🚗 Cyberpandino Cluster - PandaOS

Quadro strumenti digitale per Fiat Panda 141 basato su Raspberry Pi 4B.

📋 Descrizione

Sistema completo di quadro strumenti digitale che sostituisce la strumentazione analogica originale della Fiat Panda 141. Il sistema si interfaccia con la centralina tramite protocollo OBD-II (ELM327) e legge le spie luminose tramite optoaccoppiatori collegati ai pin GPIO del Raspberry Pi.

Caratteristiche Principali (v0.9.0)

✅ Lettura dati OBD-II: Velocità, giri motore, temperatura, pressione olio, etc.
✅ Rilevamento spie veicolo: Abbaglianti, anabbaglianti, frecce, livello olio, etc.
✅ Sensori esterni:
- Temperatura esterna (DS18B20)
- Livello carburante (ADS1115)
✅ Gestione quadro accensione: Sistema di power-saving automatico
✅ Interfaccia moderna: Dashboard 3D con modello Panda interattivo
✅ Modalità demo: Per sviluppo senza hardware

📸 Anteprima

Dashboard Principale

Il cluster digitale sostituisce completamente il quadro strumenti analogico originale con un'interfaccia moderna e personalizzabile.

Dashboard principale con modello 3D interattivo

🗺️ Feature Future

Scopri cosa stiamo pianificando: Roadmap & Wishlist

Alcune idee in lista:

📹 Retrocamera e sensori parcheggio
🚪 Animazioni 3D avanzate (portiere, luci)
🎨 Dashboard e temi personalizzabili
🌍 Internazionalizzazione
📱 App mobile companion
E molto altro!

Vuoi contribuire? Ogni aiuto è benvenuto! Vedi la guida per contribuire.

📚 Indice della Documentazione

🚀 Inizia Qui

Quick Start - Guida rapida per iniziare subito
Hardware - Lista completa componenti e schema di montaggio

📖 Documentazione Tecnica

Architettura - Architettura dettagliata del sistema
Documentazione Generale - Overview completa del progetto
Configurazione Client - Setup e configurazione frontend
Configurazione Server - Setup e configurazione backend
Configurazione Environment - Variabili d'ambiente e parametri

🤝 Contribuzione

Come Contribuire - Guida completa per contribuire al progetto

📋 Altro

Roadmap - Piano di sviluppo e wishlist
Autori - Chi ha contribuito al progetto
Licenza - GNU General Public License v3.0

⚠️ Disclaimer

PandaOS è un progetto hobbistico e sperimentale, nato per curiosità tecnica e spirito di avventura digitale. Non è un prodotto certificato, non è pensato per la produzione e non ha alcuna pretesa di rispettare standard industriali, automotive o galattici.

Tutto il materiale presente in questo repository, inclusi codice, guide, schemi e idee più o meno sensate, è fornito "AS IS", senza garanzie di funzionamento, affidabilità o compatibilità con l'impianto elettrico della vostra eroica utilitaria.

Gli autori e i contributori non si assumono alcuna responsabilità in caso di:

guasti elettrici o elettronici
comportamenti anomali del veicolo
cortocircuiti imprevisti
danni a persone, cose, animali e simili
qualsiasi effetto collaterale derivante dall'uso del software o dal seguire le istruzioni presenti in questa documentazione

L'utilizzo di PandaOS su veicoli in circolazione o in qualsiasi contesto in cui potrebbero essere richiesti requisiti di conformità, omologazione o buon senso è fortemente sconsigliato. Qualsiasi installazione o sperimentazione avviene a rischio esclusivo dell'utente, che si assume ogni responsabilità in merito alle conseguenze tecniche e pratiche delle proprie scelte.

🏗️ Architettura

Il progetto è composto da tre moduli principali:

cluster/
├── client/          → Interfaccia grafica (React + Vite + Electron)
├── server/          → Backend comunicazione OBD-II e GPIO (Node.js)
└── main.js          → Wrapper Electron per desktop app

Tecnologie Utilizzate

Frontend: React 18, TypeScript, Three.js, Socket.IO Client
Backend: Node.js, Socket.IO Server, SerialPort, GPIO (onoff)
Desktop: Electron 36
Hardware: Raspberry Pi 4B, ELM327, DS18B20, ADS1115

🤔 Ma React + Electron su un Automotive?! Siete Pazzi?

