docs(tests): test_sketches/README.md vollstaendig auf Phase-5-Stand
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MaPaLo76
parent
d5d0085d93
commit
f389a7deea
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@ -1,121 +1,258 @@
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# Test Sketches – Hardware-Verdrahtungstests
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# Test Sketches - Hardware-Verifikationstests
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Diese Verzeichnis enthält eigenständige Test-Sketches zur Verifikation der Hardware-Verdrahtung.
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Sie laufen als separate PlatformIO-Environments und berühren `main.cpp` nicht.
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Eigenstaendige Test-Sketches zur Verifikation der Hardware und einzelner Subkomponenten.
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Jeder Sketch laeuft als separates PlatformIO-Environment und beruehrt `src/main.cpp` nicht.
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## Physische Modul-Anordnung (GYMAX7219, 4×2)
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## Physisches Display-Layout (GYMAX7219, 4x2)
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```
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DIN ← ESP32 GPIO 23
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↓
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┌─────────┬─────────┬─────────┬─────────┐
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│ Modul 1 │ Modul 2 │ Modul 3 │ Modul 4 │ ← Obere Reihe (Zone 0, 0-idx: 0–3)
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│ links │ │ │ rechts │
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├─────────┼─────────┼─────────┼─────────┤
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│ Modul 5 │ Modul 6 │ Modul 7 │ Modul 8 │ ← Untere Reihe (Zone 1, 0-idx: 4–7)
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│ links │ │ │ rechts │
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└─────────┴─────────┴─────────┴─────────┘
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DOUT Modul 4 → DIN Modul 5 (Reihen verbinden)
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DIN <- ESP32 GPIO 23
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+----------+----------+----------+----------+
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| Modul 1 | Modul 2 | Modul 3 | Modul 4 | <- Obere Reihe (0-idx: 0-3)
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| links | | | rechts |
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+----------+----------+----------+----------+
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| Modul 5 | Modul 6 | Modul 7 | Modul 8 | <- Untere Reihe (0-idx: 4-7)
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| links | | | rechts |
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+----------+----------+----------+----------+
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DOUT Modul 4 -> DIN Modul 5 (Reihen verbinden)
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```
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SPI-Datenfluss: ESP32 → Modul 1 → 2 → 3 → 4 → 5 → 6 → 7 → 8
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SPI-Datenfluss: ESP32 -> Modul 1 -> 2 -> 3 -> 4 -> 5 -> 6 -> 7 -> 8
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**Hardware-Typ:** `GENERIC_HW` (verifiziert; 90° CCW Software-Rotation aktiv)
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**Hardware-Typ:** `GENERIC_HW` (verifiziert; 90 Grad CCW Software-Rotation aktiv per `rotateCCW()`)
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### Modul-Belegung im Betrieb
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| Modul(e) | 0-Index | Funktion |
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|-----------|---------|-------------------------------------------------------|
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| Modul 1 | 0 | WiFi-Fehler-Indikator (`E` = kein WLAN, leer = OK) |
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| Modul 2-4 | 1-3 | Session-Minuten ganzzahlig (0 bei Neustart, RAM-only) |
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| Modul 5 | 4 | MQTT-Fehler-Indikator (`E` = kein Broker, leer = OK) |
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| Modul 6-8 | 5-7 | Countdown (Gratiszeit) oder `--` (Idle/Netto) |
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## Test 1.4 – Dot-Matrix-Display (`test_display.cpp`)
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## Test 1.4 - Dot-Matrix-Display (`test_display.cpp`)
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### Zweck
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- Alle 8 Module in korrekter Reihenfolge und Ausrichtung prüfen
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- Zonentrennung (Zone 0 = oben, Zone 1 = unten) verifizieren
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- Realistische Anzeige (Minuten / Countdown) demonstrieren
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### Verdrahtung
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| ESP32 GPIO | Modul-Pin | Beschreibung |
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|-----------|-----------|---------------------|
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| GPIO 23 | DIN | SPI Data (VSPI MOSI)|
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| GPIO 18 | CLK | SPI Clock |
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| GPIO 5 | CS / LOAD | SPI Chip Select |
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| GND | GND | Masse (gemeinsam mit ESP32 GND) |
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| **5V extern** | VCC | **Externes Netzteil ≥ 1 A** (USB-Port des ESP32 reicht nicht – gemessen 0,5 A / 2,5 W) |
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||||
> Alle 8 Module teilen CLK und CS. DIN eines Moduls wird mit DOUT des Vorgängers verbunden.
