Поворотная ESP32-cam камера

Нам понадобится

Чтобы построить эту камеру, нам понадобится плата ESP32, крошечная камера, которая поставляется вместе с ней, и адаптер USB-to-serial. Плата камеры ESP32 представляет собой обычную плату ESP32 с этой маленькой камерой на одной печатной плате. Для тех, кто не знает, ESP32 — это программируемая плата, похожая на Arduino, но с гораздо более мощным чипом и возможностью подключения к WiFi.

• ESP32-CAM
• Сервопривод
• Провода

Чтобы увидеть, что видит камера с телефона или компьютера, и сделать снимки, мы будем использовать Home Assistant и ESPhome, но об этом мы поговорим позже.

Подготовка ESP32-cam

Сначала вам нужно подключить камеру к плате с помощью маленького разъема, который очень хрупок. Как только вы вставите разъем, вы можете опустить рычаг. Затем прикрепите камеру поверх платы на кусок двустороннего скотча. Камера ESP32 также имеет возможность вставлять микро SD, и хотя мы не будем использовать ее сегодня, она позволяет нам делать снимки и сохранять их.

Загрузка кода

Обычно платы Arduino и ESP также имеют USB-разъем для загрузки программы с компьютера. Однако у здесь нет usb-разъема, поэтому для подключения его к компьютеру для загрузки программы вам понадобится переходник usb-to-serial, который напрямую связывается с чипом через контакты. Чтобы загрузить программу, вы также должны соединить контакт 0 с землей. Для этого припаиваем к этим двум контактам перемычку. Поэтому, когда нужно запрограммировать плату, просто ставим перемычку между двумя контактами.

Подключение камеры к Home Assistant

Таким образом, из приложения Home Assistant мы сможем увидеть живое видео с камеры. Для подключения камеры к Home Assistant мы будем использовать ESPhome. ESPhome — это надстройка, которая позволяет нам подключать платы ESP к Home Assistant через Wi-Fi. Чтобы подключить камеру ESP32 к ESPhome, выполните следующие действия:

• Установите плагин ESPhome в Home Assistant.
• На панели инструментов ESPhome нажмите «Новое устройство» и «Продолжить».
• Дайте вашему устройству имя
• Выберите ESP8266 или плату, которую вы использовали
• Скопируйте полученный ключ шифрования, он нам понадобится позже
• Нажмите РЕДАКТИРОВАТЬ, чтобы увидеть код устройства.
• Под esp32: вставьте этот код (с комментариями framework: и type:)

esp32:
board: esp32cam
#framework:
#type: arduino 
		

• Под Wi-Fi введите свой Wi-Fi ssid и пароль
• Чтобы сделать соединение более стабильным, вы можете дать плате статический IP-адрес с помощью этого кода:

wifi:
  ssid: yourssid
  password: yourwifipassword


  manual_ip:
    # Set this to the IP of the ESP
    static_ip: 192.168.1.61
    # Set this to the IP address of the router. Often ends with .1
    gateway: 192.168.1.1
    # The subnet of the network. 255.255.255.0 works for most home networks.
    subnet: 255.255.255.0
		

• В конце кода вставьте эту часть:

esp32_camera:
  name: Telecamera 1
  external_clock:
    pin: GPIO0
    frequency: 20MHz
  i2c_pins:
    sda: GPIO26
    scl: GPIO27
  data_pins: [GPIO5, GPIO18, GPIO19, GPIO21, GPIO36, GPIO39, GPIO34, GPIO35]
  vsync_pin: GPIO25
  href_pin: GPIO23
  pixel_clock_pin: GPIO22
  power_down_pin: GPIO32
  resolution: 800x600
  jpeg_quality: 10
  vertical_flip: False

output:
  - platform: gpio
    pin: GPIO4
    id: gpio_4 


  - platform: ledc
    id: pwm_output
    pin: GPIO2
    frequency: 50 Hz


light:
  - platform: binary
    output: gpio_4
    name: Luce telecamera 1


number:
  - platform: template
    name: Servo Control
    min_value: -100
    max_value: 100
    step: 1
    optimistic: true
    set_action:
      then:
        - servo.write:
            id: my_servo
            level: !lambda 'return x / 100.0;'


servo:
  - id: my_servo
    output: pwm_output
    transition_length: 5s
		

Первая часть кода под esp32_camera: определяет все выводы для фактической камеры. Потом под light: определяется светодиод камеры. В конце кода определяется серводвигатель, а значение, используемое сервоприводом для установки угла поворота, считывается из Home Assistant под number:.

В конце код должен выглядеть так. Каждому устройству дается свой ключ шифрования.

esphome:
  name: camera-1


esp32:
  board: esp32cam
  #framework:
  #  type: arduino


# Enable logging
logger:


# Enable Home Assistant API
api:
  encryption:
    key: "encryptionkey"


ota:
  password: "password"


wifi:
  ssid: "yourssid"
  password: "yourpassword"