Sì, lo sappiamo. Qualsiasi ingegnere embedded che vede questo progetto probabilmente sta avendo un attacco di panico.

Come andrebbero fatte le cose per bene:

C/C++ - Perché JavaScript su un'auto è come mettere le ruote quadrate
Qt/QML - Lo standard dell'industria (Tesla, Audi, BMW lo usano)
Yocto/Buildroot - Linux embedded serio, non Raspberry Pi OS con tutto il ciarpame
Direct framebuffer - Non Electron che gira un intero browser per mostrare 4 numeri

E allora perché React/Electron/Node.js?

Perché è un progetto hobbistico e vogliamo divertirci, non impazzire.

Pro del nostro approccio discutibile:

⚡ Veloce da sviluppare - Hai visto Three.js? Fai un modello 3D in 5 minuti. Prova con OpenGL nativo.
🎨 Librerie ovunque - npm ha tutto. C++ ha... ehm... boost?
🧑‍💻 Accessibile - Sai React? Benvenuto. Sai CMake? Condoglianze.
🐛 Debug - F12 e vedi tutto. GDB invece è... un'esperienza.
🚀 Divertimento - Più tempo a smanettare, meno a bestemmiare con toolchain
💡 Prova il concetto - Funziona? Bene! Poi si vedrà.

Contro (che accettiamo consapevolmente):

💾 Mangia RAM come fosse pasta (~500MB vs ~50MB)
🐌 Boot lento (~30s vs ~3s) - ma con modalità standby sempre acceso diventa istantaneo
🔋 Consuma più di quanto dovrebbe (ma standby consuma solo 0.4W, trascurabile)
📊 JavaScript - Sì, JavaScript. Su un'auto. Deal with it.

Il punto è: Stiamo parlando di una Panda del 1990. Non è un F-35. Non deve andare sulla Luna.
Deve mostrarti i giri motore in modo figo mentre ascolti i Pink Floyd. E questo lo fa benissimo. 🚗💨

💡 Vuoi rifarlo in C++/Qt "come si deve"? Fantastico! Apri pure un fork e ti aiutiamo. Ma non lamentarti quando dopo 3 settimane stai ancora debuggando un segfault nel thread del rendering. Noi intanto ci godiamo l'hot reload. 😎

⚙️ Requisiti di Sistema

Prerequisiti Software

Software	Versione Minima	Consigliata
Node.js	18.0.0	20.x LTS
npm	9.0.0	10.x
Git	2.0+	Latest

# Verifica rapida
node --version  # >= v18.0.0
npm --version   # >= 9.0.0
git --version   # >= 2.0.0

⚠️ Raspberry Pi: Non usare apt install nodejs (versione obsoleta). Vedi CONFIGURAZIONE_SERVER.md per NodeSource/nvm.

Per Raspberry Pi (Produzione)

Hardware:
- Raspberry Pi 4B (4GB o superiore consigliato) o Raspberry Pi 5
- Adattatore ELM327 USB (porta seriale /dev/ttyUSB0)
- Optoaccoppiatori per rilevamento spie (PC817 o simili)
- Display LCD ultra-wide (1920×480 consigliato)
- Sensore temperatura DS18B20 (opzionale)
- Convertitore ADC ADS1115 (opzionale, per sensore carburante)

📋 Lista completa hardware: Vedi HARDWARE.md per dettagli su tutti i componenti necessari

Sistema Operativo:
- Raspberry Pi OS Lite (64-bit) - Debian-based consigliato
- Boot time: ~30s (ottimizzabile a ~20s, o istantaneo con modalità standby)
- Architettura ARM/ARM64
📘 Scelta OS e Boot Time: Vedi CONFIGURAZIONE_SERVER.md per dettagli su come scegliere la distro giusta, ottimizzare il boot time e configurare la modalità standby sempre acceso (consumo trascurabile, avvio istantaneo)
Software: Vedi CONFIGURAZIONE_SERVER.md per istruzioni installazione su Raspberry Pi

Per Sviluppo Locale (Mac/Windows/Linux)

Node.js 18+ (20 LTS consigliato)
npm 9+ (10.x consigliato)
Git 2.0+

💡 Setup Veloce: Vedi istruzioni installazione nella sezione Prerequisiti Software sopra

⚠️ NOTA: Eseguendo il progetto su sistemi non-Raspberry Pi, il server fallirà all'avvio per mancanza di dipendenze hardware specifiche (GPIO, sensori, porta seriale OBD). È possibile usare la modalità mock nel client per sviluppo senza server.

