ESP32-CAM: фото и сохранение на MicroSD карту

Узнайте, как делать фотографии с помощью платы ESP32-CAM и сохранять их на карту microSD с помощью Arduino IDE. При нажатии кнопки RESET на ESP32-CAM плата просыпается, делает фото и сохраняет его на microSD карту.

Мы будем использовать плату ESP32-CAM с маркировкой AI-Thinker, но другие модули тоже должны работать при правильном назначении пинов в коде.

Плата ESP32-CAM стоит около $9 (или меньше) и объединяет чип ESP32-S, камеру OV2640, слот для microSD карты и несколько GPIO пинов.

Для знакомства с ESP32-CAM вы можете изучить следующие руководства:

• ESP32-CAM: видеотрансляция и распознавание лиц с Arduino IDE

• ESP32-CAM: веб-сервер видеотрансляции (работает с Home Assistant, Node-RED и т.д.)

• ESP32-CAM: руководство по устранению неполадок

Смотрите видеоурок

Чтобы узнать, как делать фотографии с помощью ESP32-CAM и сохранять их на microSD карту, вы можете посмотреть следующий видеоурок или продолжить чтение этой страницы для получения текстовых инструкций и всех необходимых ресурсов.

Необходимые компоненты

Для выполнения этого руководства вам понадобятся следующие компоненты:

• ESP32-CAM с OV2640 – см. Лучшие платы ESP32-CAM

• MicroSD карта

• FTDI программатор

• Перемычки мама-мама

• Источник питания 5V для ESP32-CAM или повербанк (опционально)

Обзор проекта

Вот краткий обзор того, как работает проект.

• ESP32-CAM находится в режиме глубокого сна (deep sleep)

• Нажмите кнопку RESET, чтобы разбудить плату

• Камера делает фотографию

• Фотография сохраняется на microSD карту с именем: pictureX.jpg, где X соответствует номеру снимка

• Номер снимка сохраняется во флеш-памяти ESP32, чтобы он не стирался при RESET, и мы могли отслеживать количество сделанных фотографий.

Форматирование MicroSD карты

Первое, что мы рекомендуем сделать — отформатировать вашу microSD карту. Вы можете использовать стандартный инструмент форматирования Windows или любое другое ПО для форматирования microSD.

1. Вставьте microSD карту в компьютер. Перейдите в Мой компьютер и кликните правой кнопкой мыши по SD-карте. Выберите Форматировать, как показано на рисунке ниже.

2. Появится новое окно. Выберите FAT32, нажмите Начать, чтобы начать процесс форматирования, и следуйте инструкциям на экране.

Примечание: согласно спецификациям, ESP32-CAM должна поддерживать только SD-карты объёмом 4 ГБ. Однако мы протестировали с 16 ГБ SD-картой, и она работает нормально.

Установка дополнения ESP32

Мы будем программировать плату ESP32 с помощью Arduino IDE. Поэтому вам нужна установленная Arduino IDE, а также дополнение ESP32. Вы можете следовать следующему руководству для установки дополнения ESP32, если вы ещё этого не сделали:

• Установка платы ESP32 в Arduino IDE 2 (Windows, Mac OS X, Linux)

Скетч для съёмки и сохранения фото

Скопируйте следующий код в вашу Arduino IDE.

/*********
  Rui Santos
  Complete project details at https://RandomNerdTutorials.com/esp32-cam-take-photo-save-microsd-card

  IMPORTANT!!!
   - Select Board "AI Thinker ESP32-CAM"
   - GPIO 0 must be connected to GND to upload a sketch
   - After connecting GPIO 0 to GND, press the ESP32-CAM on-board RESET button to put your board in flashing mode

  Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a copy
  of this software and associated documentation files.
  The above copyright notice and this permission notice shall be included in all
  copies or substantial portions of the Software.
*********/

