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ESP32 Cam开发板引脚功能_主要类型_原理图

作者： IC先生来源：IC先生浏览量：31 时间：2024-02-02 17:23:28

ESP32是一款集成Wi-Fi和蓝牙的低功耗、低成本片上系统微控制器，该开发板由ESPressif简单制造。自该ESP32开发板发布以来，已经推出并宣布了多种变体。

ESP32开发板具有不同的CPU和功能，并且所有板都可以共享类似的SDK并且大部分代码兼容。本文将介绍其中一种变体，ESP32 Cam概述、其工作原理及其应用。

什么是ESP32 Cam开发板？

ESP32 CAM模块是一款基于ESP32的低成本全功能微控制器，集成了小尺寸OV2640摄像头模块和microSD卡插槽。该模块将蓝牙、WiFi和BLE Beacon与两个32位高性能LX6 CPU集成在一起。

该模块的频率调节范围为80MHz至240MHz，它采用级流水线架构，霍尔传感器，片上传感器，温度传感器等。该类型模块适用于工业无线控制，家庭智能设备，无线监控和物联网应用，这些应用需要相机具有卓越的功能例如图像识别和跟踪。

ESP32 Cam

ESP32 Cam工作原理

ESP32-CAM模组是基于ESP32的低功耗小尺寸摄像头模组，该模块配有OV2640摄像头并提供板载TF卡插槽。该板的4MB PSRAM用于将相机的图像缓冲到视频流中，并允许你在图像中使用更高的质量，而不会导致ESP32崩溃。该板具有可闪烁的板载LED和许多用于连接外设的GPIO。

ESP32-CAM引脚配置

ESP32-CAM包含16个引脚，其中具有相同功能的引脚均等分组。

引脚配置

电源引脚

ESP32 Cam包含两个电源引脚； 5V和3V3，因此该模块通过3.3V/5V引脚供电。该模块的VCC引脚通常从板载稳压器输出3.3V，但可以通过靠近VCC引脚的零欧姆链路配置为5V输出。

GND为模块的接地引脚。
GPIO引脚

该模块总共包括32个GPIO引脚，但其中许多在内部用于相机和PSRAM。因此该模块只有10个GPIO引脚，可以分配给不同的外设任务，例如：ADC、SPI、UART和触摸。

串口引脚

ESP32-S芯片包含两个UART接口； UART0和UART2。但只需断开UART2的RX引脚（例如GPIO 16），即可使UART0仅在ESP32-CAM上可用。这些引脚主要用于闪烁和连接到不同的UART设备，如指纹传感器、GPS、距离传感器等。

MicroSD卡引脚

这些引脚用于连接microSD卡。如果你不使用microSD卡，这些引脚也可以用作常规输入和输出。

ADC引脚

仅ESP32-CAM上有两个ADC2引脚已断开，但这些引脚由WiFi驱动程序内部使用，并且在启用Wi-Fi时无法使用它们。

GPIO

这些模块包括七个电容式触摸感应GPIO。一旦人手指等电容负载靠近GPIO，该模块就会注意到电容的变化。

SPI引脚

ESP32-CAM仅在从模式和主模式下包含1个 SPI (VSPI)。

PWM引脚

ESP32-CAM包含10个通道的PWM引脚，通过PWM控制器进行控制。因此PWM的输出可用于驱动LED和数字电机。

ESP32-CAM功能特性

该模块支持WiFi和蓝牙。
它有一个OV2640闪光灯相机。
板载TF卡插槽，最大支持4G TF卡用于数据存储。
支持Wi-Fi视频监控和图像上传。
它支持不同的睡眠模式，深度睡眠电流低至6mA。
可通过排针轻松访问控制接口。
很容易集成和嵌入到消费产品中
ESP-32S WIFI模块。
ESP32-D0WD处理器。
内置 32Mbit闪存。
内部512KB RAM。
外部4M PSRAM。
板载PCB天线。
IEEE 802.11 b/g/n/e/i WiFi协议。
蓝牙是蓝牙4.2 BR/EDR和BLE。
Station或SoftAP或SoftAP+Station WIFI模式。
WPA或WPA2或WPA2-企业版或WPS安全性。
其输出图像格式为JPEG、GRAYSCALE 和 BMP。
最大支持4G TF卡。
UART/ I2C /SPI/PWM外设接口。
输入/输出端口-9。
UART 波特率默认为 115200bps。
电源为5V。
5V闪光关闭电流为180mA
闪光灯开启，5V时最大亮度为310mA。
深度睡眠电流为5V时6mA。
现代睡眠电流为5V时20mA。
浅睡眠电流为5V时6.7mA。
工作温度范围为-20℃至85℃。
储存环境-40℃至90℃。
其尺寸为40.5mm x 27mm x 4.5mm。

