// Paràmetres globals
$fn = 50; // Resolució per cercles i corbes

// Paràmetres de posició solar (en graus)
lat_deg = 41.5;        // Latitud de Martorell
delta_deg = 0;         // Declinació solar (0 per equinocci)

// Paràmetres del gnomó i de la projecció
L = 50;                // Alçada del gnomó (mm)

// Paràmetres del display de 7 segments
digit_width = 10;      // Amplada d'un dígit (mm)
digit_height = 20;     // Alçada d'un dígit (mm)
segment_thickness = 2; // Gruix del segment (mm)
segment_length = 8;    // Longitud dels segments (mm)
gap_segment = 1;       // Espai entre segments (mm)
hole_offset = 0.5;     // Offset per assegurar que el forat talla completament

// Paràmetres de la peça base
plate_thickness = 5;   // Gruix del plat (mm)
plate_size = 250;      // Mida de la base (pla quadrat, mm)

// Funcions per convertir graus <-> radians
function toRadians(deg) = deg * PI / 180;
function toDegrees(rad) = rad * 180 / PI;

// Funció per "padding" d'un nombre a dos dígits (com a string)
function pad(n) = (n < 10) ? str("0", n) : str(n);

// Mapa dels segments per cada dígit (ordre: a, b, c, d, e, f, g)
segments = [
  [1,1,1,1,1,1,0], // 0
  [0,1,1,0,0,0,0], // 1
  [1,1,0,1,1,0,1], // 2
  [1,1,1,1,0,0,1], // 3
  [0,1,1,0,0,1,1], // 4
  [1,0,1,1,0,1,1], // 5
  [1,0,1,1,1,1,1], // 6
  [1,1,1,0,0,0,0], // 7
  [1,1,1,1,1,1,1], // 8
  [1,1,1,1,0,1,1]  // 9
];

// Mòdul per crear un segment
module segment(seg_type = "horizontal") {
  if (seg_type == "horizontal") {
    linear_extrude(height = plate_thickness + hole_offset)
      offset(r = hole_offset)
        square([segment_length, segment_thickness], center = true);
  } else { // vertical
    linear_extrude(height = plate_thickness + hole_offset)
      offset(r = hole_offset)
        square([segment_thickness, segment_length], center = true);
  }
}

// Mòdul per crear un dígit de 7 segments
module seven_segment_digit(d = 0) {
  seg = segments[d];
  
  // Segment "a" (horitzontal, superior)
  translate([0, digit_height/2 - segment_thickness/2])
    if (seg[0]) segment("horizontal");
  // Segment "b" (vertical, lateral dret superior)
  translate([digit_width/2 - segment_thickness/2, digit_height/4])
    if (seg[1]) segment("vertical");
  // Segment "c" (vertical, lateral dret inferior)
  translate([digit_width/2 - segment_thickness/2, -digit_height/4])
    if (seg[2]) segment("vertical");
  // Segment "d" (horitzontal, inferior)
  translate([0, -digit_height/2 + segment_thickness/2])
    if (seg[3]) segment("horizontal");
  // Segment "e" (vertical, lateral esquerre inferior)
  translate([-digit_width/2 + segment_thickness/2, -digit_height/4])
    if (seg[4]) segment("vertical");
  // Segment "f" (vertical, lateral esquerre superior)
  translate([-digit_width/2 + segment_thickness/2, digit_height/4])
    if (seg[5]) segment("vertical");
  // Segment "g" (horitzontal, central)
  translate([0, 0])
    if (seg[6]) segment("horizontal");
}

// Mòdul per crear els dos punts
module colon() {
  translate([0, digit_height/4, 0])
    cylinder(h = plate_thickness + hole_offset, r = segment_thickness/2, center = true);
  translate([0, -digit_height/4, 0])
    cylinder(h = plate_thickness + hole_offset, r = segment_thickness/2, center = true);
}

// Mòdul per crear un display complet de 4 dígits amb dos punts (format HH:MM)
module time_display(time_str = "0900") {
  digit_spacing = digit_width + gap_segment;
  for(i = [0 : 4]) {
    if (i == 2) {
      // Afegim els dos punts després del segon dígit
      translate([-0.5 * digit_spacing, 0, 0])
        colon();
    } else {
      // Extracció de cada caràcter del string
      ch = time_str[i < 2 ? i : i-1];
      // Convertir el caràcter a nombre
      digit_val = ord(ch) - 48;
      translate([(i < 2 ? -1.75 : -1.25) * digit_spacing + i * digit_spacing, 0, 0])
        seven_segment_digit(d = digit_val);
    }
  }
}

// Càlcul de la posició solar per cada temps
module solar_display_array() {
  lat = toRadians(lat_deg);
  delta = toRadians(delta_deg);
  
  for(t = [540 : 5 : 1080]) {  // t en minuts
    T = t / 60;              // temps en hores
    
    // Càlcul de l'angle horari (ω)
    omega_deg = 15 * (T - 12);
    omega = toRadians(omega_deg);
    
    // Altura solar h
    h = asin(sin(lat) * sin(delta) + cos(lat) * cos(delta) * cos(omega));
    
    // Zenith (z)
    z = (PI/2) - h;
    // Distància de projecció r
    r = L * tan(z);
    
    // Azimut A
    sinA = cos(delta) * sin(omega) / cos(h);
    cosA = (sin(delta) - sin(h)*sin(lat)) / (cos(h)*cos(lat));
    A = atan2(sinA, cosA);
    
    // Posició de la projecció (x, y)
    x_offset = r * sin(A);
    y_offset = r * cos(A);
    
    // Format del temps en HHMM
    hour = floor(t/60);
    minutes = t % 60;
    time_str = str(pad(hour), pad(minutes));
    
    // Col·loca cada display a la seva posició calculada
    translate([x_offset, y_offset, 0])
      time_display(time_str = time_str);
  }
}

// Peça final
difference() {
  // Peça base
  translate([-plate_size/2, -plate_size/2, 0])
    cube([plate_size, plate_size, plate_thickness]);
  // Retalla els forats per cada display
  translate([0, 0, -0.5])
    solar_display_array();
}