#include "esp_camera.h"
#include "Arduino.h"
#include "FS.h"                // SD Card ESP32
#include "SD_MMC.h"            // SD Card ESP32
#include "soc/soc.h"           // Disable brownour problems
#include "soc/rtc_cntl_reg.h"  // Disable brownour problems
#include "driver/rtc_io.h"
#include <EEPROM.h>            // read and write from flash memory

// define the number of bytes you want to access
#define EEPROM_SIZE 1

// Pin definition for CAMERA_MODEL_AI_THINKER
#define PWDN_GPIO_NUM     32
#define RESET_GPIO_NUM    -1
#define XCLK_GPIO_NUM      0
#define SIOD_GPIO_NUM     26
#define SIOC_GPIO_NUM     27

#define Y9_GPIO_NUM       35
#define Y8_GPIO_NUM       34
#define Y7_GPIO_NUM       39
#define Y6_GPIO_NUM       36
#define Y5_GPIO_NUM       21
#define Y4_GPIO_NUM       19
#define Y3_GPIO_NUM       18
#define Y2_GPIO_NUM        5
#define VSYNC_GPIO_NUM    25
#define HREF_GPIO_NUM     23
#define PCLK_GPIO_NUM     22

int pictureNumber = 0;

void setup() {
  WRITE_PERI_REG(RTC_CNTL_BROWN_OUT_REG, 0); //disable brownout detector

  Serial.begin(115200);
  //Serial.setDebugOutput(true);
  //Serial.println();

  camera_config_t config;
  config.ledc_channel = LEDC_CHANNEL_0;
  config.ledc_timer = LEDC_TIMER_0;
  config.pin_d0 = Y2_GPIO_NUM;
  config.pin_d1 = Y3_GPIO_NUM;
  config.pin_d2 = Y4_GPIO_NUM;
  config.pin_d3 = Y5_GPIO_NUM;
  config.pin_d4 = Y6_GPIO_NUM;
  config.pin_d5 = Y7_GPIO_NUM;
  config.pin_d6 = Y8_GPIO_NUM;
  config.pin_d7 = Y9_GPIO_NUM;
  config.pin_xclk = XCLK_GPIO_NUM;
  config.pin_pclk = PCLK_GPIO_NUM;
  config.pin_vsync = VSYNC_GPIO_NUM;
  config.pin_href = HREF_GPIO_NUM;
  config.pin_sccb_sda = SIOD_GPIO_NUM;
  config.pin_sccb_scl = SIOC_GPIO_NUM;
  config.pin_pwdn = PWDN_GPIO_NUM;
  config.pin_reset = RESET_GPIO_NUM;
  config.xclk_freq_hz = 20000000;
  config.pixel_format = PIXFORMAT_JPEG;

  if(psramFound()){
    config.frame_size = FRAMESIZE_UXGA; // FRAMESIZE_ + QVGA|CIF|VGA|SVGA|XGA|SXGA|UXGA
    config.jpeg_quality = 10;
    config.fb_count = 2;
  } else {
    config.frame_size = FRAMESIZE_SVGA;
    config.jpeg_quality = 12;
    config.fb_count = 1;
  }

  // Init Camera
  esp_err_t err = esp_camera_init(&config);
  if (err != ESP_OK) {
    Serial.printf("Camera init failed with error 0x%x", err);
    return;
  }

  //Serial.println("Starting SD Card");
  if(!SD_MMC.begin()){
    Serial.println("SD Card Mount Failed");
    return;
  }

  uint8_t cardType = SD_MMC.cardType();
  if(cardType == CARD_NONE){
    Serial.println("No SD Card attached");
    return;
  }

  camera_fb_t * fb = NULL;

  // Take Picture with Camera
  fb = esp_camera_fb_get();
  if(!fb) {
    Serial.println("Camera capture failed");
    return;
  }
  // initialize EEPROM with predefined size
  EEPROM.begin(EEPROM_SIZE);
  pictureNumber = EEPROM.read(0) + 1;

