# GitHub Copilot Instructions - Voltronic/Axpert MQTT Home Assistant Integration

## Panoramica del Progetto

Questo progetto è un'applicazione Docker che monitora inverter solari Voltronic, Axpert, MPPSolar PIP, Voltacon, Effekta e altri inverter OEM basati su protocollo RS232. L'applicazione raccoglie dati telemetrici dall'inverter e li invia a Home Assistant tramite MQTT, permettendo anche di inviare comandi per controllare l'inverter remotamente.

### 🆕 Version 2.0 - Auto-Discovery Feature

La versione 2.0 introduce l'**auto-discovery automatica** dei buffer sizes dell'inverter, eliminando la necessità di configurazione manuale. Al primo avvio, l'applicazione:
1. Rileva automaticamente le dimensioni corrette dei buffer per QPIGS, QPIRI, QMOD, QPIWS
2. Salva i valori in `/cache/inverter.conf.cache`
3. Nei successivi avvii, utilizza i valori cached per startup immediato

**Novità tecniche principali:**
- 🔍 **Auto-detection buffer sizes**: Metodo `AutoDiscoverBufferSizes()` con iterazione 80-120 bytes
- ⚙️ **Configurazione ENV**: Supporto variabili d'ambiente (`INVERTER_DEVICE`, `MQTT_SERVER`, etc.)
- 💾 **Caching persistente**: Volume Docker `/cache/` per persistenza tra restart
- 🐛 **Bug fixes critici**:
  - Parsing interi: aggiunta `attemptAddSettingInt()` con `stoi()` invece di `stof()` che troncava valori
  - Thread sync: aggiunta `ups_qpiws_changed` al loop principale e condizione exit `poll()`
  - Config accuracy: corretti buffer sizes (qpiri=98→103, qpiws=36→40)

📖 **Documentazione completa:** [documentation/CODE_ARCHITECTURE.md](../documentation/CODE_ARCHITECTURE.md)

### Architettura

```
┌─────────────────┐
│   Inverter      │ ← RS232/USB
│   (Hardware)    │
└────────┬────────┘
         │
    ┌────▼────────┐
    │ inverter-cli│ (C++ - polling e parsing dati)
    │   poller    │ 🆕 + Auto-Discovery
    └────┬────────┘
         │ JSON output
    ┌────▼────────┐
    │ mqtt-push.sh│ (bash - push su MQTT)
    │   script    │
    └────┬────────┘
         │ MQTT
    ┌────▼────────┐
    │    Home     │
    │  Assistant  │
    └─────────────┘
```

## Struttura del Progetto

### Directory Principali

- **`sources/inverter-cli/`** - Applicazione C++ per la comunicazione con l'inverter
  - `main.cpp` - Entry point, parsing argomenti, loop principale, 🆕 auto-discovery
  - `inverter.cpp/h` - Classe per gestione comunicazione seriale e polling
  - `tools.cpp/h` - Utilities per logging
  - `inputparser.cpp/h` - Parser argomenti da riga di comando
  - `CMakeLists.txt` - Configurazione build CMake

- **`sources/inverter-mqtt/`** - Script bash per integrazione MQTT
  - `entrypoint.sh` - Entry point del container Docker
  - `mqtt-init.sh` - Inizializzazione sensori in Home Assistant
  - `mqtt-push.sh` - Invio dati MQTT e opzionalmente InfluxDB
  - `mqtt-subscriber.sh` - Ascolto comandi da Home Assistant

- **`config/`** - File di configurazione
  - `inverter.conf` - Configurazione device seriale, intervalli polling, fattori di correzione
  - `mqtt.json` - Configurazione MQTT server, credenziali, topic, mapping InfluxDB

- **`documentation/`** - Documentazione completa del progetto
  - `CODE_ARCHITECTURE.md` - 🆕 Mappa logica funzioni/variabili, flusso esecuzione, mappe concettuali
  - `AUTO_DISCOVERY.md` - Guida completa auto-discovery feature
  - `IMPLEMENTATION.md` - Changelog implementazione v2.0
  - `QUICKSTART.md` - Setup rapido e comandi essenziali
  - `DEBUG.md` - Guida completa debugging con GDB
  - `README.md` - Setup ambiente sviluppo VS Code