🚀 Setup del Progetto

1. Clonare il Repository

git clone https://github.com/cyberpandino/cluster
cd cluster

2. Installare le Dipendenze

Il progetto fornisce uno script di installazione che configura tutte le dipendenze:

npm run install:all

Questo comando installa le dipendenze per:

Root (Electron + concurrently)
Client (React + dipendenze frontend)
Server (Node.js + dipendenze hardware)

3. Configurazione

a) Configurazione Client

Modifica il file di configurazione client:

File: client/src/config/environment.ts

export const environment: EnvironmentConfig = {
  websocket: {
    url: 'http://127.0.0.1:3001',  // URL del server WebSocket
    mock: true,                      // true = modalità demo | false = connessione reale
    reconnectionAttempts: 3,
    reconnectionDelay: 1000,
    timeout: 5000,
  },
  debug: {
    enabled: true,                   // Abilita debug mode
    showConsoleViewer: true,         // Mostra console viewer (tasto 'd')
  },
  app: {
    name: "PandaOS Cluster",
    version: "0.9.0",
    locale: "it",
    timezone: "Europe/Rome",
    timeFormat: "24h",
  },
};

Parametri Chiave:

websocket.url: Indirizzo del server WebSocket (default: http://127.0.0.1:3001)
websocket.mock:
- true = Modalità demo con animazioni simulate (per sviluppo locale)
- false = Connessione reale al server (per produzione su Raspberry Pi)
debug.enabled: Abilita funzionalità di debug
debug.showConsoleViewer: Mostra console viewer (attivabile con tasto d)

b) Configurazione Server

Modifica il file di configurazione GPIO e sensori:

File: server/config/gpio-mapping.js

Vedi la sezione Configurazione GPIO per i dettagli completi.

🎯 Avvio del Progetto

Modalità Completa (Raspberry Pi)

Avvia client, server ed Electron contemporaneamente:

npm start

Questo comando esegue:

Server OBD-II sulla porta 3001
Client React/Vite sulla porta 5173
Electron desktop app

Modalità Sviluppo (Locale senza Raspberry)

Opzione 1: Solo Client (Modalità Mock)

Assicurati che websocket.mock = true in client/src/config/environment.ts
Avvia solo il client:

npm run client

L'applicazione sarà disponibile su http://localhost:5173 con dati simulati.

Opzione 2: Client + Electron

npm run client    # In un terminale
npm run electron  # In un altro terminale

Comandi Individuali

# Solo server (richiede Raspberry Pi)
npm run server

# Solo client
npm run client

# Solo Electron (attende client su porta 5173)
npm run electron

🔌 Configurazione GPIO e Sensori

Mappatura GPIO per Spie Veicolo

Il file server/config/gpio-mapping.js contiene la mappatura completa dei pin GPIO.

📘 Schema Elettrico Veicolo: Per identificare i cavi corretti delle spie sul quadro originale della Panda, consulta lo Schema Elettrico Ufficiale Fiat Panda 141 con tutti i codici colore e le connessioni.

Pin Utilizzati

Spia/Funzione	Pin GPIO (BCM)	Descrizione
Frecce	17	Indicatori di direzione
Alternatore	27	Carica batteria
Pressione olio	22	Pressione olio motore
Sistema frenante	23	Freni
Iniettori	24	Sistema iniezione
Quadro acceso (KEY)	25	Chiave inserita
Abbaglianti	5	Fari abbaglianti
Anabbaglianti	6	Fari anabbaglianti
Quattro frecce	12	Luci emergenza
Fendinebbia	13	Fendinebbia posteriore
Temperatura raffreddamento	16	Liquido refrigerante
Termoresistenza lunotto	19	Sbrinatore lunotto
Riserva carburante	20	Livello carburante basso
Ignition (quadro)	21	Rilevamento quadro acceso/spento