  // Path where new picture will be saved in SD Card
  String path = "/picture" + String(pictureNumber) +".jpg";

  fs::FS &fs = SD_MMC;
  Serial.printf("Picture file name: %s\n", path.c_str());

  File file = fs.open(path.c_str(), FILE_WRITE);
  if(!file){
    Serial.println("Failed to open file in writing mode");
  }
  else {
    file.write(fb->buf, fb->len); // payload (image), payload length
    Serial.printf("Saved file to path: %s\n", path.c_str());
    EEPROM.write(0, pictureNumber);
    EEPROM.commit();
  }
  file.close();
  esp_camera_fb_return(fb);

  // Turns off the ESP32-CAM white on-board LED (flash) connected to GPIO 4
  pinMode(4, OUTPUT);
  digitalWrite(4, LOW);
  rtc_gpio_hold_en(GPIO_NUM_4);

  delay(2000);
  Serial.println("Going to sleep now");
  delay(2000);
  esp_deep_sleep_start();
  Serial.println("This will never be printed");
}

void loop() {

}

Исходный код

Код начинается с подключения необходимых библиотек для работы с камерой. Мы также подключаем библиотеки, необходимые для взаимодействия с microSD картой:

#include "esp_camera.h"
#include "Arduino.h"
#include "FS.h"                // SD Card ESP32
#include "SD_MMC.h"            // SD Card ESP32
#include "soc/soc.h"           // Disable brownour problems
#include "soc/rtc_cntl_reg.h"  // Disable brownour problems
#include "driver/rtc_io.h"
#include <EEPROM.h>            // read and write from flash memory

И библиотеку EEPROM для сохранения постоянных данных во флеш-памяти.

#include <EEPROM.h>

Если вы хотите узнать больше о чтении и записи данных во флеш-память, вы можете изучить следующее руководство:

• ESP32: флеш-память – сохранение постоянных данных (запись и чтение)

Определите количество байт, к которым вы хотите получить доступ во флеш-памяти. Здесь мы будем использовать только один байт, что позволит генерировать до 256 номеров фотографий.

#define EEPROM_SIZE 1

Затем определите пины для модуля камеры AI-THINKER.

// Pin definition for CAMERA_MODEL_AI_THINKER
#define PWDN_GPIO_NUM     32
#define RESET_GPIO_NUM    -1
#define XCLK_GPIO_NUM      0
#define SIOD_GPIO_NUM     26
#define SIOC_GPIO_NUM     27

#define Y9_GPIO_NUM       35
#define Y8_GPIO_NUM       34
#define Y7_GPIO_NUM       39
#define Y6_GPIO_NUM       36
#define Y5_GPIO_NUM       21
#define Y4_GPIO_NUM       19
#define Y3_GPIO_NUM       18
#define Y2_GPIO_NUM        5
#define VSYNC_GPIO_NUM    25
#define HREF_GPIO_NUM     23
#define PCLK_GPIO_NUM     22

Примечание: вам может потребоваться изменить определение пинов в зависимости от используемой платы. Неправильное назначение пинов приведёт к ошибке инициализации камеры.

Инициализируйте переменную int с именем pictureNumber, которая будет генерировать имя фотографии: picture1.jpg, picture2.jpg и так далее.

int pictureNumber = 0;

Весь наш код находится в setup(). Код выполняется только один раз, когда ESP32 просыпается (в данном случае при нажатии встроенной кнопки RESET).