- **`homeassistant/`** - Template Lovelace dashboard

- **`.gitea/workflows/`** - Gitea Actions per build automatica multi-arch

## Componenti Chiave

### 1. inverter-cli (C++)

**Linguaggio:** C++11  
**Build system:** CMake  
**Dependencies:** pthread

#### File principali:

- **main.cpp**: 
  - Legge configurazione da `/etc/inverter/inverter.conf`
  - Supporta flag: `-d` (debug), `-1` (run-once), `-r <command>` (raw command), 🆕 `-a` (auto-discover)
  - Output JSON su stdout
  - Loop di polling con thread separati
  - 🆕 Funzione `attemptAddSettingInt()` per parsing interi (usa `stoi()` invece di `stof()`)
  - 🆕 Correzione bug: aggiunto `ups_qpiws_changed` al loop principale

- **inverter.cpp**:
  - Classe `cInverter` per comunicazione seriale
  - Configurazione porta seriale: 2400 baud, 8N1
  - Supporta comandi: QPIGS, QPIRI, QMOD, QPIWS
  - CRC checksum verification
  - Thread-safe con mutex
  - 🆕 Metodo `AutoDiscoverBufferSizes()` per rilevamento automatico
  - 🆕 Correzione bug: aggiunto `ups_qpiws_changed` alla condizione di exit del thread `poll()`
  - 🆕 Supporto ENV variables per configurazione runtime

#### Comandi supportati dall'inverter:

**Query (lettura dati):**
- `QPIGS` - General Status Parameters (voltaggio, corrente, potenza, batteria)
- `QPIRI` - Current Settings (rated voltages, currents, battery settings)
- `QMOD` - Mode inquiry (Power On, Standby, Line, Battery, Fault, Power Saving)
- `QPIWS` - Warning Status

**Controllo (scrittura):**
- `POP0x` - Set output source priority (Utility/Solar/SBU)
- `PCP0x` - Set charger priority
- `PBDV/PBCV/PBFT/PCVV` - Battery voltage settings
- `PEx/PDx` - Enable/Disable features (buzzer, bypass, power saving, etc.)

### 2. MQTT Integration (Bash)

**mqtt-push.sh**:
- Esegue `inverter_poller -1` per ottenere snapshot JSON
- Parsa JSON con `jq`
- Pubblica ogni metrica su topic separato
- Formato topic: `homeassistant/sensor/{devicename}_{metric}`
- Supporto opzionale InfluxDB

**mqtt-subscriber.sh**:
- Ascolta topic command: `homeassistant/sensor/{devicename}/command`
- Valida comandi con regex
- Esegue `inverter_poller -r <command>` per inviarli

**mqtt-init.sh**:
- Auto-discovery Home Assistant
- Crea configurazione sensori MQTT
- Definisce icone, unità di misura, device class

### 3. Docker Setup

**Dockerfile.multiarch**:
- Base: `debian:stretch`
- Architetture supportate: `linux/arm/v6`, `linux/arm/v7`, `linux/arm64`, `linux/amd64`, `linux/386`
- Build cmake dell'applicazione C++
- Healthcheck ogni 30s

**docker-compose.yml**:
- Servizio `voltronic-mqtt` con privilegi per accesso device
- Mapping device: `/dev/ttyUSB0`, `/dev/ttyS0`, `/dev/hidraw0`
- Volume config: `./config/:/etc/inverter/`
- Watchtower opzionale per auto-update

## Convenzioni di Codice

### C++ (inverter-cli)

- **Standard:** C++11 (`--std=c++0x`)
- **Stile nomi:**
  - Classi: `cNomeClasse` (prefisso 'c')
  - Metodi: `PascalCase` (es. `GetMode()`, `SetMode()`)
  - Variabili locali: `snake_case` (es. `voltage_grid`, `batt_capacity`)
  - Variabili globali: `camelCase` (es. `devicename`, `runinterval`)
  - Costanti: `UPPER_CASE` (es. `LOG_FILE`)

- **Threading:**
  - Usare `std::mutex` per proteggere dati condivisi
  - Pattern detached thread per polling: `thread t1(&cInverter::poll, this); t1.detach();`
  - Usare `atomic_bool` per flag di stato

- **Logging:**
  - Funzione `lprintf()` per debug condizionale
  - Scrive su stdout e file di log
  - Thread-safe con mutex

- **Error handling:**
  - Try-catch per parsing configurazione
  - Controllo errno per operazioni file/seriale
  - Sleep e retry su errori apertura device

