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title: "Battery-Emulator"
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type: "UCC: User Created Content"
author: "sulfurvinter"
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original_author: "sulfurvinter"
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published: "2026-07-13"
language: "en"
likes: 0
views: 176
comments: 0
source: "WIZnet Makers (https://maker.wiznet.io/)"
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# Battery-Emulator
> An ESP32-S3 fork of Battery-Emulator by @sulfurvinter that repurposes EV packs for home storage, adding web-configurable GPIO, dual CAN-FD, and W5500 Ethernet.
Original author: sulfurvinter (source: https://github.com/sulfurvinter/Battery-Emulator-esp32s3-eth)
## Article
### 프로젝트가 하는 일
**Battery-Emulator**는 **전기차(EV) 배터리 팩을 가정용 정치형 에너지 저장장치(ESS)로 재사용**할 수 있게 해주는 오픈소스 프로젝트입니다. EV 배터리와 가정용 인버터 사이의 **번역(translation) 계층**으로 동작해, 서로 다른 EV 배터리와 인버터가 CAN 등으로 통신할 수 있도록 프로토콜을 변환합니다. 덕분에 크고 저렴한 EV 배터리를 plug'n'play에 가깝게 가정 저장용으로 쓸 수 있습니다.
이 저장소는 **@sulfurvinter가 만든 포크**로, 원본(dalathegreat v10.12.0)에 **범용 ESP32-S3 보드용 타깃(**`**esp32s3_generic_330**`**)** 을 추가한 것이 핵심입니다.
**이 포크가 추가한 것:**
- **웹으로 설정하는 GPIO**: 펌웨어에 핀을 하드코딩하지 않고, 플래시 후 웹 UI(Settings → GPIO Pin Configuration)에서 **런타임에 모든 핀을 배정**. 설정은 NVS에 저장되어 재부팅 후에도 유지(기본값은 모두 -1=미연결).
- **듀얼 CAN-FD**: MCP2517FD/MCP2518FD CAN-FD 애드온 2개 + 내장 TWAI/MCP2515까지 지원.
- **W5500 Ethernet**: SPI 기반 유선 이더넷을 옵션으로 추가.
지원 인터페이스(웹에서 핀 배정): CAN Native(TWAI), RS485, MCP2515(SPI), MCP2517FD/2518FD CAN-FD ×2(SPI), **W5500 Ethernet(SPI)**, 양·음 접점기, 프리차지 릴레이, BMS 전원 제어, NeoPixel LED, SSD1306 OLED(I2C).
## COMPONENTS
| Component | Notes | Qty |
| --- | --- | --- |
| ESP32-S3 generic dev board (16MB flash) | 펌웨어 실행 MCU (`esp32s3_generic_330`) | x 1 |
| **WIZnet W5500 Ethernet module (SPI)** | 유선 Ethernet (WiFi AP는 fallback 유지) | x 1 |
| CAN-FD 트랜시버 (MCP2517FD/2518FD) · MCP2515 · 내장 TWAI | 배터리/인버터 CAN 통신 | x 1~2 |
| RS485 트랜시버 (선택) | 일부 인버터/BMS 통신 | x 1 |
| 접점기(contactor)·프리차지 릴레이 | 고전압 연결 제어 | x N |
| SSD1306 OLED (I2C, 선택) · NeoPixel LED | 상태 표시 | x 1 |
| EV 배터리 팩 + 홈 인버터 (외부) | 재사용 대상 / 연동 대상 | x 1 |
### WIZnet이 들어가는 위치
이 포크에서 사용되는 WIZnet 제품은 **W5500**이며, Battery-Emulator에 **유선 Ethernet 연결**을 더합니다. Settings → W5500 Ethernet에서 활성화하고 SPI 핀(SCK, MOSI, MISO, CS, INT, RST, SPI bus)을 배정합니다. WiFi AP는 fallback으로 항상 유지됩니다.
핵심 설계 포인트:
- **CAN 칩과 다른 SPI 버스 사용 필수**: CAN 칩은 ISR 레벨에서 SPI를 쓰므로 버스 경합을 피해야 합니다. 권장 구성은 **W5500 = SPI3/HSPI, CAN 칩 = SPI2/FSPI**.
- 가정용 ESS처럼 **항상 켜져 있어야 하는 정치형 장치**에서는 WiFi보다 유선이 안정적입니다. W5500은 하드웨어 TCP/IP 스택·SPI·8소켓·32KB 버퍼로 안정적인 유선 네트워크(웹 UI 모니터링·OTA 등)를 제공하고, ESP32-S3는 배터리/인버터 통신 로직에 집중할 수 있습니다.