ESP32 Cam类型

下面介绍了不同类型的ESP32 Cam板。

1、AI-Thinker

ESP32-CAM AI-Thinker是一款非常受欢迎的ESP32 CAM开发板，配有ESP32-S芯片和常规2MP OV2640摄像头。这种类型的ESP32 CAM包括PSRAM – 4MB，用于将图像缓冲到来自相机的视频流或其他任务中，并允许你在图片中使用高质量，而不会与ESP32发生冲突。

该板仅支持带有10个可用GPIO和电源引脚的microSD卡，并非所有GPIO引脚都被使用，但有些引脚被microSD卡或相机使用。该板配有板载天线，同时还配有IPEX连接器，允许你使用外部天线来扩展Wi-Fi通信范围。

AI-Thinker

该板有一个板载重置按钮，可帮助重新启动模块，还有一个内置LED，可用作闪光灯，在视频流或捕获图片之前照亮该区域。

2、ESP-EYE

基于ESP32的ESP-EYE板致力于通过语音唤醒和人脸识别实现AI（人工智能）。该板配有板载麦克风、2MP OV2640摄像头、启动、功能按钮、两个LED和重置。该板具有一些功能，例如；Flash -4MB、PSRAM – 8MB、C型Micro USB连接器、板载天线和IPEX连接器。

ESP-EYE

该板的主要优点是，USB Type-C连接器有助于非常快速轻松地将代码上传到该板。该板的麦克风仅允许您为您的应用程序添加语音功能，PSRAM – 8MB将确保您的模块在使用高图像质量设置时不会发生冲突。

3、Freenove ESP32-Wrover CAM

该款ESP32 CAM开发板配备ESP32-Wrover-E芯片。该模块包括OV2640摄像头，使用和设置都非常简单。该模块包括一个USB至UART转换器，因此可以轻松地将代码上传到板中。

该板不提供microSD卡插槽，但配备了不同的可用GPIO，因此可以根据需要轻松连接外部microSD卡模块。该板包含一些裸露的GPIO，有助于连接其它外设。

此外，如果不使用该模块的摄像头，那么可以将其用作具有多个可访问GPIO的普通ESP32。该模块还配有重置和启动按钮，可以非常轻松地重置该模块或根据需要将其置于闪烁模式。

4、TTGO T-Camera Plus

TTGO T-Camera Plus模块支持microSD卡、麦克风、板载复位按钮、3.7V锂电池、电池管理电路、micro USB接口和1.3 TFT显示屏。该模块附带一些GPIO引脚，用于连接板载BME280传感器。但该传感器会在模块上变热，因此制造商决定消除该传感器，尽管你仍然可以访问GPIO，并且可以连接其它I2C外设。因此，只需通过Grove连接器即可访问这些GPIO。

TTGO T-Camera Plus

5、M5-Camera A/B

M5-Camera A/B与带有OV2640摄像头的其它类型模块类似。该模块具有PSRAM-4MB，因此可以以更高的质量捕获图片和流式传输。该模块包括一个带有Grove连接器的乐高式外壳，非常适合连接其它M5-Stack扩展，例如：MPU6050陀螺仪或加速度计、麦克风以及BME280温度、压力和湿度传感器。

M5-Camera A/B

该板有一个USB Type-C连接器，有助于将新代码上传到模块中，还有一个外部RST按钮，用于重新启动模块，并且不包括暴露的GPIO。该模块的主要好处是，它不包含任何电线或可见的电子元件。如果想包含陀螺仪、BME280传感器或麦克风，则必须使用Grove连接器。

6、M5-Camera Model

这种类型的ESP32摄像头模块包括OV2640摄像头、0.91英寸I2C SSD1306 OLED显示屏、外部天线、功能按钮、一些外露GPIO、micro-USB和电池连接器。该OLED显示屏有助于显示开发板的IP地址，否则调试时会出现任何错误。该板有四个可访问的GPIO，其中两个用于I2C通信，其余的适用于连接伺服电机。该开发板有一个连接器，有助于连接3.7V锂电池。