### Bash Scripts

- **Stile:**
  - Variabili uppercase per config (es. `MQTT_SERVER`)
  - Backtick o `$()` per command substitution
  - Controllo valori vuoti: `[ ! -z "$var" ]`

- **Pattern comuni:**
  ```bash
  VAR=`cat /etc/inverter/mqtt.json | jq '.key' -r`
  [ ! -z "$VAR" ] && pushMQTTData "metric" "$VAR"
  ```

## Configurazione

### inverter.conf

```properties
device=/dev/ttyUSB0          # Device seriale (/dev/ttyS0, /dev/hidraw0)
run_interval=120             # Polling frequency (120 = ogni 30s)
amperage_factor=1.0          # Fattore correzione amperaggio
watt_factor=1.01             # Fattore correzione wattaggio
qpiri=103                    # 🆕 Buffer size comando QPIRI (corretto da 98)
qpiws=40                     # 🆕 Buffer size comando QPIWS (corretto da 36)
qmod=5                       # Buffer size comando QMOD
qpigs=110                    # Buffer size comando QPIGS
```

### mqtt.json

```json
{
  "server": "192.168.1.100",
  "port": "1883",
  "topic": "homeassistant",
  "devicename": "voltronic",
  "username": "",
  "password": "",
  "clientid": "voltronic_<random_hash>",
  "influx": {
    "enabled": "false",
    "host": "http://influxdb:8086",
    ...
  }
}
```

## Build e Deployment

### Build Locale (inverter-cli)

```bash
cd sources/inverter-cli
mkdir -p bin
cmake .
make
./bin/inverter_poller -h
```

### Build Docker

```bash
# Single platform
docker build -f Dockerfile.multiarch -t voltronic-mqtt .

# Multi-platform (richiede buildx)
docker buildx build \
  --platform linux/arm/v6,linux/arm/v7,linux/arm64 \
  -f Dockerfile.multiarch \
  -t voltronic-mqtt:latest .
```

### Debug

```bash
# Test diretto con debug
docker exec -it voltronic-mqtt bash -c '/opt/inverter-cli/bin/inverter_poller -d -1'

# Test comando raw
docker exec -it voltronic-mqtt bash -c '/opt/inverter-cli/bin/inverter_poller -r QPIGS'

# Logs container
docker logs -f voltronic-mqtt
```

## Testing

### Test Comunicazione Inverter

1. Verifica device disponibile: `ls -la /dev/tty*`
2. Test read-only: `inverter_poller -d -1`
3. Test comando: `inverter_poller -r QPIGS`

### Test MQTT

```bash
# Subscribe a tutti i topic
mosquitto_sub -h localhost -t "homeassistant/#" -v

# Pubblica comando test
mosquitto_pub -h localhost \
  -t "homeassistant/sensor/voltronic/command" \
  -m "QPIGS"
```

## Metriche Principali

### Dati Real-time (QPIGS)

- **AC Grid:** Voltage, Frequency
- **AC Output:** Voltage, Frequency, Load (VA/Watt/%), 
- **PV Input:** Voltage, Current, Watts, WattHour
- **Battery:** Voltage, Capacity %, Charge Current, Discharge Current
- **System:** Bus Voltage, Heatsink Temperature, Device Status
- **SCC:** Voltage (Solar Charge Controller)

### Configurazione Inverter (QPIRI)

- Rated values (grid, output, battery)
- Battery settings (recharge, under, bulk, float voltages)
- Max charge currents
- Priorities (output source, charger source)

### Status (QMOD)

1. Power_On
2. Standby
3. Line
4. Battery
5. Fault
6. Power_Saving

## Protocolli e Comunicazione

### RS232 Protocol

- **Baud Rate:** 2400
- **Data bits:** 8
- **Parity:** None
- **Stop bits:** 1
- **Flow control:** None

### Formato Messaggi

**Query:**
```
<command><CRC_HIGH><CRC_LOW><CR>
Esempio: QPIGS + CRC + \r
```

**Response:**
```
(<data> ... <data><CRC_HIGH><CRC_LOW><CR>
Esempio: (230.0 50.0 ... \r
```

### CRC Calculation

- CRC-16-CCITT modificato
- Polynomiale: custom implementation in `inverter.cpp`
- Verifica sia su TX che RX

## Home Assistant Integration

### Auto-Discovery

Il container pubblica automaticamente la configurazione dei sensori MQTT:
- Topic: `homeassistant/sensor/{devicename}_{metric}/config`
- Payload JSON con: name, state_topic, unit_of_measurement, device_class, icon

