1000UL;
+  historicalEpochOffset_ = epoch - elapsedSeconds;
+  for (size_t index = 0; index < logCount_; ++index) {
+    size_t logIndex = (logStart_ + index) % kMaxLogEntries;
+    const int64_t storedSeconds = log_[logIndex].timestamp;
+    if (storedSeconds <= elapsedSeconds) {
+      log_[logIndex].timestamp = storedSeconds + historicalEpochOffset_;
+    }
+  }
+  historicalAdjustmentApplied_ = true;
+}
+
+void SensorLogger::processCommand(const String& command) {
+  // アプリから届いた命令を判定します。
+  if (command == "GET_LOG") {
+    // 保存済みのログを順番に送ります。
+    sendLog();
+  } else if (command == "CLEAR_LOG") {
+    // ログを空にして、完了通知を送ります。
+    clearLog();
+    txCharacteristic_->setValue("OK_CLEARED\n");
+    txCharacteristic_->notify();
+  } else if (command.startsWith("TIME:")) {
+    // アプリから受け取った時刻で、時計を合わせます。
+    unsigned long epoch = command.substring(5).toInt();
+    unsigned int year;
+    unsigned int month;
+    unsigned int day;
+    unsigned int hour;
+    unsigned int minute;
+    unsigned int second;
+    if (sscanf(command.c_str(), "TIME:[%u,%u,%u,%u,%u,%u]",
+        &year, &month, &day, &hour, &minute, &second) == 6) {
+      struct tm date = {};
+      date.tm_year = year - 1900;
+      date.tm_mon = month - 1;
+      date.tm_mday = day;
+      date.tm_hour = hour;
+      date.tm_min = minute;
+      date.tm_sec = second;
+      epoch = static_cast<unsigned long>(mktime(&date));
+    }
+    if (epoch != 0) {
+      applyHistoricalTimeAdjustment(static_cast<int64_t>(epoch));
+      epochOffset_ = epoch - millis() / 1000UL;
+      timeSynchronized_ = true;
+      txCharacteristic_->setValue("OK_TIME\n");
+      txCharacteristic_->notify();
+    } else {
+      txCharacteristic_->setValue("ERROR_TIME\n");
+      txCharacteristic_->notify();
+    }
+  }
+}
+
+void SensorLogger::sendLog() {
+  // 保存したログを1行ずつ作り、BLE通知で送ります。
+  for (size_t index = 0; index < logCount_; ++index) {
+    size_t logIndex = (logStart_ + index) % kMaxLogEntries;
+    const SensorReading& reading = log_[logIndex];
+    char timestamp[32];
+    char line[160];
+    const bool timestampValid = formatTimestamp(reading.timestamp, timestamp, sizeof(timestamp));
+    if (!timestampValid) {
+      timestamp[0] = '\0';
+    }
+    snprintf(line, sizeof(line), "%s,%.2f,%.2f,%u,%.2f,%s\n",
+      timestamp,
+      reading.temperature,
+      reading.humidity,
+      reading.soilMoisture,
+      reading.illuminance,
+      bluetoothName_.c_str());
+    sendNotification(line);
+    delay(20);
+  }
+  sendNotification("END_LOG\n");
+}
+
+void SensorLogger::sendNotification(const char* data) {
+  // BLE通知には一度に送れる長さの制限があるため、短く分割します。
+  constexpr size_t kNotificationSize = 20;
+  uint8_t notification[kNotificationSize];
+  size_t length = strlen(data);
+  for (size_t offset = 0; offset < length; offset += kNotificationSize) {
+    size_t chunkSize = min(kNotificationSize, length - offset);
+    memcpy(notification, data + offset, chunkSize);
+    txCharacteristic_->setValue(notification, chunkSize);
+    txCharacteristic_->notify();
+    delay(10);
+  }
+}
+
+void SensorLogger::clearLog() {
+  // 配列の中身を消す代わりに、件数を0にして空として扱います。
+  logStart_ = 0;
+  logCount_ = 0;
+}
+
+int64_t SensorLogger::currentTimestamp() const {
+  // 現在の経過秒数に時刻の差を足して、現在時刻を返します。
+  int64_t elapsedSeconds = millis() / 1000UL;
+  return timeSynchronized_ ? epochOffset_ + elapsedSeconds : elapsedSeconds;
+}