M5-Camera Model

通过使用该板，代码上传非常简单，因为它有一个USB连接器，可用于供电和上传代码。该板的主要缺点是，它不支持microSD卡或外部PSRAM，因此在处理方面受到一些限制。

如何将ESP32 Cam与Arduino连接？

ESP32 Cam与Arduino的接口如下所示。该接口用于通过Arduino Uno上传ESP32 Cam代码。有多种方法可用于在 ESP32 cam中上传代码。实现此接口所需的组件主要包括ESP32 Cam模块、Arduino Uno、跳线和Arduino IDE软件。

ESP32 Cam与Arduino的连接如下：

Arduino Uno的5V引脚连接到ESP32 Cam的5V引脚。
Arduino Uno的GND引脚连接到ESP32 Cam的GND引脚。
Arduino Uno的Tx引脚连接到ESP32 Cam的Tx引脚。
Arduino Uno的Rx引脚连接到ESP32 Cam的Rx引脚。

在上传以下代码之前，有一条从GPIO0到GND的跳线。这主要是需要上传草图，上传草图后，按下ESP32 cam的RST按钮，移除跨接电缆即可使用该设备。

#include “esp_camera.h”
#include <WiFi.h> ;
#include “soc/soc.h”
#include “soc/rtc_cntl_reg.h”
//
// WARNING!!! Make sure that you have either selected ESP32 Wrover Module,
// or another board which has PSRAM enabled
//
#define CAMERA_MODEL_AI_THINKER
#include “camera_pins.h”
const char* ssid = “YOUR_SSID”;
const char* password = “YOUR_PASSWORD”;

void startCameraServer();
void setup()
{
WRITE_PERI_REG(RTC_CNTL_BROWN_OUT_REG, 0
);
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_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;
//init with high specs to pre-allocate larger buffers
if(psramFound()){
config.frame_size = FRAMESIZE_UXGA;
config.jpeg_quality = 10;
config.fb_count = 2;
} else {
config.frame_size = FRAMESIZE_SVGA;
config.jpeg_quality = 12;
config.fb_count = 1;
}

#if defined(CAMERA_MODEL_ESP_EYE)
pinMode(13, INPUT_PULLUP);
pinMode(14, INPUT_PULLUP);
#endif

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

sensor_t * s = esp_camera_sensor_get();
//initial sensors are flipped vertically and colors are a bit saturated
if (s->id.PID == OV3660_PID) {
s->set_vflip(s, 1);//flip it back
s->set_brightness(s, 1);//up the brightness just a bit
s->set_saturation(s, -2);//lower the saturation
}
//drop-down frame size for higher initial frame rate
s->set_framesize(s, FRAMESIZE_QVGA);

#if defined(CAMERA_MODEL_M5STACK_WIDE)
s->set_vflip(s, 1);
s->set_hmirror(s, 1);
#endif

WiFi.begin(ssid, password);

while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
delay(500);
Serial.print(“.”);
}
Serial.println(“”);
Serial.println(“WiFi connected”);

startCameraServer();

Serial.print(“Camera Ready! Use ‘http://”);
Serial.print(WiFi.localIP());
Serial.println(“‘ to connect”);
}
void loop()
{
// put your main code here, to run repeatedly:
delay(10000);
}

根据上面的接口图，可以简单地将ESP32 cam板与Arduino连接起来。确认你已通过GND连接GPIO0并单击上传按钮。代码上传完成后，取下GPIO0的跳线。

连接和代码上传完成后，ESP32 cam板就可以进行测试了。该代码将启动esp32摄像头服务器，你可以开始流式传输视频并拍照。打开串口监视器并重置ESP32模块以查看摄像机Web服务器启动的IP地址。

在浏览器中输入类似的IP地址并按Enter键，然后 Web服务器页面将打开并显示一些设置。因此，向下滚动此设置并单击“Start Stream”。之后，ESP32摄像头模块开始传输视频。

因此，ESP32 cam是一种用于基于物联网的项目的低成本模块。因此，使用Arduino Uno上传 ESP32 Cam代码是在ESP32 Cam中上传代码的一种非常简单的方法。