- 네트워크 설정이 꼬였을 때는 **전원 인가 시 BOOT 버튼 5초** 유지로 기본 WiFi AP 모드로 초기화할 수 있습니다.
### 구현 메모
- **빌드**: PlatformIO 환경 `esp32s3_generic_330` (16MB flash, USB CDC). `platformio run -e esp32s3_generic_330`. 첫 플래시는 `firmware.factory.bin`, OTA는 `firmware.bin`.
- **첫 접속**: WiFi AP `BatteryEmulator`(비밀번호 `123456789`) → `http://192.168.4.1` → GPIO 배정 → 배터리·인버터 종류 선택.
- **시리얼**: USB CDC `/dev/ttyACM0` 115200 (별도 UART 어댑터 불필요).
- **OTA**: ElegantOTA — 브라우저 `/update` 또는 `espota.py`.
- **의존 라이브러리**: Adafruit_NeoPixel, ElegantOTA, ArduinoJson, eModbus, AsyncTCP, ESPAsyncWebServer, acan-esp32, acan2517FD.
### 다이어그램
아래 세 그림으로 전체 구성·설정·네트워크 구조를 한눈에 볼 수 있습니다. (업로드 시 각 PNG 파일을 첨부하세요.)
**① 시스템 아키텍처** —
EV 배터리 팩에서 나온 데이터가 **CAN-FD로 ESP32-S3(번역 계층)** 에 들어오고, ESP32-S3는 한쪽으로는 **CAN/RS485로 홈 인버터**와 통신하고, 다른 쪽으로는 **SPI3/HSPI로 W5500**을 구동해 **웹 UI·모니터링·OTA** 네트워크를 제공합니다. W5500은 유선 이더넷을 담당하고 WiFi AP는 fallback으로 유지되며, CAN 칩은 별도 SPI 버스(SPI2/FSPI)를 씁니다. 즉 "배터리 ↔ 인버터 변환"과 "유선 네트워크 관측"이 한 보드에서 분리된 경로로 동작함을 보여줍니다.
② 웹 GPIO 설정 흐름
펌웨어 플래시 → WiFi AP 접속(`192.168.4.1`) → **웹에서 GPIO 핀 배정**(CAN·W5500·접점기 등) → **NVS 저장**(재부팅 유지) → 배터리·인버터 종류 선택 → 연결·운전으로 이어지는 순서입니다. 핵심은 **어떤 핀도 펌웨어에 하드코딩되지 않고 런타임에 웹에서 지정**된다는 점이며, 설정이 꼬였을 때는 **전원 인가 시 BOOT 버튼 5초**로 기본 WiFi AP 모드로 복구할 수 있음을 함께 표시합니다.
**③ 네트워크 & SPI 버스 분리 구성** —
ESP32-S3가 **두 개의 SPI 버스를 분리 운용**하는 이유를 보여줍니다. CAN 칩은 ISR 레벨에서 SPI를 쓰기 때문에, **CAN 칩 = SPI2/FSPI, W5500 = SPI3/HSPI** 로 나눠 버스 경합을 피합니다. W5500은 유선 이더넷으로 웹 UI·모니터링·OTA를 제공하고, WiFi AP는 유선 설정과 무관하게 항상 fallback으로 유지됩니다.
### ⚠️ 안전 주의 (고전압 · 프로토타입)
이 프로젝트는 **고전압 EV 배터리와 계통 연계 인버터**를 다룹니다. 고전압 작업은 **감전·화재·사망 위험**이 있으며, 반드시 해당 국가의 법규를 따르고 확신이 없으면 **면허 전기기술자와 상담**해야 합니다. 또한 이 포크의 펌웨어는 원작자가 **"프로토타입 · AI 보조 작성 · 미검증 · 무보증 · 안전critical/양산 부적합"** 이라고 명시했습니다. 소개용 글이며 안전 설계·인증을 대체하지 않습니다.
### 유사 프로젝트
두 프로젝트는 모두 **ESP32-S3 + W5500으로 Modbus를 이더넷으로 주고받고, 전압·전류·온도 데이터를 다룬다**는 점에서 유사합니다. gunn의 프로젝트는 ESP32-S3 + W5500으로 **Modbus TCP 통신**을 구현해 전압·전류·온도·알람 데이터를 Modbus 주소에 매핑해 전송하는(Modbus Poll 연동, 산업 자동화·SCADA 지향) 예제입니다. 다만 Battery-Emulator는 **EV 배터리↔인버터 번역 계층(ESS)** 으로 듀얼 CAN-FD·웹 GPIO 설정·웹 UI/OTA까지 포함하는 완결형 애플리케이션이라는 점이 다릅니다.
