KXKM_Batterie_Parallelator/specs/04_validation.md

Plan de validation — KXKM Batterie Parallelator

Kill_LIFE gate: S3 Version: 1.0 (2026-03-25)

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Vue d'ensemble

Trois niveaux de validation, du plus léger au plus complet :

Niveau	Nom	Outillage	Couverture
L1	Tests unitaires natifs	pio test -e native (pas d'ESP32)	Logique protection pure (F03–F08)
L2	Simulation étendue	g++ sim_s3.cpp && ./sim_s3 (pas d'ESP32)	Tous scénarios firmware F01–F08, F11
L3	Banc hardware	BMU + alimentation programmable + ESP32	Couverture complète F01–F11

Statut actuel : L1 ✅ L2 ✅ L3 ⬜

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L1 — Tests unitaires natifs (pio test -e native)

Fichier : firmware/test/test_protection/test_protection.cpp

ID	Test	Résultat
U01	test_undervoltage_disconnects	✅
U02	test_nominal_voltage_connects	✅
U03	test_overvoltage_disconnects	✅
U04	test_overcurrent_positive_disconnects	✅
U05	test_overcurrent_negative_disconnects	✅
U06	test_nominal_current_connects	✅
U07	test_voltage_imbalance_disconnects	✅
U08	test_voltage_imbalance_within_threshold_connects	✅
U09	test_permanent_lock_above_max	✅
U10	test_no_permanent_lock_at_max	✅

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L2 — Simulation étendue (firmware/test/test_s3_sim/)

Fichiers : sim_s3.cpp (scénarios S3) + sim_validation.cpp (validation étendue)

Scénarios S3 de base

ID	Scénario	Description	Résultat
S3-A	Déséquilibre tension	BAT1=27V BAT2=25V → coupure BAT2, remonte → reconnexion	✅
S3-B	Reconnexion auto	BAT2=22V → coupure → remonte → reconnexion immédiate (sw<5)	✅
S3-C	Verrouillage permanent	5 cycles fault/normal → tempo 10s → 6e faute → lock	✅

Scénarios de validation étendue (sim_validation.cpp)

ID	Scénario	Description	Résultat
TV01	Seuil sous-tension exact	24 000 mV = connexion autorisée ; 23 999 mV = coupure	✅
TV02	Seuil sur-tension exact	30 000 mV = connexion autorisée ; 30 001 mV = coupure	✅
TV03	Sur-courant positif	+1.1 A → coupure ; +0.9 A → connexion	✅
TV04	Sur-courant négatif	−1.1 A → coupure ; −0.9 A → connexion	✅
TV05	Seuil déséquilibre exact	diff = 1.0 V → connexion ; diff = 1.001 V → coupure	✅
TV06	4 batteries, 1 en faute	BAT1–3 ok, BAT4=22V → seule BAT4 coupée, les autres ok	✅
TV07	Temporisation 10 s précise	Au tick nb_switch=5 : tempo, pas de reconnexion avant 10 s	✅
TV08	Faute courant + déséquilibre	Double faute sur même batterie → 1 seule incrémentation sw	✅

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L3 — Banc hardware

Matériel requis

Quantité	Composant	Spec	Usage
2	Alimentation programmable	0–35 V / 5 A min	Simule tensions batterie
1	Charge résistive ou électronique	5–50 Ω / 5 W	Injection de courant test
2	Multimètre de précision	±0.5% DC	Vérification mesures INA237
1	BMU v1 ou v2 (PCB)	—	Carte sous test
1	ESP32 Wrover Kit (ou K32)	16 MB flash	Microcontrôleur
1	Câble USB série	—	Moniteur 115200 baud
1	PC + PlatformIO	—	Flash + monitoring
4	Fils de mesure (banana)	≥ 4 mm², 5 A	Connexion puissance

Montage du banc

  [Alim 1]──────┐          [ESP32 / K32]
  0–35V/5A      │              │ I²C (GPIO32/33)
                ├──[INA237_0]──┤──[TCA9535_0]──[MOSFET 0]──[LED 🟢/🔴]
                │              │
  [Alim 2]──────┤
  0–35V/5A      ├──[INA237_1]──┤──[TCA9535_0]──[MOSFET 1]──[LED 🟢/🔴]
                │              │
  [Charge R]────┘         [USB série] → PC (115200 baud)
  (optionnel)

Commencer avec 2 batteries (Alim 1 + Alim 2) sur TCA9535_0. BMU v1 fabriqué = cible de test principale.

Procédures de test hardware

TB01 — I²C scan (F01 F02 prérequis)

1. Flasher le firmware : pio run -e kxkm-v3-16MB --target upload
2. Ouvrir moniteur série : pio device monitor --baud 115200
3. Observer le scan I²C au démarrage

Pass : Toutes les adresses INA237 (0x40–) et TCA9535 (0x20–) attendues apparaissent. Fail : Adresse manquante → vérifier câblage I²C, solder jumpers JP.

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TB02 — Calibration mesure tension (F01)

1. Alim 1 → 27.00 V (réglé sur source)
2. Mesurer la tension en parallèle avec multimètre
3. Lire valeur INA237 sur moniteur série

Pass : Écart INA237 vs multimètre < ±0.5% (±135 mV sur 27 V).