Определите настройки камеры:

camera_config_t config;
config.ledc_channel = LEDC_CHANNEL_0;
config.ledc_timer = LEDC_TIMER_0;
config.pin_d0 = Y2_GPIO_NUM;
config.pin_d1 = Y3_GPIO_NUM;
config.pin_d2 = Y4_GPIO_NUM;
config.pin_d3 = Y5_GPIO_NUM;
config.pin_d4 = Y6_GPIO_NUM;
config.pin_d5 = Y7_GPIO_NUM;
config.pin_d6 = Y8_GPIO_NUM;
config.pin_d7 = Y9_GPIO_NUM;
config.pin_xclk = XCLK_GPIO_NUM;
config.pin_pclk = PCLK_GPIO_NUM;
config.pin_vsync = VSYNC_GPIO_NUM;
config.pin_href = HREF_GPIO_NUM;
config.pin_sscb_sda = SIOD_GPIO_NUM;
config.pin_sscb_scl = SIOC_GPIO_NUM;
config.pin_pwdn = PWDN_GPIO_NUM;
config.pin_reset = RESET_GPIO_NUM;
config.xclk_freq_hz = 20000000;
config.pixel_format = PIXFORMAT_JPEG;

Используйте следующие настройки для камеры с PSRAM (как та, которую мы используем в этом руководстве).

if(psramFound()){
  config.frame_size = FRAMESIZE_UXGA; // FRAMESIZE_ + QVGA|CIF|VGA|SVGA|XGA|SXGA|UXGA
  config.jpeg_quality = 10;
  config.fb_count = 2;
}

Если плата не имеет PSRAM, установите следующее:

else {
  config.frame_size = FRAMESIZE_SVGA;
  config.jpeg_quality = 12;
  config.fb_count = 1;
}

Инициализируйте камеру:

// Init Camera
esp_err_t err = esp_camera_init(&config);
if (err != ESP_OK) {
  Serial.printf("Camera init failed with error 0x%x", err);
  return;
}

Инициализируйте microSD карту:

//Serial.println("Starting SD Card");
if(!SD_MMC.begin()){
  Serial.println("SD Card Mount Failed");
  return;
}

uint8_t cardType = SD_MMC.cardType();
if(cardType == CARD_NONE){
  Serial.println("No SD Card attached");
  return;
}

Больше информации о работе с microSD картой можно найти в следующем проекте:

• ESP32: логирование температуры на MicroSD карту

Следующие строки делают фотографию с камеры:

camera_fb_t * fb = NULL;

// Take Picture with Camera
fb = esp_camera_fb_get();
if(!fb) {
  Serial.println("Camera capture failed");
  return;
}

После этого инициализируйте EEPROM с ранее определённым размером:

EEPROM.begin(EEPROM_SIZE);

Номер фотографии генерируется путём добавления 1 к текущему номеру, сохранённому во флеш-памяти.

pictureNumber = EEPROM.read(0) + 1;

Чтобы сохранить фото на microSD карту, создайте путь к файлу. Мы сохраняем фото в корневой каталог microSD карты, и имя файла будет (picture1.jpg, picture2.jpg, picture3.jpg и т.д…).

String path = "/picture" + String(pictureNumber) +".jpg";

Следующие строки сохраняют фотографию на microSD карту:

fs::FS &fs = SD_MMC;
Serial.printf("Picture file name: %s\n", path.c_str());

File file = fs.open(path.c_str(), FILE_WRITE);
if(!file){
  Serial.println("Failed to open file in writing mode");
}
else {
  file.write(fb->buf, fb->len); // payload (image), payload length
  Serial.printf("Saved file to path: %s\n", path.c_str());
  EEPROM.write(0, pictureNumber);
  EEPROM.commit();
}
file.close();

После сохранения фото мы записываем текущий номер снимка во флеш-память, чтобы отслеживать количество сделанных фотографий.

EEPROM.write(0, pictureNumber);
EEPROM.commit();

Когда ESP32-CAM делает фото, встроенный светодиод (вспышка) загорается. После съёмки светодиод остаётся включённым, поэтому мы отправляем инструкции для его выключения. Светодиод подключён к GPIO 4.

pinMode(4, OUTPUT);
digitalWrite(4, LOW);
rtc_gpio_hold_en(GPIO_NUM_4);

Наконец, мы переводим ESP32 в режим глубокого сна (deep sleep).

esp_deep_sleep_start();

Поскольку мы не передаём никаких аргументов функции глубокого сна, плата ESP32 будет спать бесконечно до нажатия RESET.