firmware/SensorLogger.h

@@ -0,0 +1,77 @@
+#pragma once
+
+#include <Arduino.h>
+
+class BLECharacteristic;
+class BLEServer;
+
+struct SensorReading {
+  int64_t timestamp; // 計測した時刻（秒）
+  float temperature; // 温度（℃）
+  float humidity; // 湿度（%）
+  float illuminance; // 明るさ（lux）
+  uint16_t soilMoisture; // 土壌センサーの値
+};
+
+class SensorLogger {
+public:
+  static constexpr size_t kMaxLogEntries = 2000;
+
+  // センサー、BLE、保存データを使い始める準備をします。
+  void begin(uint8_t soilPin);
+  // BLEの受信と、一定時間ごとの計測を行います。
+  bool update();
+  // センサーを読み取り、画面表示用の最新値を更新します。
+  void refreshSensors();
+  // 最後に読み取ったセンサー値を返します。
+  const SensorReading& latest() const;
+  // 1件以上のログが保存されているかを返します。
+  bool hasReading() const;
+  // 保存されているログの件数を返します。
+  size_t logCount() const;
+  // 現在時刻を文字列にしてbufferへ書き込みます。
+  bool getCurrentTime(char* buffer, size_t bufferSize) const;
+  // 秒数を年月日と時刻の文字列に変換します。
+  bool formatTimestamp(int64_t timestamp, char* buffer, size_t bufferSize) const;
+  // BLEで表示する名前を返します。
+  const char* bluetoothName() const;
+  // BLE機器が接続中かを返します。
+  bool isBluetoothConnected() const;
+
+private:
+  // センサーを読み取る間隔（現在は1時間）です。
+  static constexpr unsigned long kMeasureIntervalMs = 3600000UL;
+  // BLE接続がないとき、広告を再開する間隔です。
+  static constexpr unsigned long kAdvertiseRetryIntervalMs = 500UL;
+
+  // 内部処理用の関数です。
+  void readAndStore();
+  void processBluetooth();
+  void processCommand(const String& command);
+  void receiveBluetoothData(const String& data);
+  void sendNotification(const char* data);
+  void sendLog();
+  void clearLog();
+  void applyHistoricalTimeAdjustment(int64_t epoch);
+  int64_t currentTimestamp() const;
+
+  BLEServer* server_ = nullptr; // BLEサーバー本体
+  BLECharacteristic* txCharacteristic_ = nullptr; // アプリへ通知する通路
+  SensorReading log_[kMaxLogEntries] = {}; // 最大2000件の計測ログ
+  SensorReading latest_ = {}; // 最新の計測値
+  size_t logStart_ = 0; // 一番古いログの位置
+  size_t logCount_ = 0; // 現在のログ件数
+  uint8_t soilPin_ = 0; // 土壌センサーを接続したGPIO番号
+  unsigned long lastMeasure_ = 0; // 最後に計測した時刻
+  unsigned long lastAdvertise_ = 0; // 最後にBLE広告を開始した時刻
+  int64_t epochOffset_ = 0; // 現在時刻を合わせるための差
+  int64_t historicalEpochOffset_ = 0; // 過去ログに加える時刻の差
+  bool timeSynchronized_ = false; // 時刻合わせが済んだか
+  bool historicalAdjustmentApplied_ = false; // 過去ログの補正が済んだか
+  bool bluetoothConnected_ = false; // BLE接続中か
+  String bluetoothName_; // BLEに表示する名前
+  String commandBuffer_; // BLEから受け取った未処理の文字
+
+  friend class SensorLoggerCallbacks;
+  friend class SensorLoggerServerCallbacks;
+};

firmware/firmware.ino

@@ -1,57 +1,169 @@
+// A2DPは、スマートフォンから音楽を受信するBluetoothの仕組みです。
 #include "BluetoothA2DPSink.h"
 #include <Wire.h>
 #include <U8g2lib.h>
+#include "NeoPixelController.h"
+#include "SensorLogger.h"
 