### Invio Comandi

Pubblica su topic: `homeassistant/sensor/{devicename}/command`

Esempio automation:
```yaml
automation:
  - alias: "Switch to Solar Priority Morning"
    trigger:
      platform: time
      at: "06:00:00"
    action:
      service: mqtt.publish
      data:
        topic: "homeassistant/sensor/voltronic/command"
        payload: "POP01"
```

## Gitea Actions

### Workflows

1. **docker-build.yml** - Build e push multi-arch su tag/push
2. **docker-test.yml** - Test build su PR
3. **docker-cleanup.yml** - Pulizia immagini vecchie (schedulato)

### Secrets Richiesti

- `DOCKER_USERNAME`
- `DOCKER_PASSWORD`

## Troubleshooting

### Problemi Comuni

**"Unable to open device file":**
- Verificare permessi device: `ls -la /dev/ttyUSB0`
- Verificare mapping in docker-compose.yml
- Usare `privileged: true` nel container

**"CRC error":**
- Controllare cablaggio RS232
- Verificare buffer size in inverter.conf
- Provare con debug: `-d` flag

**"MQTT not connecting":**
- Verificare configurazione mqtt.json
- Testare con mosquitto_pub/sub manualmente
- Controllare firewall/rete

**"Wrong values":**
- Calibrare `amperage_factor` e `watt_factor`
- Confrontare con multimetro
- Verificare versione firmware inverter

## Note di Sicurezza

⚠️ **ATTENZIONE:**
- Non inviare comandi senza comprendere l'effetto
- Voltaggio batteria errato può danneggiare le batterie
- Testare in ambiente sicuro prima di produzione
- Backup configurazione inverter prima di modifiche
- Usare voltage/temperature sensors per automazioni critiche

## Risorse Utili

- **Protocol Manual:** `/manual/` directory
- **Forum AEVA:** http://forums.aeva.asn.au/viewtopic.php?t=4332
- **Skyboo Original:** https://skyboo.net/2017/03/monitoring-voltronic-power-axpert-mex-inverter-under-linux/
- **Docker Hub:** bushrangers/ha-voltronic-mqtt
- **Home Assistant MQTT:** https://www.home-assistant.io/integrations/mqtt/

## Suggerimenti per AI Coding

Quando lavori su questo progetto:

1. **Modifiche C++:**
   - Sempre verificare thread-safety con mutex
   - Testare con `-d -1` dopo modifiche
   - Controllare CRC per nuovi comandi
   - Mantenere compatibilità con buffer sizes configurabili
   - 🆕 Usare `attemptAddSettingInt()` per parsing interi, `attemptAddSetting()` per float

2. **Modifiche Bash:**
   - Usare jq per parsing JSON
   - Verificare valori non vuoti prima di push MQTT
   - Mantenere pattern consistente con script esistenti

3. **Nuove metriche:**
   - Aggiungere parsing in main.cpp
   - Aggiungere push in mqtt-push.sh
   - Aggiungere init in mqtt-init.sh
   - Documentare in README.md

4. **Testing:**
   - Build prima di commit
   - Test con inverter reale se possibile
   - Verificare output JSON valido
   - Test MQTT end-to-end
   - 🆕 Testare sia con `-1` (run-once) che loop continuo

5. **Docker:**
   - Testare su architettura ARM prima di push
   - Verificare healthcheck funzionante
   - Mantenere immagine leggera
   - Documentare breaking changes
   - 🆕 Verificare volume `/cache/` per persistenza config

6. **🆕 Bug Fixes & Best Practices:**
   - **Integer parsing**: Sempre usare `stoi()` per interi, mai `stof()` che tronca valori
   - **Thread sync**: Verificare che tutti i flag atomic siano inclusi nelle condizioni di exit
   - **Config values**: Usare auto-discovery `-a` per determinare buffer sizes corretti
   - **Debug output**: Usare `fprintf(stderr, ...)` per output incondizionato, `lprintf()` per debug
   - **Documentazione**: Consultare [CODE_ARCHITECTURE.md](../documentation/CODE_ARCHITECTURE.md) per comprendere il flusso completo

## Version History

- **v1.x** - Supporto base Voltronic
- **v2.0** - 🆕 Multi-arch builds, Gitea Actions, Auto-discovery, Bug fixes critici
- **Future:** Extended inverter models, WebUI, Grafana integration