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Verdrahtung und Ausrichtung aller 8 GYMAX7219-Module pruefen.
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### Flash & Monitor
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```bash
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pio run -e test-display --target upload
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pio device monitor -e test-display
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```
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### Ablauf
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1. **Alle LEDs EIN** (2 s) → prüfen ob alle 8 Module reagieren
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2. **ZONE 0** auf oberer Reihe, `------` auf unterer Reihe
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3. **ZONE 1** auf unterer Reihe, `------` auf oberer Reihe
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4. **Realistische Anzeige**: `42.5` oben, `20` unten
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5. **Laufende Zähler** im Loop: Minuten und Countdown-Sekunden
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### Verdrahtung
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### Erwartetes Ergebnis
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- Obere Reihe (Modul 1–4): zeigt `ZONE 0` bei Schritt 2
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- Untere Reihe (Modul 5–8): zeigt `ZONE 1` bei Schritt 3
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- Text erscheint lesbar von links nach rechts (nicht gespiegelt)
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| ESP32 GPIO | Modul-Pin | Beschreibung |
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|---------------|-----------|-----------------------------------------------------------|
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| GPIO 23 | DIN | SPI Data (VSPI MOSI) |
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| GPIO 18 | CLK | SPI Clock |
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||||
| GPIO 5 | CS / LOAD | SPI Chip Select |
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||||
| GND | GND | Masse (gemeinsam mit ESP32 GND) |
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||||
| **5V extern** | VCC | **Externes Netzteil >= 1 A** (USB-Port reicht nicht aus) |
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### Erwartetes Verhalten
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1. Alle LEDs EIN (2 s) - alle 8 Module leuchten
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2. Jedes Modul zeigt seine Nummer einzeln
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3. Realistische Anzeige: Minuten oben, Countdown unten
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Text erscheint lesbar (nicht gespiegelt oder kopfstehend).
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### Ergebnis
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- [x] GYMAX7219 mit `GENERIC_HW` + 90 Grad CCW Software-Rotation
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- [x] Modul 1 oben-links, Modul 8 unten-rechts
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||||
- [x] Externes 5 V-Netzteil notwendig
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## Test 1.5 – Potentialfreier Schalter / Push Button (`test_button.cpp`)
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## Test 1.5 - Potentialfreier Schalter (`test_button.cpp`)
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### Zweck
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- GPIO-Eingang mit INPUT_PULLUP testen
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- Pegel bei offenem und geschlossenen Schalter dokumentieren
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- Debounce-Verhalten prüfen (50 ms)
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- Betätigungsdauer (Basis für Gratiszeit-Logik) messen
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### Verdrahtung – Phase 1: Push Button
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```
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ESP32 GPIO 4 ────┤ Button ├──── GND
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(NO-Kontakt)
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```
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Kein externer Widerstand nötig – der interne Pull-Up (INPUT_PULLUP) ist aktiv.
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### Verdrahtung – Phase 2: Optokoppler (Laser-Signal)
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```
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ESP32 GPIO 4 ──── Kollektor
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Optokoppler
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GND ──── Emitter
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```
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Gleiche Logik wie Button – Laser aktiv = Optokoppler zieht GPIO auf GND.
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GPIO-Eingang (INPUT_PULLUP) testen, Pegel und Entprellzeit verifizieren.
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### Flash & Monitor
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```bash
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pio run -e test-button --target upload
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pio device monitor -e test-button
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```
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### Erwartetes Ergebnis
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### Verdrahtung
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| Zustand | GPIO-Pegel | Serial-Ausgabe |
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|-------------------|-----------|------------------------|
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| Button offen | HIGH | `HIGH (inaktiv)` |
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| Button gedrückt | LOW | `LOW → LASER AKTIV` |
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```
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ESP32 GPIO 4 ----| Button |----- GND (kein externer Widerstand noetig)
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```
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→ Polarität: `LOW_ACTIVE` (Standardwert in `config.h` / NVS)
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### Erwartetes Verhalten
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Alle 5 Sekunden erscheint ein Heartbeat mit aktuellem Pegel und Betätigungszähler.