-// I2C接続のOLED設定 (SSD1306 128x64)
+// スマートフォンのBluetooth一覧に表示されるスピーカー名です。
+const char kA2dpDeviceName[] = "BT_Speaker5.5";
+
+// I2Cで接続した128x64ドットのOLED画面です。
 U8G2_SSD1306_128X64_NONAME_F_HW_I2C u8g2(U8G2_R0, /* reset=*/ U8X8_PIN_NONE);
 
+// このプログラムで使う機能の担当者を作ります。
 BluetoothA2DPSink a2dp_sink;
+NeoPixelController neoPixelController;
+SensorLogger sensorLogger;
 
-// 表示用変数
+// 音楽情報と画面更新に使う変数です。
 String currentTitle = "未接続";
 String currentArtist = "";
-int currentVolumePercent = 0; // 音量 (0 ~ 100%)
+int currentVolumePercent = 0; // 音量（0〜100%）
+bool bluetoothConnected = false;
+bool musicPlaying = false;
+unsigned long lastDisplayUpdate = 0;
 
-// 画面全体を再描画する関数
+// UTF-8の文字列を1文字ずつ描画します。
+// フォントにない文字は、フォントに頼らず四角形を直接描きます。
+void drawUtf8WithTofu(uint8_t x, uint8_t y, const String& text) {
+  constexpr uint8_t kTofuSize = 12;
+  constexpr uint8_t kTofuAdvance = 16;
+  uint8_t cursorX = x;
+
+  for (size_t index = 0; index < text.length();) {
+    const uint8_t firstByte = static_cast<uint8_t>(text[index]);
+    size_t byteCount = 0;
+    uint32_t codePoint = 0;
+
+    // UTF-8の先頭バイトから、1文字のバイト数を判定します。
+    if (firstByte < 0x80) {
+      codePoint = firstByte;
+      byteCount = 1;
+    } else if ((firstByte & 0xE0) == 0xC0 && index + 1 < text.length()) {
+      codePoint = firstByte & 0x1F;
+      byteCount = 2;
+    } else if ((firstByte & 0xF0) == 0xE0 && index + 2 < text.length()) {
+      codePoint = firstByte & 0x0F;
+      byteCount = 3;
+    } else if ((firstByte & 0xF8) == 0xF0 && index + 3 < text.length()) {
+      codePoint = firstByte & 0x07;
+      byteCount = 4;
+    } else {
+      // 壊れたUTF-8も、表示できない文字としてトーフを描きます。
+      u8g2.drawFrame(cursorX, y - kTofuSize, kTofuSize, kTofuSize);
+      cursorX += kTofuAdvance;
+      ++index;
+      continue;
+    }
+
+    // 2バイト目以降をつなげて、Unicodeの文字コードを作ります。
+    bool valid = true;
+    for (size_t offset = 1; offset < byteCount; ++offset) {
+      const uint8_t nextByte = static_cast<uint8_t>(text[index + offset]);
+      if ((nextByte & 0xC0) != 0x80) {
+        valid = false;
+        break;
+      }
+      codePoint = (codePoint << 6) | (nextByte & 0x3F);
+    }
+
+    if (!valid) {
+      u8g2.drawFrame(cursorX, y - kTofuSize, kTofuSize, kTofuSize);
+      cursorX += kTofuAdvance;
+      ++index;
+      continue;
+    }
+
+    // フォントに文字があれば、実際のグリフを描画します。
+    // 16ビットを超える文字は、このフォントでは表示できないためトーフにします。
+    if (codePoint <= 0xFFFF && u8g2_IsGlyph(u8g2.getU8g2(), codePoint)) {
+      u8g2.drawGlyph(cursorX, y, static_cast<uint16_t>(codePoint));
+      cursorX += static_cast<uint8_t>(u8g2_GetGlyphWidth(
+        u8g2.getU8g2(), static_cast<uint16_t>(codePoint)));
+    } else {
+      // □の字形がフォントにない場合でも、四角形なら必ず表示できます。
+      u8g2.drawFrame(cursorX, y - kTofuSize, kTofuSize, kTofuSize);
+      cursorX += kTofuAdvance;
+    }
+
+    index += byteCount;
+  }
+}
+
+// OLEDの内容を現在の状態に合わせて描き直します。
 void updateDisplay() {
   u8g2.clearBuffer();
 