Загрузка кода в ESP32-CAM

Чтобы загрузить код в плату ESP32-CAM, подключите её к компьютеру с помощью FTDI программатора. Следуйте следующей схеме подключения:

Многие FTDI программаторы имеют перемычку, позволяющую выбрать 3.3V или 5V. Убедитесь, что перемычка установлена в правильное положение для выбора 5V.

Важно: GPIO 0 должен быть подключён к GND, чтобы вы могли загрузить код.

ESP32-CAM	FTDI Программатор
GND	GND
5V	VCC (5V)
U0R	TX
U0T	RX
GPIO 0	GND

Чтобы загрузить код, выполните следующие шаги:

1. Перейдите в Tools > Board и выберите AI-Thinker ESP32-CAM.

2. Перейдите в Tools > Port и выберите COM-порт, к которому подключён ESP32.

3. Затем нажмите кнопку загрузки, чтобы загрузить код.

4. Когда вы начнёте видеть точки в окне отладки, как показано ниже, нажмите встроенную кнопку RST на ESP32-CAM.

Через несколько секунд код должен быть успешно загружен на вашу плату.

Демонстрация

После загрузки кода удалите перемычку, соединяющую GPIO 0 с GND.

Откройте Serial Monitor на скорости 115200 бод. Нажмите кнопку сброса ESP32-CAM. Плата должна инициализироваться и сделать фотографию. При съёмке фото включается вспышка (GPIO 4).

Проверьте окно Serial Monitor в Arduino IDE, чтобы убедиться, что всё работает как ожидается. Как видите, фотография была успешно сохранена на microSD карту.

Примечание: если у вас возникли проблемы с ESP32-CAM, ознакомьтесь с нашим руководством по устранению неполадок: ESP32-CAM: руководство по устранению наиболее распространённых проблем

Убедившись, что всё работает как ожидается, вы можете отключить ESP32-CAM от FTDI программатора и запитать её от независимого источника питания.

Чтобы просмотреть сделанные фотографии, извлеките microSD карту из слота и вставьте её в компьютер. Вы должны увидеть все сохранённые фотографии.

Качество фотографий зависит от условий освещения. Слишком много света может испортить ваши фотографии, а тёмная обстановка приведёт к появлению множества чёрных пикселей.

Устранение неполадок

Если вы получаете какие-либо из следующих ошибок, прочитайте наше руководство по устранению наиболее распространённых проблем ESP32-CAM:

• Failed to connect to ESP32: Timed out waiting for packet header

• Camera init failed with error 0x20001 или аналогичная

• Brownout detector или ошибка Guru meditation

• Sketch too big error – выбрана неправильная схема разделов

• Board at COMX is not available – COM-порт не выбран

• Psram error: GPIO isr service is not installed

• Слабый сигнал Wi-Fi

• Нет IP-адреса в Serial Monitor Arduino IDE

• Не удаётся открыть веб-сервер

• Изображение отстаёт / показывает большую задержку

Заключение

Мы надеемся, что это руководство оказалось для вас полезным и вы сможете использовать его в своих проектах. Если у вас ещё нет платы ESP32-CAM, вы можете приобрести её здесь.

Как упоминалось ранее, у нас есть другие руководства по ESP32-CAM, которые могут вам понравиться:

• ESP32-CAM: видеотрансляция и распознавание лиц с Arduino IDE

• ESP32-CAM: веб-сервер видеотрансляции (работает с Home Assistant)

• ESP32-CAM: детектор движения PIR с захватом фото (сохранение на microSD карту)

• ESP32-CAM: съёмка фото и отображение на веб-сервере

• Краткий обзор: ESP32-CAM с OV2640 Camera

• Все проекты, руководства и гайды по ESP32-CAM