ESP32 Battery Monitor & Differential Motor Control

Sistema completo per monitoraggio batterie e controllo differenziale motori con ESP32 DEVKIT V1.

🎯 Funzionalità

• Monitoraggio Batterie: 3 pacchi (2x6S + 1x4S) con sensori corrente ACS758
• Controllo Differenziale: 2 motori con direzione indipendente
• Interfaccia Autopilota: 2 PWM input + 2 digital direction
• Telemetria: Serial + Web Interface + API JSON
• WiFi: Access Point per monitoraggio remoto

🔌 Pinout ESP32 DEVKIT V1

ADC Input (Sensori)

• GPIO32 - Corrente 6S#1 (ACS758)
• GPIO33 - Corrente 6S#2 (ACS758)
• GPIO34 - Corrente 4S (ACS758)
• GPIO35 - Tensione 6S#1 (Partitore)
• GPIO36 - Tensione 6S#2 (Partitore)
• GPIO39 - Tensione 4S (Partitore)

PWM Input (Autopilota)

• GPIO18 - Throttle (1000-2000μs)
• GPIO19 - Steering (1000-2000μs)

Digital Input (Direzione)

• GPIO17 - Direzione Motore Sinistro
• GPIO21 - Direzione Motore Destro

PWM Output (Motori)

• GPIO22 - Motore Destro (ESC)
• GPIO23 - Motore Sinistro (ESC)

🔧 Circuito Elettronico

Sensori Corrente ACS758-50A

• Sensibilità: 40mV/A
• Range: ±50A
• Alimentazione: 3.3V-5V
• Output: Analogico (VCC/2 = 0A)

Partitori Tensione

• 6S Batterie: R1=22kΩ, R2=3.9kΩ (Ratio 1:8.4)
• 4S Batterie: R1=15kΩ, R2=3.9kΩ (Ratio 1:5.6)
• Range ADC: 0-3.3V (25.2V max per 6S, 16.8V max per 4S)

Filtri e Protezioni

• Condensatori: 100nF su ogni input ADC
• Resistenze: 1kΩ di protezione
• Pull-up: Su input digitali direzione

📊 Algoritmo Controllo Differenziale

// Calcolo velocità base
throttle_factor = (throttle - 1500) / 500

// Calcolo differenziale
right_speed = throttle_factor + (steering_factor * 0.5)
left_speed = throttle_factor - (steering_factor * 0.5)

// Applicazione direzione
if (direction == REVERSE) {
    pwm = 3000 - pwm
}

🌐 Interfaccia Web

Access Point WiFi

• SSID: ESP32_BatteryMonitor
• Password: battery123
• IP: 192.168.4.1

Endpoints

• / - Dashboard principale
• /api - API JSON per telemetria

Esempio API Response

{
  "batteries": [
    {"voltage": 25.1, "current": 2.3, "power": 57.7},
    {"voltage": 24.8, "current": 1.9, "power": 47.1},
    {"voltage": 16.5, "current": 0.8, "power": 13.2}
  ],
  "autopilot": {
    "throttle": 1650,
    "steering": 1500,
    "dir_right": true,
    "dir_left": true
  },
  "motors": {
    "right_pwm": 1650,
    "left_pwm": 1650
  },
  "loop_frequency": 125.5,
  "uptime": 45000
}

🚀 Installazione

1. Hardware

• Collegare sensori ACS758 ai pin ADC
• Collegare partitori tensione ai pin ADC
• Collegare autopilota ai pin PWM/Digital
• Collegare ESC motori ai pin PWM output

2. Software

1. Installare ESP32 Board Package in Arduino IDE
2. Selezionare "ESP32 Dev Module"
3. Caricare il codice esp32_battery_monitor.ino
4. Configurare parametri se necessario

3. Configurazione

// Modificare questi parametri se necessario
#define ACS758_SENSITIVITY 0.04  // 40mV/A per 50A, 20mV/A per 100A
#define DIVIDER_6S_RATIO   8.4   // Aggiustare se partitori diversi
#define DIVIDER_4S_RATIO   5.6   // Aggiustare se partitori diversi

📈 Monitoraggio

Serial Monitor

• Telemetria ogni 100ms
• Dati batterie, autopilota, motori
• Frequenza loop e statistiche

Web Dashboard

• Interfaccia grafica real-time
• Dati batterie con colori
• Status sistema completo
• Auto-refresh ogni secondo

API JSON

• Endpoint /api per integrazione
• Dati strutturati per applicazioni esterne
• Formato JSON standard

⚠️ Note Importanti

Sicurezza

• Tensioni Alte: 6S batterie = 25.2V max
• Correnti Alte: Fino a 50A per sensore
• Isolamento: Usare partitori resistivi
• Fusibili: Proteggere circuiti

Calibrazione

• Verificare partitori con multimetro
• Calibrare sensori corrente con carico noto
• Testare range PWM con oscilloscopio
• Validare direzioni motori

Ottimizzazione

• Aggiustare ADC_SAMPLES per stabilità
• Modificare TELEMETRY_INTERVAL per frequenza
• Regolare mixing factor per steering
• Personalizzare WiFi credentials

🔧 Troubleshooting

Problemi Comuni

1. ADC instabile: Aumentare ADC_SAMPLES
2. PWM non funziona: Verificare frequenza ESC
3. WiFi non si connette: Controllare SSID/password
4. Correnti errate: Calibrare sensori ACS758

Debug

• Abilitare Serial Monitor a 115200 baud
• Verificare connessioni hardware
• Testare singoli componenti
• Usare multimetro per validazione

📝 Changelog

v1.0.0

• Implementazione base sistema
• Monitoraggio 3 batterie
• Controllo differenziale motori
• Interfaccia web e API
• Telemetria completa

📄 Licenza

Progetto open source per uso educativo e hobbistico.

🤝 Contributi

Benvenuti contributi per:

• Miglioramenti algoritmi
• Nuove funzionalità
• Ottimizzazioni performance
• Documentazione