-  // --------------------------------------------------
+  // 音楽を再生していないときは、センサーの情報を表示します。
-  // 1. 音量表示エリア（最上部：英数フォント）
+  if (!bluetoothConnected || !musicPlaying) {
-  // --------------------------------------------------
+    u8g2.setFont(u8g2_font_6x10_tf);
+    const SensorReading& reading = sensorLogger.latest();
+
+    char sensorLine[32];
+    char timeLine[24];
+    if (sensorLogger.isBluetoothConnected()) {
+      u8g2.setDrawColor(1);
+      u8g2.drawBox(0, 0, 128, 10);
+      u8g2.setDrawColor(0);
+    }
+    u8g2.drawStr(0, 9, sensorLogger.bluetoothName());
+    u8g2.setDrawColor(1);
+
+    if (sensorLogger.getCurrentTime(timeLine, sizeof(timeLine))) {
+      u8g2.drawStr(0, 20, timeLine);
+    } else {
+      u8g2.drawStr(0, 20, "RTC: --/--/-- --:--:--");
+    }
+
+    snprintf(sensorLine, sizeof(sensorLine), "Log: %u", static_cast<unsigned int>(sensorLogger.logCount()));
+    u8g2.drawStr(0, 31, sensorLine);
+
+    snprintf(sensorLine, sizeof(sensorLine), "T:%5.1fC H:%5.1f%%",
+      reading.temperature, reading.humidity);
+    u8g2.drawStr(0, 42, sensorLine);
+
+    snprintf(sensorLine, sizeof(sensorLine), "Light: %6.1f lx", reading.illuminance);
+    u8g2.drawStr(0, 53, sensorLine);
+
+    snprintf(sensorLine, sizeof(sensorLine), "Soil: %4u", reading.soilMoisture);
+    u8g2.drawStr(0, 64, sensorLine);
+    u8g2.sendBuffer();
+    return;
+  }
+  
+  // 音楽を再生中は、音量と曲名を表示します。
+  // 上の部分は小さい英数字フォントで音量を表示します。
   u8g2.setFont(u8g2_font_6x10_tf);
   
-  // "Vol: 80%" のテキスト描画
+  // 例: 「Vol: 80%」という文字を作って表示します。
   char volStr[16];
   snprintf(volStr, sizeof(volStr), "Vol: %3d%%", currentVolumePercent);
   u8g2.drawStr(0, 10, volStr);
 
-  // 音量バーの描画
+  // 音量の割合を、0〜50ドットの長さに変換して棒グラフにします。
-  int barWidth = map(currentVolumePercent, 0, 100, 0, 50); // 50ピクセル幅に変換
+  int barWidth = map(currentVolumePercent, 0, 100, 0, 50);
-  u8g2.drawFrame(75, 2, 52, 9);             // 外枠
+  u8g2.drawFrame(75, 2, 52, 9); // 棒グラフの外枠
-  u8g2.drawBox(76, 3, barWidth, 7);           // バーの中身
+  u8g2.drawBox(76, 3, barWidth, 7); // 音量に応じた中身
 
   u8g2.drawLine(0, 13, 128, 13);            // 区切り線
 
-  // --------------------------------------------------
+  // 下の部分は、日本語を含む曲名とアーティスト名を表示します。
-  // 2. 曲名・アーティスト表示エリア（日本語フォント）
-  // --------------------------------------------------
-  // 日本語フォントに切り替え (美咲フォント UTF-8)
   u8g2.setFont(u8g2_font_unifont_t_japanese1);
 
-  // 曲名の表示 (y=32)
+  // フォントにない文字は、四角形のトーフとして表示します。
-  u8g2.drawUTF8(0, 32, currentTitle.c_str());
+  drawUtf8WithTofu(0, 32, currentTitle);
 
-  // アーティスト名の表示 (y=54)
+  // アーティスト名が空でないときだけ表示します。
   if (currentArtist.length() > 0) {
-    // アーティスト名も日本語フォントのまま描画します
+    drawUtf8WithTofu(0, 54, currentArtist);
-    u8g2.drawUTF8(0, 54, currentArtist.c_str());
   }
 
-  u8g2.sendBuffer(); // 画面転送
+  // ここまでの描画内容を、実際のOLED画面へ送ります。
+  u8g2.sendBuffer();
 }
 