Configurazione Optoaccoppiatori

config: {
  mode: 'BCM',              // Numerazione Broadcom GPIO
  pullMode: 'PUD_DOWN',     // Resistenza pull-down interna
  debounceTime: 50,         // Filtro anti-rimbalzo (ms)
  pollingInterval: 100,     // Frequenza lettura GPIO (ms)
}

Logica di Funzionamento:

HIGH (1) = Spia accesa
LOW (0) = Spia spenta

Gestione Quadro Accensione (Ignition)

ignition: {
  enabled: true,
  pin: 21,                  // Pin GPIO dedicato
  activeOn: 0,              // 0 = active low | 1 = active high
  scripts: {
    lowPower: './scripts/low-power.sh',   // Eseguito quando quadro si spegne
    wake: './scripts/wake.sh',             // Eseguito quando quadro si accende
  },
}

Gli script di power-saving possono essere personalizzati per:

Spegnere display
Ridurre luminosità
Disabilitare servizi non essenziali
Avviare shutdown controllato

Sensore Temperatura Esterna (DS18B20)

temperature: {
  enabled: true,
  sensorId: null,           // null = auto-detect primo sensore
  basePath: '/sys/bus/w1/devices',
  readInterval: 5000,       // Intervallo lettura (ms)
  pin: 4,                   // GPIO 4 (default per 1-Wire)
}

Setup Hardware:

Collegare DS18B20 al GPIO 4
Abilitare 1-Wire: sudo raspi-config → Interface Options → 1-Wire
Verificare presenza sensore: ls /sys/bus/w1/devices/

Sensore Carburante (ADS1115 - ADC I2C)

fuel: {
  enabled: true,
  chip: 0,                  // 0 = ADS1115 | 1 = ADS1015
  channel: 0,               // Canale A0 (0-3 disponibili)
  gain: 4096,               // ±4.096V full-scale
  sampleRate: 250,          // Sample rate (SPS)
  readInterval: 500,        // Intervallo lettura (ms)
  
  // Configurazione partitore resistivo
  voltageDivider: {
    r1: 100000,             // 100kΩ
    r2: 33000,              // 33kΩ
  },
  
  // Calibrazione tensione → percentuale
  calibration: {
    voltageEmpty: 0.5,      // Tensione serbatoio vuoto (V)
    voltageFull: 4.0,       // Tensione serbatoio pieno (V)
  },
  
  pins: {
    sda: 2,                 // GPIO 2 (SDA I2C)
    scl: 3,                 // GPIO 3 (SCL I2C)
  },
}

Setup Hardware:

Collegare ADS1115:
- VDD → 3.3V
- GND → GND
- SDA → GPIO 2
- SCL → GPIO 3
- A0 → Sensore carburante (tramite partitore resistivo)
Abilitare I2C: sudo raspi-config → Interface Options → I2C
Verificare presenza: sudo i2cdetect -y 1

Porta Seriale OBD-II

File: server/services/OBDCommunicationService.js

constructor() {
  this.portPath = '/dev/ttyUSB0';  // Porta ELM327
  this.port = null;
  this.baudRate = 38400;            // Velocità comunicazione
}

Setup Hardware:

Collegare adattatore ELM327 via USB
Verificare porta: ls -l /dev/ttyUSB*
Dare permessi: sudo usermod -a -G dialout $USER
Riavviare o ri-login per applicare permessi

Configurazione Porta Seriale Alternativa:

Se l'adattatore OBD è su una porta diversa (es. /dev/ttyUSB1, /dev/ttyACM0), modificare:

// In server/services/OBDCommunicationService.js (riga 7)
this.portPath = '/dev/ttyUSB1';  // Modifica qui

🔧 Configurazione PM2 (Avvio Automatico)

Per eseguire il server come servizio di sistema su Raspberry Pi:

1. Installare PM2

sudo npm install -g pm2

2. Configurare Ecosystem

Modifica server/ecosystem.config.js:

module.exports = {
  apps: [{
    name: 'obd-server',
    script: './server.js',
    cwd: '/home/pi/cockpit/server',  // ⚠️ MODIFICA QUESTO PATH
    instances: 1,
    autorestart: true,
    watch: false,
    max_memory_restart: '200M',
    restart_delay: 2000,
    max_restarts: 15,
    min_uptime: '10s',
    exp_backoff_restart_delay: 100,
    env: {
      NODE_ENV: 'production',
      PORT: 3001
    },
    log_file: './logs/obd-combined.log',
    out_file: './logs/obd-out.log',
    error_file: './logs/obd-error.log',
    log_date_format: 'YYYY-MM-DD HH:mm:ss Z',
    merge_logs: true
  }]
};

3. Avviare con PM2

cd server
mkdir -p logs
pm2 start ecosystem.config.js
pm2 save
pm2 startup

4. Comandi PM2 Utili

pm2 status              # Stato servizi
pm2 logs obd-server     # Visualizza log
pm2 restart obd-server  # Riavvia servizio
pm2 stop obd-server     # Ferma servizio
pm2 monit               # Monitor in tempo reale

🛠️ Troubleshooting

Server non si avvia su sistema non-Raspberry

Errore:

❌ ERRORE: Dipendenze Raspberry Pi essenziali non disponibili
Piattaforma non supportata: darwin arm64 - richiesto Linux ARM

Soluzione:

Usa la modalità mock nel client (websocket.mock = true)
Oppure esegui il server solo su Raspberry Pi

ELM327 non trovato

Errore:

Porta /dev/ttyUSB0 non trovata

Soluzione:

Verifica porta: ls -l /dev/ttyUSB*
Controlla permessi: sudo usermod -a -G dialout $USER
Modifica porta in OBDCommunicationService.js se diversa

Sensore temperatura non trovato

Avviso:

⚠️ Sensore temperatura DS18B20 non disponibile (1-Wire non trovato)

Soluzione:

Abilita 1-Wire: sudo raspi-config → Interface Options → 1-Wire
Riavvia: sudo reboot
Verifica: ls /sys/bus/w1/devices/
Se non necessario, disabilita in gpio-mapping.js: temperature.enabled = false

Sensore carburante non risponde

Avviso:

⚠️ Sensore carburante ADS1115 non disponibile

Soluzione:

Abilita I2C: sudo raspi-config → Interface Options → I2C
Verifica connessione: sudo i2cdetect -y 1
Controlla cablaggio ADS1115
Se non necessario, disabilita in gpio-mapping.js: fuel.enabled = false

Electron non si avvia

Errore:

Error: connect ECONNREFUSED 127.0.0.1:5173

Soluzione: Il client Vite deve essere avviato prima. Usa npm start che gestisce l'ordine automaticamente.

GPIO non risponde

Problema: Le spie non vengono rilevate

Soluzione:

Verifica cablaggio optoaccoppiatori
Testa pin: gpio readall (installa wiringpi se necessario)
Controlla mappatura pin in gpio-mapping.js
Verifica logica active high/low degli optoaccoppiatori

📱 Utilizzo dell'Applicazione

Controlli Tastiera

d: Apri console di debug
ESC: Chiudi console di debug
r: Ricarica applicazione

Console di Debug

Premi d per aprire la console interattiva che mostra:

Log WebSocket
Errori di connessione
Dati OBD-II in tempo reale
Stato GPIO e sensori

📦 Build per Produzione

Build Client

cd client
npm run build

Output in client/dist/

Build Electron

Per creare un'app distributable:

Installa electron-builder: npm install --save-dev electron-builder
Aggiungi script in package.json:

"scripts": {
  "build:electron": "electron-builder"
}

Esegui: npm run build:electron

📝 Struttura File Principali

cockpit/
├── client/
│   ├── src/
│   │   ├── config/
│   │   │   └── environment.ts          ← Configurazione client
│   │   ├── components/                 ← Componenti React
│   │   ├── routes/
│   │   │   └── Cockpit/               ← Dashboard principale
│   │   ├── services/
│   │   │   └── WebSocketService.ts    ← Gestione WebSocket client
│   │   └── store/                     ← State management (Valtio)
│   └── package.json
│
├── server/
│   ├── config/
│   │   └── gpio-mapping.js            ← ⚙️ Configurazione GPIO e sensori
│   ├── services/
│   │   ├── OBDServer.js               ← Server principale
│   │   ├── OBDCommunicationService.js ← Comunicazione ELM327
│   │   ├── GPIOService.js             ← Gestione GPIO per spie
│   │   ├── IgnitionService.js         ← Gestione quadro accensione
│   │   ├── TemperatureSensorService.js← Sensore temperatura DS18B20
│   │   └── FuelSensorService.js       ← Sensore carburante ADS1115
│   ├── scripts/
│   │   ├── low-power.sh               ← Script power-saving
│   │   └── wake.sh                    ← Script risveglio
│   ├── ecosystem.config.js            ← Configurazione PM2
│   └── package.json
│
├── main.js                            ← Wrapper Electron
└── package.json                       ← Scripts principali

🔒 Sicurezza e Note

⚠️ Non eseguire come root: Usa permessi utente normali con gruppo dialout e gpio
🔋 Power-saving: Gli script ignition possono proteggere il sistema da scaricamenti batteria
🧪 Testing: Usa sempre modalità mock per test senza hardware
📊 Monitoring: Usa PM2 per monitorare il server in produzione

📄 Licenza

Questo progetto è rilasciato sotto licenza GNU General Public License v3.0 or later.

PandaOS
Copyright (C) 2025  Cyberpandino

This program is free software: you can redistribute it and/or modify
it under the terms of the GNU General Public License version 3.

This program is distributed in the hope that it will be useful,
but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the
GNU General Public License for more details.

Il testo completo della licenza è disponibile nel file LICENSE e su https://www.gnu.org/licenses/gpl-3.0.html

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Crea un branch: git checkout -b feature/nome-feature
Fai le tue modifiche seguendo lo stile del codice
Aggiungi l'header GPL-3.0 ai nuovi file sorgente
Commit: git commit -m 'feat: aggiunta nuova feature' (Conventional Commits)
Push: git push origin feature/nome-feature
Apri una Pull Request compilando il template

📋 Template Disponibili

🐛 Bug Report - Segnala problemi
✨ Feature Request - Proponi miglioramenti
❓ Domanda - Chiedi aiuto
🔀 Pull Request - Contribuisci con codice

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Retrocamera e sensori parcheggio
Animazioni 3D avanzate (portiere, luci sul modello)
Dashboard personalizzabili e temi
Tutorial fotografici e video
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Name		Name	Last commit message	Last commit date
Latest commit History 21 Commits
.github		.github
client		client
docs/images		docs/images
server		server
.gitignore		.gitignore
ARCHITETTURA.md		ARCHITETTURA.md
AUTHORS.md		AUTHORS.md
DOCUMENTAZIONE.md		DOCUMENTAZIONE.md
HARDWARE.md		HARDWARE.md
LICENSE		LICENSE
QUICK_START.md		QUICK_START.md
README.md		README.md
ROADMAP.md		ROADMAP.md
main.js		main.js
package-lock.json		package-lock.json
package.json		package.json

License

MaizeShark/cluster

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Per Raspberry Pi (Produzione)

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1. Clonare il Repository

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3. Configurazione

a) Configurazione Client

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Opzione 2: Client + Electron

Comandi Individuali

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Mappatura GPIO per Spie Veicolo

Pin Utilizzati

Configurazione Optoaccoppiatori

Gestione Quadro Accensione (Ignition)

Sensore Temperatura Esterna (DS18B20)

Sensore Carburante (ADS1115 - ADC I2C)

Porta Seriale OBD-II

🔧 Configurazione PM2 (Avvio Automatico)

1. Installare PM2

2. Configurare Ecosystem

3. Avviare con PM2

4. Comandi PM2 Utili

🛠️ Troubleshooting

Server non si avvia su sistema non-Raspberry

ELM327 non trovato

Sensore temperatura non trovato

Sensore carburante non risponde

Electron non si avvia

GPIO non risponde

📱 Utilizzo dell'Applicazione

Controlli Tastiera

Console di Debug

📦 Build per Produzione

Build Client

Build Electron

📝 Struttura File Principali

🔒 Sicurezza e Note

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