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TB03 — Calibration mesure courant (F02)

1. Alim 1 → 27.00 V, charge R = 27 Ω → courant théorique = 1.0 A
2. Mesurer courant avec pince ampèremétrique ou shunt externe
3. Lire valeur INA237 sur moniteur série

Pass : Écart INA237 vs référence < ±5% (±50 mA sur 1 A).

Rappel : shunt = 2 mΩ (BMU v1/v2), plage INA237 = ±163.84 mV → max ~82 A.

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TB04 — Test relais MOSFET (F03 F04 base)

1. Alim 1 → 27 V, vérifier LED verte allumée (batterie connectée)
2. Observer signal de commande TCA9535 (GPIO 0–3) avec oscilloscope ou LED de test
3. Baisser Alim 1 à 22 V
4. Attendre 500 ms (1 tick)

Pass : LED passe rouge, relais MOSFET ouvert (mesurer continuité ou Vout=0).

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TB05 — Protection sous-tension (F04)

1. Alim 1 → 27 V (nominal)
2. Baisser progressivement jusqu'à 24.0 V → vérifier connexion maintenue
3. Baisser à 23.9 V → vérifier coupure
4. Remonter à 27 V → vérifier reconnexion (nb_switch=1 < 5)

Pass :

• 24.0 V → connecté
• 23.9 V → coupure dans les 500 ms suivant la lecture
• Retour 27 V → reconnexion dans les 500 ms

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TB06 — Protection sur-tension (F03)

1. Alim 1 → 27 V
2. Monter à 30.0 V → connexion maintenue
3. Monter à 30.1 V → coupure attendue
4. Redescendre à 27 V → reconnexion

Pass : même logique que TB05.

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TB07 — Protection sur-courant (F05)

1. Alim 1 → 27 V, charge variable
2. Charge légère (R=100Ω → ~270 mA) → connexion maintenue
3. Charge lourde (R=24Ω → ~1.1 A) → coupure attendue dans 500 ms
4. Couper charge → reconnexion

Pass : coupure à I > 1 A, connexion à I < 1 A. Note : tester aussi courant négatif (retour de charge régénérative si dispo).

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TB08 — Déséquilibre tension 2 batteries (F06)

1. Alim 1 → 27 V, Alim 2 → 25 V
2. Les deux connectées au démarrage
3. Attendre 1 tick (500 ms)

Pass :

• BAT2 déconnectée (LED rouge), BAT1 maintenue (LED verte)
• nb_switch(BAT2) inchangé (déséquilibre ne compte pas)
• Remonter Alim 2 à 27 V → BAT2 reconnectée dans 500 ms

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TB09 — Reconnexion automatique & tempo (F07)

1. Provoquer 4 coupures manuelles sur BAT1 (sous-tension répétée)
2. À la 5e : observer message "too many cut off battery, try to reconnect in X s"
3. Mesurer durée avant reconnexion

Pass : reconnexion dans 10 s ± 1 s après la 5e coupure.

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TB10 — Verrouillage permanent (F08)

1. Provoquer 6 coupures sur BAT1
2. Observer message "too many cut off battery, constant cut off"
3. Remonter tension à nominal → vérifier que BAT1 reste déconnectée

Pass : LED rouge fixe, pas de reconnexion quelle que soit la tension. Reset : power cycle ESP32 (Nb_switch remis à 0 en RAM).

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TB11 — Test 4 batteries simultanées (F11)

1. Connecter 4 alimentations sur TCA9535_0 / INA237 0x40–0x43
2. Vérifier scan I²C : 4 adresses INA + 1 TCA
3. Mettre BAT3 en sous-tension (22 V)
4. Vérifier isolation : BAT1, BAT2, BAT4 restent connectées

Pass : seule BAT3 est coupée.

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TB12 — Log série (F09)

1. Lancer pio device monitor --baud 115200
2. Observer les messages pendant les tests TB05–TB11

Pass : messages présents et cohérents avec l'état observé (tension, courant, action).

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TB13 — Interface web (F10)

1. Connecter ESP32 au WiFi (ou mode AP)
2. Ouvrir navigateur → IP de l'ESP32
3. Vérifier affichage tension/courant en temps réel

Pass : données affichées, rafraîchissement automatique. Priorité : COULD (optionnel en V1).

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Critères d'acceptance globaux

Critère	Seuil
Couverture MUST (F01–F08, F11)	100% pass
Couverture SHOULD (F09)	pass ou justification
Couverture COULD (F10)	best effort
Précision mesure tension	±0.5% pleine échelle
Précision mesure courant	±5%
Timing coupure	≤ 1 tick (500 ms) après dépassement seuil
Timing reconnexion temporisée	10 s ± 1 s
Isolation des coupures (multi-bat)	0 faux-positif sur batteries saines

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Ordre d'exécution recommandé

L1 ✅ → L2 ✅ → TB01 → TB02 → TB03 → TB04
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         TB13 ← TB12 ← TB11 ← TB10 ← TB09 ← TB08 ← TB07 ← TB06 ← TB05

Arrêt sur premier FAIL bloquant (TB01–TB04 sont des prérequis).