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| Zustand | GPIO-Pegel | Serial-Ausgabe |
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|------------------|------------|----------------------|
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| Schalter offen | HIGH | `HIGH (inaktiv)` |
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| Schalter geschl. | LOW | `LOW -> LASER AKTIV` |
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### Ergebnis
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- [x] `LOW_ACTIVE`-Polaritaet bestaetigt
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- [x] Debounce 50 ms funktioniert
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## Testergebnisse
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## Test 2.2 - NVS Persistenz (`test_nvs.cpp`)
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| Task | Status | Ergebnis |
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|------|--------|----------|
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| 1.4 Display | ✅ | GYMAX7219 mit `GENERIC_HW` + 90° CCW Software-Rotation; Modul 1 oben-links, Modul 8 unten-rechts; externes 5 V-Netzteil notwendig |
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| 1.5 Button | ✅ | `LOW_ACTIVE`; Debounce 50 ms funktioniert |
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### Zweck
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Schreiben, Lesen und Reset aller NVS-Werte ueber den `SettingsManager` pruefen.
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### Flash & Monitor
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```bash
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pio run -e test-nvs --target upload
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pio device monitor -e test-nvs
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```
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### Testablauf
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1. Testwerte in NVS schreiben (MQTT-Config, gratisSeconds, totalMinutes, Polaritaet)
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2. NVS-Werte zuruecklesen und pruefen
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3. ESP32 neu starten -> Werte muessen erhalten bleiben
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4. `settings.reset()` aufrufen -> alle Werte auf Default zurueck
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### Erwartetes Verhalten
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Alle Pruefungen als `PASS` im Serial Monitor. Nach Neustart bleiben geschriebene Werte erhalten.
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### Ergebnis
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- [x] NVS Roundtrip fuer alle Felder bestanden
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- [x] `reset()` setzt auf Defaults zurueck
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- [x] Persistenz ueber Neustart bestaetigt
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## Test 3.3 - WiFiManager (`test_wifi.cpp`)
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### Zweck
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||||
WiFiManager Captive Portal und WLAN-Verbindungsaufbau testen.
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### Flash & Monitor
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```bash
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pio run -e test-wifi --target upload
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pio device monitor -e test-wifi
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```
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### Testablauf
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1. **Erstes Flash:** ESP32 oeffnet AP `LaserCutter-Setup`
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2. Mit Handy/PC mit AP verbinden - Captive Portal oeffnet sich automatisch
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3. WLAN-Credentials eingeben und speichern
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4. ESP32 verbindet sich mit dem WLAN und gibt IP-Adresse aus
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5. **BOOT-Taste (GPIO 0) beim Start 3 s halten** -> gespeicherte Credentials loeschen, AP neu oeffnen
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### Erwartetes Verhalten
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||||
Nach erfolgreicher Verbindung im Serial Monitor:
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```
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[WiFi] Verbunden: 192.168.x.x
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```
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### Ergebnis
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- [x] Captive Portal startet korrekt
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- [x] Credentials werden in NVS gespeichert
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- [x] Reconnect nach Neustart ohne Portal
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## Test 4.3 - DisplayManager (`test_display_manager.cpp`)
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### Zweck
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Alle `show*`-Methoden des `DisplayManager` auf korrektes Modul-Mapping und Darstellung pruefen.
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### Flash & Monitor
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```bash
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||||
pio run -e test-display-mgr --target upload
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||||
pio device monitor -e test-display-mgr
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```
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### Testablauf (automatisch, kein Eingriff noetig)
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Der Sketch durchlaeuft nacheinander:
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| Schritt | Methode | Modul(e) | Erwartete Anzeige |
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|---------|---------------------------|----------|----------------------------|
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| 1 | `showWifiError(true)` | 0 | `E` |
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| 2 | `showWifiError(false)` | 0 | leer |
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| 3 | `showLaserTime(0)` | 1-3 | ` 0` |
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| 4 | `showLaserTime(42)` | 1-3 | ` 42` |
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| 5 | `showLaserTime(999)` | 1-3 | `999` |
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| 6 | `showMqttError(true)` | 4 | `E` |
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||||
| 7 | `showMqttError(false)` | 4 | leer |
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| 8 | `showCountdown(20)` | 5-7 | ` 20` |
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| 9 | `showCountdown(1)` | 5-7 | ` 1` |
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| 10 | `showIdle()` | 5-7 | ` --` |
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### Ergebnis
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- [x] Alle Module reagieren auf die korrekten Methoden
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- [x] showLaserTime() zeigt ganze Zahlen rechtbuendig
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- [x] Fehler-Indikatoren auf Modul 0 und 4 unabhaengig voneinander
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## Test 5.6 - LaserTracker (`test_laser_tracker.cpp`)
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### Zweck
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Burst-Zustandsmaschine, Gratiszeit-Countdown, Session-Minuten und NVS-Gesamtzeit pruefen.
