eco-smart-balancer

Eco-Smart Balancer 🛞☀️

Equilibratrice ruote auto/SUV open-hardware ad alta precisione e basso consumo, alimentabile da pannello solare.

Progetto ideato e sviluppato da Alessandro Pezzali — @pezzaliapp

🎯 Il progetto in 30 secondi

Un’equilibratrice ruote auto/SUV pensata per superare le specifiche delle macchine professionali standard, con due differenze chiave:

±0,8 g di precisione grazie a 2 accelerometri MEMS digitali ADXL355
3–5 Wh di consumo per lancio (target di drastica riduzione rispetto alle macchine convenzionali)
Alimentazione solare 150 W + batteria LiFePO4 + rete come backup, gestione automatica con priorità configurabile
Frenatura rigenerativa che recupera ~6 Wh per ciclo
Costo materiali contenuto, sotto fascia di mercato delle macchine professionali equivalenti
Open hardware (CERN-OHL-S v2) — schemi, BOM, firmware tutti pubblici

⚠️ Stato attuale: progetto concettuale (v0.1). Non è ancora un prodotto. Non è ancora certificato CE. Vedi roadmap in docs/.

🏗️ Architettura

[Solare 150W] → MPPT → [Batteria 24V/50Ah LiFePO4] ← AC/DC ← [Rete 230V]
                              ↓
                       Bus DC 24V comune (gestito da ESP32)
                              ↓
       ┌──────────────┬──────────────┬──────────────┐
       ↓              ↓              ↓              ↓
  Motor BLDC     ESP32-S3      Display 7"    PCB sensori
  + ODrive       (FFT/DSP)      LVGL UI      2x ADXL355
  (regen ON)                                  + encoder 14-bit
       ↓
  Mandrino Ø40mm + flangia + ruota

Dettagli in docs/00-architecture.md.

📦 Cosa c’è in questo repo

Cartella	Contenuto
`docs/`	Specifiche, architettura, calibrazione, sicurezza
`hardware/mechanical/`	CAD parametrici (CadQuery), STEP, tavole 2D
`hardware/electrical/`	Schemi KiCad, PCB, gerber, BOM
`hardware/enclosure/`	Parti stampate 3D (carter, cover sensori)
`firmware/`	PlatformIO ESP32-S3: FFT, motor, UI, safety
`simulation/python/`	Simulatore algoritmo per validazione pre-build
`companion-app/`	App mobile (opzionale, archivio cliente)
`assembly-guide/`	Guida montaggio passo-passo con foto
`tools/`	Script calibrazione, log analyzer, render Blender

🚀 Quickstart

Per chi vuole solo capire se l’algoritmo funziona

git clone https://github.com/pezzaliapp/eco-smart-balancer
cd eco-smart-balancer/simulation/python
pip install -r requirements.txt
python balance_sim.py --sweep
# apri reports/<timestamp>/index.html nel browser

Per chi vuole flashare il firmware

cd firmware/
pio run -e esp32-s3-devkit -t upload
pio device monitor

Per chi vuole costruirlo davvero

Leggi docs/01-mechanical-design.md
Apri hardware/mechanical/ e rigenera CAD coi tuoi parametri
Manda gli STEP a fabbro/torneria con le tavole 2D in drawings/
Ordina la BOM elettrica da hardware/electrical/bom.csv
Segui assembly-guide/step-by-step.md

⏱️ Tempo stimato self-build: 80–120 ore di officina + componenti elettronici e meccanici standard.

📊 Performance attese

Metrica	Valore target
Precisione bilanciamento	±0,8 g
Consumo per lancio	3–5 Wh
Tempo lancio	5–7 s
Compatibilità coni Ø40mm	✅
Funzionamento solare puro	✅
Recupero in frenata	✅
Open hardware	✅

Le specifiche sopra sono target di progetto basati sulla simulazione numerica (vedi cartella simulation/python). I valori reali andranno confermati sul prototipo fisico nelle fasi F1–F6.

🛣️ Roadmap

F0 — Studio fattibilità + simulatore Python validato
F1 — Prototipo banco di prova (mandrino + sensori + ESP32)
F2 — Algoritmo calibrato e validato a banco
F3 — Telaio definitivo + carter sicurezza
F4 — Sistema energetico ibrido completo
F5 — UI touch e firmware completo
F6 — Test campo (100 ruote)
F7 — Certificazione CE (richiede Organismo Notificato)

Tempi indicativi: 5 mesi part-time per arrivare a F6.

🤝 Contribuire

Issue e PR benvenute! Per modifiche grandi, apri prima una issue per discutere.

Aree dove serve aiuto in priorità:

🔧 Validazione meccanica del telaio (analisi FEM)
📐 Tavole 2D in formato workshop-friendly
🧪 Test su ruote reali con risultati certificati
🌍 Traduzioni della UI (per ora solo IT/EN)
📚 Documentazione di calibrazione

👤 Autore

Alessandro Pezzali

🌐 Sito personale: alessandropezzali.it
💻 GitHub: @pezzaliapp
📧 Issue tracker del progetto: GitHub Issues

Eco-Smart Balancer è un progetto personale di ricerca e sviluppo nel dominio dell’attrezzatura per officina. Concetto, architettura, simulazione, documentazione: tutto a cura dell’autore. Contributi esterni benvenuti tramite Pull Request.

⚖️ Licenza

Hardware (CAD, schemi, PCB, BOM): CERN Open Hardware Licence v2 — Strongly Reciprocal

L’autore mantiene la paternità intellettuale del progetto. La licenza permette riuso, modifica e ridistribuzione con attribuzione e mantenimento delle stesse condizioni.

🙋 FAQ veloci

Posso venderlo? Sì, la licenza CERN-OHL-S lo permette, ma devi rilasciare le tue modifiche con la stessa licenza e marcare CE a tuo nome (con tutti gli oneri del caso). L’attribuzione all’autore originale (Alessandro Pezzali) deve essere mantenuta in modo chiaro nella documentazione.

Funziona davvero solo a luce solare? In Italia centro-nord, in officina con tetto a 30° esposto a sud, un pannello da 150 W produce in media 0,5–0,7 kWh/giorno. Con 30–50 lanci/giorno (consumo 150–250 Wh) il bilancio è positivo. La batteria copre i picchi e le ore notturne. La rete elettrica entra solo come backup di emergenza.

Perché albero orizzontale e non verticale? Analizzato e scartato per ruote auto: footprint troppo grande, carter complesso, sensori asimmetrici a basso RPM. Vedi docs/00-architecture.md per l’analisi completa di trade-off.

Compatibilità con accessori standard? Sì, l’attacco mandrino Ø40 mm è compatibile con il parco accessori standard (coni, flange, pinze 4/5 fori) presente sul mercato europeo.

E la sicurezza? Il progetto include carter dual-channel cat. 3 PLd EN ISO 13849-1, fungo emergenza cat. 4 PLe, watchdog hardware, abort su over-vibration. Ma la marcatura CE finale richiede sempre Organismo Notificato.