  # Enable fallback hotspot (captive portal) in case wifi connection fails
  ap:
    ssid: "Camera-1 Fallback Hotspot"
    password: "password"


captive_portal:



esp32_camera:
  name: Telecamera 1
  external_clock:
    pin: GPIO0
    frequency: 20MHz
  i2c_pins:
    sda: GPIO26
    scl: GPIO27
  data_pins: [GPIO5, GPIO18, GPIO19, GPIO21, GPIO36, GPIO39, GPIO34, GPIO35]
  vsync_pin: GPIO25
  href_pin: GPIO23
  pixel_clock_pin: GPIO22
  power_down_pin: GPIO32
  resolution: 800x600
  jpeg_quality: 10
  vertical_flip: False

output:
  - platform: gpio
    pin: GPIO4
    id: gpio_4 


  - platform: ledc
    id: pwm_output
    pin: GPIO2
    frequency: 50 Hz


light:
  - platform: binary
    output: gpio_4
    name: Luce telecamera 1


number:
  - platform: template
    name: Servo Control
    min_value: -100
    max_value: 100
    step: 1
    optimistic: true
    set_action:
      then:
        - servo.write:
            id: my_servo
            level: !lambda 'return x / 100.0;'


servo:
  - id: my_servo
    output: pwm_output
    transition_length: 5s

• После завершения кода мы можем нажать «Установить», подключить последовательный адаптер ESP32 к нашему компьютеру с помощью USB-кабеля и следовать инструкциям на экране, чтобы загрузить код, как вы видели в последнем шаге.
• Когда ESP32-камера подключена к WiFi, мы можем перейти к настройкам Home Assistant, где мы, вероятно, увидим, что Home Assistant обнаружил новое устройство.
• Нажмите «Настроить» и вставьте туда ключ шифрования, который вы скопировали ранее.

После загрузки программы вы можете удалить перемычку между землей и контактом 0 и включить питание платы (если перемычка не удалена, плата не будет работать). Если вы посмотрите на журналы устройства, вы должны увидеть, что ESP32-камера подключается к WiFi. На следующих шагах мы увидим, как настроить приборную панель Home Assistant для просмотра живого видео с камеры, для перемещения серво и для съемки фотографий с камеры.

Соединения

После того, как мы запрограммировали ESP32, мы можем удалить USB-адаптер для последовательного порта и подключить плату непосредственно к контакту 5 В. И на данный момент камере не хватает только корпуса, в котором ее можно было бы установить. Однако оставлять камеру неподвижной скучно, поэтому добавим сервопривод, чтобы она двигалась.Подключаем коричневый и красный провода серводвигателя к источнику питания, а желтый провод, который является сигналом, к контакту 2 ESP32. На картинке ниже вы можете найти схему.

Создание корпуса

Теперь нужно превратить тестовую схему во что-то более похожее на готовый продукт. Поэтому напечатаем на 3D-принтере все детали, чтобы сделать небольшую коробку, в которую можно установить камеру. Ниже вы можете найти файлы .stl для 3D-печати.

Пропускаем серводвигатель и силовые провода через отверстия в маленькой коробке. Затем приклеиваем камеру ESP32 к крышке, совместив камеру с отверстием. Устанавливаем серводвигатель на кронштейн, который будет удерживать камеру, и закрепим его двумя болтами. Прикрепим скобу к небольшой коробке двумя винтами, чтобы камеру можно было наклонять. Чтобы винты внутри не касались кабелей, защитим их термоусадочной трубкой. Затем закрываем крышку с камерой четырьмя винтами. На этом этапе осталось только собрать основу. Пропустим вал серводвигателя через отверстие в основании и прикрутим к валу маленький рычаг. Затем приклеим рычаг к основе. Таким образом, серводвигатель может поворачивать камеру на 180 градусов.

Вот мы и закончили сборку камеры. Для питания можно использовать любой блок питания на 5В. Используя отверстия в основании, мы можем прикрутить камеру к стене или деревянной поверхности.

ESP32_cam_корпус.stl

Настройка панели управления Home Assistant

Чтобы увидеть живое видео с камеры, включить светодиод и переместить двигатель из интерфейса Home Assistant, нам нужны четыре карты на панели управления Home Assistant.

• Первая — это карточка просмотра изображений , которая позволяет просматривать живое видео с камеры. В настройках карты просто выберите объект камеры и установите режим просмотра камеры на автоматический (это важно, потому что, если вы установите его в режиме реального времени, камера всегда отправляет видео и перегревается).
• Затем нам нужна кнопка, чтобы делать фотографии с камеры. Это немного сложнее. Сначала нам нужно зайти в надстройку «Редактор файлов» (если у вас ее нет, вы можете установить ее из магазина надстроек) в папку конфигурации и создать новую папку для сохранения фотографий, в данном случае называемую камерой.Ниже приведен код текстового редактора для кнопки.

show_name: true
show_icon: true
type: button
tap_action:
  action: call-service
  service: camera.snapshot
  data:
    filename: /config/camera/telecamera_1_{{ now().strftime("%Y-%m-%d-%H:%M:%S") }}.jpg
         #change the entity name above with the name of the entity of your camera
  target:
    entity_id:
      - camera.telecamera_1 #change the entity name with the name of the entity of your camera
name: Take photo
icon_height: 50px
icon: mdi:camera
hold_action:
  action: none
		

• В камере тоже есть светодиод, хоть он и не способен осветить всю комнату. Для этого используем другую кнопку-карту, которая переключает яркость светодиода при нажатии.
• Последняя карта — это карта управления, которую настроим для управления серводвигателя. Итак, с этой картой у нас есть очень простой ползунок для управления углом мотора и для перемещения камеры.

Как это работает

Наконец-то камера работает, и в приложении Home Assistant видим то, что видит камера в режиме реального времени. Из приложения также можем заставить камеру двигаться, перемещая ползунок, чтобы смотреть на большее пространство. Как уже говорили, в камере также есть светодиод, хотя свет, который он излучает, не позволяет вам видеть ночью. Из приложения можно делать снимки с камеры, но нельзя снимать видео. Сделанные снимки можно увидеть в папке, которую мы создали ранее в Home Assistant. Чтобы вывести камеру на новый уровень, вы можете подключить камеру к датчику движения или датчику открытия двери, который при обнаружении движения сделает снимок с помощью камеры.

Теги: #esp