Можно и так сделать как вы предлагаете, только я не вижу смысла в отправке данные с ESP на ардуино... это усложнит код, я бы сделал проще, ардуино отрабатывает и собирает все данные с аналоговых входов, у нано ведь их всего 8, вряд ли вы их все используете, да даже если и все... затем эти данные...