-// メタデータ（曲名・アーティスト名）の受信コールバック
+// スマートフォンから曲名やアーティスト名を受け取ったときに呼ばれます。
 void avrc_metadata_callback(uint8_t id, const uint8_t *text) {
   bool updated = false;
 
@@ -63,37 +175,54 @@ void avrc_metadata_callback(uint8_t id, const uint8_t *text) {
     updated = true;
   }
 
-  if (updated) {
+  if (updated && bluetoothConnected && musicPlaying) {
     updateDisplay();
   }
 }
 
-// 音量変更時のコールバック関数
+// スマートフォン側で音量が変わったときに呼ばれます。
 void volume_changed_callback(int volume) {
   currentVolumePercent = map(volume, 0, 127, 0, 100);
+  if (bluetoothConnected && musicPlaying) {
+    updateDisplay();
+  }
+}
+
+void audio_state_changed_callback(esp_a2d_audio_state_t state, void *) {
+  // 音声が流れ始めたかどうかを保存し、LEDと画面を更新します。
+  musicPlaying = state == ESP_A2D_AUDIO_STATE_STARTED;
+  neoPixelController.setPlaying(musicPlaying);
+  updateDisplay();
+}
+
+void connection_state_changed_callback(esp_a2d_connection_state_t state, void *) {
+  // スマートフォンとの接続状態を保存します。
+  bluetoothConnected = state == ESP_A2D_CONNECTION_STATE_CONNECTED;
+  if (!bluetoothConnected) {
+    musicPlaying = false;
+  }
   updateDisplay();
 }
 
 void setup() {
+  // setupは、電源を入れた直後に1回だけ実行されます。
   Serial.begin(115200);
 
-  // SDAをGPIO 19、SCLをGPIO 32 に設定
+  neoPixelController.begin(18);
-  // （配線に合わせて Wire.begin(SDA_PIN, SCL_PIN) の順で指定します）
-  Wire.begin(19, 5);
 
-  // OLED初期化
+  // I2Cの配線を設定します。Wire.begin(SDA, SCL)の順です。
+  Wire.begin(21, 22);
+  
+  // OLEDを使える状態にします。
   u8g2.begin();
   u8g2.enableUTF8Print(); // UTF-8（日本語）描画を有効化
 
-  // 初期画面
+  sensorLogger.begin(32);
-  u8g2.clearBuffer();
+  updateDisplay();
-  u8g2.setFont(u8g2_font_unifont_t_japanese1);
+  lastDisplayUpdate = millis();
-  u8g2.drawUTF8(0, 20, "BTスピーカー5.2");
-  u8g2.setFont(u8g2_font_6x10_tf);
-  u8g2.drawStr(0, 40, "Ready...");
-  u8g2.sendBuffer();
 
-  // I2S ピン設定 (BCK: 27, WS: 25, DOUT: 26)
+  // I2Sは、Bluetooth音声をアンプへ送るための通信方式です。
+  // BCK=27、WS=25、音声データ出力=DOUT=26に配線しています。
   i2s_pin_config_t my_pin_config = {
     .bck_io_num = 27,
     .ws_io_num = 25,
@@ -103,13 +232,25 @@ void setup() {
 
   a2dp_sink.set_pin_config(my_pin_config);
 
-  // コールバック登録
+  // Bluetoothでイベントが起きたときの通知先を登録します。
   a2dp_sink.set_avrc_metadata_callback(avrc_metadata_callback);
   a2dp_sink.set_on_volumechange(volume_changed_callback);
+  a2dp_sink.set_on_audio_state_changed(audio_state_changed_callback);
+  a2dp_sink.set_on_connection_state_changed(connection_state_changed_callback);
 
-  // Bluetooth起動
+  // Bluetoothスピーカーとして起動します。
-  a2dp_sink.start("BT_Speaker5.2");
+  a2dp_sink.start(kA2dpDeviceName);
 }
 
 void loop() {
+  // loopは何度も繰り返し実行されます。
+  neoPixelController.update();
+  bool newReading = sensorLogger.update();
+  unsigned long now = millis();
+  if ((!bluetoothConnected || !musicPlaying)
+      && (newReading || now - lastDisplayUpdate >= 1000UL)) {
+    lastDisplayUpdate = now;
+    sensorLogger.refreshSensors();
+    updateDisplay();
+  }
 }