| 항목 | Battery-Emulator (fork) | ESP32-S3 W5500 Modbus TCP (gunn) |
| --- | --- | --- |
| 목적 | EV 배터리 재사용(ESS) | Modbus TCP 데이터 전송 예제 |
| MCU | ESP32-S3 | ESP32-S3 |
| 네트워크 | **W5500 유선(+WiFi fallback)** | **W5500 유선** |
| 주 통신 | CAN-FD/RS485/Modbus | Modbus TCP |
| 데이터 | 셀 전압·전류·온도·Fault | 전압·전류·온도·알람 |
| 범위 | 배터리·인버터 제어 + 웹 UI | 산업 자동화/SCADA 연동 |
### FAQ
**Q: 이 프로젝트는 무엇인가요?** A: EV 배터리 팩을 가정용 에너지 저장장치로 재사용하도록 EV 배터리와 인버터 사이를 번역하는 오픈소스 펌웨어이며, 이 저장소는 범용 ESP32-S3 + W5500 이더넷을 지원하는 포크입니다.
**Q: W5500은 어떻게 쓰이나요?** A: 유선 Ethernet 연결(웹 UI·모니터링·OTA)을 제공합니다. 웹에서 SPI 핀을 배정하며, CAN 칩과는 다른 SPI 버스(권장 SPI3/HSPI)를 씁니다. WiFi AP는 fallback으로 유지됩니다.
**Q: 왜 유선 이더넷인가요?** A: 가정용 ESS처럼 항상 켜져 있어야 하는 장치에서 WiFi보다 안정적이기 때문입니다. W5500의 하드웨어 TCP/IP가 안정성을 높입니다.
**Q: 바로 실사용해도 되나요?** A: 아니요. 원작자가 프로토타입·AI 보조·미인증 코드임을 명시했고, 고전압 위험이 큽니다. 반드시 안전 규정을 따르고 전문가 상담을 권장합니다.
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## What the Project Does
**Battery-Emulator** is an open-source project that lets you **repurpose electric-vehicle (EV) battery packs as stationary home energy storage (ESS)**. It acts as a **translation layer** between an EV battery and a home inverter, converting protocols (over CAN, etc.) so mismatched EV batteries and inverters can talk to each other — making large, cheap EV batteries usable for home storage in a near plug'n'play way.
This repository is a **fork by @sulfurvinter** that adds a **generic ESP32-S3 target (**`**esp32s3_generic_330**`**)** to the upstream (dalathegreat v10.12.0).
**What the fork adds:**
- **Web-configurable GPIO**: nothing is hardcoded; after flashing, all pins are **assigned at runtime** via the web UI (Settings → GPIO Pin Configuration). Settings persist in NVS (defaults all -1 = not connected).
- **Dual CAN-FD**: two MCP2517FD/MCP2518FD CAN-FD add-ons, plus native TWAI / MCP2515.
- **W5500 Ethernet**: optional SPI-based wired Ethernet.
Configurable interfaces (pins assigned via web): CAN Native (TWAI), RS485, MCP2515 (SPI), MCP2517FD/2518FD CAN-FD ×2 (SPI), **W5500 Ethernet (SPI)**, positive/negative contactors, precharge relay, BMS power control, NeoPixel LED, SSD1306 OLED (I2C).
## Where WIZnet Fits
The WIZnet product used in this fork is the **W5500**, adding **wired Ethernet** to the Battery-Emulator. Enable it under Settings → W5500 Ethernet and assign SPI pins (SCK, MOSI, MISO, CS, INT, RST, SPI bus). The WiFi AP stays active as a fallback.
Key design points:
- **Must use a different SPI bus from the CAN chips**: CAN chips use ISR-level SPI, so bus contention must be avoided. Recommended: **W5500 on SPI3/HSPI, CAN chips on SPI2/FSPI**.
- For an always-on stationary device like a home ESS, wired is more reliable than WiFi. The W5500's hardware TCP/IP stack, SPI, 8 sockets, and 32 KB buffer provide a stable wired network (web-UI monitoring, OTA), letting the ESP32-S3 focus on battery/inverter logic.
- If network settings get misconfigured, **hold BOOT for 5 seconds at power-on** to reset to the default WiFi AP mode.
## Implementation Notes
- **Build**: PlatformIO env `esp32s3_generic_330` (16 MB flash, USB CDC). `platformio run -e esp32s3_generic_330`. First flash uses `firmware.factory.bin`; OTA uses `firmware.bin`.
- **First connect**: WiFi AP `BatteryEmulator` (password `123456789`) → `http://192.168.4.1` → assign GPIO → pick battery & inverter type.
- **Serial**: USB CDC `/dev/ttyACM0` at 115200 (no separate UART adapter).