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### Flash & Monitor
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```bash
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||||
pio run -e test-laser-tracker --target upload
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||||
pio device monitor -e test-laser-tracker
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||||
```
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### Verdrahtung
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GPIO 4: Push-Button gegen GND (simuliert Laser-AN/AUS, LOW_ACTIVE)
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### Testablauf
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**A) Gratis-Burst (Laser < 20 s):**
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1. Schalter schliessen -> Countdown startet auf Modul 6-8
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2. Schalter vor Ablauf der 20 s oeffnen
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||||
3. Erwartung: Session-Minuten unveraendert (0), NVS erhoehte sich um Burst-Dauer
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||||
**B) Netto-Burst (Laser > 20 s):**
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||||
1. Schalter schliessen -> Countdown startet
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||||
2. Nach 20 s -> Countdown erlischt, Module 6-8 zeigen `--`
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||||
3. Schalter nach z.B. 80 Netto-Sekunden oeffnen
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||||
4. Erwartung: keine Minutenaenderung (80 s < 60 s ist falsch; 80 s >= 60 s -> +1 Minute auf Modul 2-4)
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**C) Neustart-Test:**
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||||
1. ESP32 neu starten
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||||
2. Erwartung: Session-Minuten = 0 auf Modul 2-4
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||||
3. NVS-Gesamtzeit aus vorherigen Bursts bleibt erhalten (im Serial Monitor sichtbar)
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||||
**D) Komplett-Reset:**
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||||
1. BOOT-Taste (GPIO 0) 3 Sekunden halten
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||||
2. Erwartung: `settings.reset()` + `resetTotal()` -> gratisSeconds = 20, totalMinutes = 0
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||||
### Erwartetes Display-Verhalten
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||||
| Zustand | Module 1-3 (Session) | Module 5-7 (Status) |
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|----------------------------|----------------------|-----------------------|
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||||
| Idle | ` 0` | ` --` |
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||||
| Laser an (0-20 s) | ` 0` | `20` -> `1` Countdown |
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||||
| Laser an (> 20 s) | ` 0` | ` --` |
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||||
| Laser aus nach 80 Netto-s | ` 1` | ` --` |
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||||
| Neustart | ` 0` | ` --` |
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### Ergebnis
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- [x] GRATIS -> NET_COUNTING Uebergang nach 20 s
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- [x] Session-Minuten incrementieren hart bei 60 Netto-Sekunden
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- [x] Gratis-Bursts addieren keine Session-Zeit
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||||
- [x] NVS zaehlt gesamte Laser-AN-Zeit (inkl. Gratiszeit)
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||||
- [x] resetTotal() loescht NVS + Session
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---
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## Gesamt-Testergebnisse
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| Test | Environment | Status | Anmerkung |
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||||
|------|----------------------|--------|-------------------------------------------------------------------|
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| 1.4 | `test-display` | OK | GENERIC_HW, 90 Grad CCW Rotation, externes 5V-Netzteil |
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||||
| 1.5 | `test-button` | OK | LOW_ACTIVE, Debounce 50 ms |
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||||
| 2.2 | `test-nvs` | OK | Alle NVS-Felder, Roundtrip, Persistenz, Reset |
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||||
| 3.3 | `test-wifi` | OK | Captive Portal, Credentials-Persistenz, Reconnect |
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||||
| 4.3 | `test-display-mgr` | OK | Alle show*-Methoden, Modul-Mapping, Fehler-Indikatoren |
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||||
| 5.6 | `test-laser-tracker` | OK | Burst-Logik, Gratiszeit, Session/NVS-Trennung, Reset |
|
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