- **OTA**: ElegantOTA — browser `/update` or `espota.py`.
- **Dependencies**: Adafruit_NeoPixel, ElegantOTA, ArduinoJson, eModbus, AsyncTCP, ESPAsyncWebServer, acan-esp32, acan2517FD.
## Diagrams
These three figures summarize the overall structure, configuration, and network layout. (Attach each PNG when uploading.)
**① System Architecture** —
Data from the EV battery pack enters the **ESP32-S3 (translation layer) over CAN-FD**; the ESP32-S3 talks to the **home inverter over CAN/RS485** on one side and drives the **W5500 over SPI3/HSPI** on the other to provide the **web UI / monitoring / OTA** network. The W5500 handles wired Ethernet while the WiFi AP stays as a fallback, and the CAN chips use a separate SPI bus (SPI2/FSPI). In short, "battery↔inverter translation" and "wired-network observation" run on separate paths on one board.
**② Web GPIO Configuration Flow**
The sequence is: flash firmware → connect to the WiFi AP (`192.168.4.1`) → **assign GPIO pins in the web UI** (CAN, W5500, contactors, etc.) → **saved to NVS** (survives reboot) → pick battery & inverter type → connect and run. The key point is that **no pin is hardcoded in firmware — every interface pin is assigned at runtime via the web UI**, and if things get misconfigured you can **hold BOOT for 5 s at power-on** to recover the default WiFi AP mode.
**③ Network & SPI Bus Separation**
This shows why the ESP32-S3 **runs two separate SPI buses**. Because the CAN chips use ISR-level SPI, the design splits them — **CAN chips = SPI2/FSPI, W5500 = SPI3/HSPI** — to avoid bus contention. The W5500 provides wired Ethernet for web UI, monitoring, and OTA, while the WiFi AP is always kept as a fallback regardless of the wired setup.
## 
## ⚠️ Safety Note (High Voltage · Prototype)
This project involves **high-voltage EV batteries and grid-tied inverters**. High-voltage work carries **shock, fire, and fatal-injury risk**; always follow your local laws and consult a licensed electrician if unsure. The fork's author also explicitly states the firmware is **prototype, AI-assisted, unreviewed, unwarranted, and unfit for safety-critical/production use**. This write-up is an introduction and does not replace proper safety design and certification.
## Similar Project
Both projects **exchange Modbus over Ethernet using an ESP32-S3 + W5500 and deal with voltage/current/temperature data**. gunn's project implements **Modbus TCP** on an ESP32-S3 + W5500, mapping voltage/current/temperature/alarm data to Modbus addresses (connects to Modbus Poll; aimed at industrial automation / SCADA). Battery-Emulator, however, is a **complete EV-battery↔inverter translation layer (ESS)** that also includes dual CAN-FD, web GPIO config, and web UI/OTA.
| Item | Battery-Emulator (fork) | ESP32-S3 W5500 Modbus TCP (gunn) |
| --- | --- | --- |
| Purpose | EV battery reuse (ESS) | Modbus TCP data transmission demo |
| MCU | ESP32-S3 | ESP32-S3 |
| Network | **W5500 wired (+WiFi fallback)** | **W5500 wired** |
| Main comms | CAN-FD/RS485/Modbus | Modbus TCP |
| Data | cell voltage/current/temp/fault | voltage/current/temp/alarm |
| Scope | battery/inverter control + web UI | industrial automation / SCADA |
> For closer **battery-themed** references (external, not on maker.wiznet.io): `ai-republic/bms-to-inverter` (generic BMS↔inverter bridge), `vladyspavlov/esphome-must-inverter` (ESP32 inverter+battery monitor), `syssi/esphome-seplos-bms` (ESP32 BMS cell monitoring). Note these are not maker.wiznet.io posts and do not use the W5500.
## FAQ
**Q: What is this project?** A: Open-source firmware that translates between an EV battery and an inverter so EV packs can be reused as home energy storage; this repo is a fork adding generic ESP32-S3 + W5500 Ethernet support.
**Q: How is the W5500 used?** A: It provides wired Ethernet (web UI, monitoring, OTA). SPI pins are assigned via the web UI, on a different SPI bus from the CAN chips (recommended SPI3/HSPI). WiFi AP remains as fallback.
**Q: Why wired Ethernet?** A: It's more reliable than WiFi for an always-on device like a home ESS; the W5500's hardware TCP/IP improves stability.
**Q: Can I use it in production right away?** A: No. The author states it's prototype, AI-assisted, uncertified code, and the high-voltage risk is significant. Follow safety regulations and consult a professional.
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Source: https://maker.wiznet.io/irina/projects/battery-emulator/