Caméra Wi-Fi ESP32-CAM avec Arduino

Configuration de la caméra OV2640

La caméra OV2640 se pilote en utilisant la bibliothèque « esp camera » déjà incluse dans les librairies par défaut de l’ESP32. Pour l’utiliser, il suffit simplement de la déclarer au début de notre programme par l’instruction suivante:

#include <esp_camera.h>

Nous allons regrouper l’initialisation et la configuration de la caméra OV2640 dans une fonction baptisée « InitialiserCamera » :

esp_err_t InitialiserCamera()
{
    // Variables locales de la fonction
    esp_err_t       Retour_L;

    return(Retour_L);
}

L’instruction proposée par la bibliothèque pour l’initialisation de la caméra est la fonction « esp_camera_init » qui prend en paramètre une structure de type « camera_config_t ». Nous commençons par déclarer cette structure avant de la renseigner:

camera_config_t ConfigurationCamera_L;

L’OV2640 étant un périphérique externe au microcontrôleur ESP32, il est nécessaire de préciser le brochage de cette caméra dans la structure. La fiche technique de l’ESP32-CAM du fabricant AI-Thinker nous fournit ces informations page 3. Nous en déduisons les valeurs suivantes:

ConfigurationCamera_L.pin_d0 = 5;
ConfigurationCamera_L.pin_d1 = 18;
ConfigurationCamera_L.pin_d2 = 19;
ConfigurationCamera_L.pin_d3 = 21;
ConfigurationCamera_L.pin_d4 = 36;
ConfigurationCamera_L.pin_d5 = 39;
ConfigurationCamera_L.pin_d6 = 34;
ConfigurationCamera_L.pin_d7 = 35;
ConfigurationCamera_L.pin_xclk = 0;
ConfigurationCamera_L.pin_pclk = 22;
ConfigurationCamera_L.pin_vsync = 25;
ConfigurationCamera_L.pin_href = 23;
ConfigurationCamera_L.pin_sscb_sda = 26;
ConfigurationCamera_L.pin_sscb_scl = 27;
ConfigurationCamera_L.pin_pwdn = 32;

Il est également à préciser que l’entrée « ResetB » (broche C6) de l’OV2640 n’est pas câblée à l’ESP32. On indique à la bibliothèque que cette entrée ne sera pas utilisée par la valeur « -1 » :

ConfigurationCamera_L.pin_reset = -1;

Utilisée en mode esclave, la caméra OV2640 nécessite en entrée un signal d’horloge.  Pour fournir ce signal, nous allons utiliser le générateur de fréquence 0 (PWM0) du microcontrôleur ESP32 à une fréquence de 20 MHz:

ConfigurationCamera_L.ledc_channel = LEDC_CHANNEL_0;
ConfigurationCamera_L.ledc_timer = LEDC_TIMER_0;
ConfigurationCamera_L.xclk_freq_hz = 20000000;

Le format de compression jpeg est choisi avec l’utilisation de 2 buffers:

ConfigurationCamera_L.pixel_format = PIXFORMAT_JPEG;
ConfigurationCamera_L.fb_count = 2;

Sur une échelle de 63 (qualité bas) à 0 (meilleur qualité), nous choisissons un niveau de 10:

ConfigurationCamera_L.jpeg_quality = 10;

La caméra est capable d’acquérir des images au format UXGA (1632×1232) cependant afin d’avoir une vidéo fluide sur notre navigateur internet nous abaissons cette résolution au format SVGA (800×600):

ConfigurationCamera_L.frame_size = FRAMESIZE_SVGA;

Maintenant que la structure « ConfigurationCamera_L » est remplie, il reste à lancer l’initialisation de la caméra pour finaliser la fonction « InitialiserCamera » :

Retour_L=esp_camera_init(&ConfigurationCamera_L);
if (Retour_L == ESP_OK)
{
    Serial.printf("La camera est initialisee\n");
}
else
{
    Serial.printf("Erreur 0x%x lors de l'initialisation de la camera\n", Retour_L);
}

Lors de l’appel de cette fonction d’initialisation de la caméra dans la fonction « setup » nous choisissons de transmettre le code d’erreur par e-mail si l’initialisation échoue.

Retour_L = InitialiserCamera();
if(Retour_L == ESP_OK)
{
  sprintf(Buffer_L,"<p><strong>La caméra a démarré avec succès !</strong></p><p>Cliquez sur le lien \"http://%u.%u.%u.%u\" pour vous connecter.</p>", AdresseIpLocale_G[0], AdresseIpLocale_G[1], AdresseIpLocale_G[2], AdresseIpLocale_G[3]);
}
else
{
  sprintf(Buffer_L,"<p><strong>Erreur d'initialisation de la caméra !</strong></p><p>L'erreur 0x%x a été rencontrée.</p>", Retour_L);
}
EnvoyerEmail("Démarrage de la caméra Wi-Fi", Buffer_L);

Après ces différents ajouts de ligne de code, nous arrivons au programme suivant:

// Déclaration des bibliothèques utilisées
#include <WiFi.h>
#include <ESP32_MailClient.h>
#include <esp_camera.h>

// Définition des constantes globales
#define PORT_LED_FLASH      4   // Numéro de port auquel est branchée la LED servant de flash.
 
// Déclaration globales
IPAddress AdresseIpLocale_G; // Permet de mémoriser l'adresse IP de la carte ESP32-CAM

// Fonction de démarrage, s'exécute une seule fois:
void setup()
{
    // Constantes de la fonction
    const char* SSID_L = "LiveBox_1324"; // Nom du réseau Wi-Fi
    const char* MOT_DE_PASSE_L = "12345?ABCDE"; // Mot De Passe du réseau

    // Variables de la fonction
    wl_status_t StatutConnexion_L; // Pour mémoriser l'état de la connexion
    esp_err_t   Retour_L;

    // Variables de la fonction
    char Buffer_L[200];

    pinMode(PORT_LED_FLASH, OUTPUT); // Initialisation en "sortie" de la broche d'E/S connectée au flash
    WiFi.begin(SSID_L, MOT_DE_PASSE_L); // Tentative de connexion au point d'accès Wi-Fi
    StatutConnexion_L = WiFi.status(); // Lecture de l'état de la connexion et mémorisation dans la variable "StatutConnexion_L"
    while ((StatutConnexion_L != WL_NO_SSID_AVAIL)&&(StatutConnexion_L != WL_CONNECTED)&&(StatutConnexion_L != WL_CONNECT_FAILED))
    {
        digitalWrite(PORT_LED_FLASH, HIGH);
        delay(100);
        digitalWrite(PORT_LED_FLASH, LOW);
        delay(500);
        StatutConnexion_L = WiFi.status(); // Lecture de l'état de la connexion et mémorisation dans la variable "StatutConnexion_L"
    }

    Serial.begin(115200); // Ouverture du port série à 115200 bauds

    // Affichage du résultat de la tentative de connexion
    if (StatutConnexion_L == WL_CONNECTED)
    {
        Serial.println("Connection OK");
        AdresseIpLocale_G = WiFi.localIP(); // Mémorisation de l'adresse actuelle
        Retour_L = InitialiserCamera();
        if(Retour_L == ESP_OK)
        {
          sprintf(Buffer_L,"<p><strong>La caméra a démarré avec succès !</strong></p><p>Cliquez sur le lien \"http://%u.%u.%u.%u\" pour vous connecter.</p>", AdresseIpLocale_G[0], AdresseIpLocale_G[1], AdresseIpLocale_G[2], AdresseIpLocale_G[3]);
        }
        else
        {
          sprintf(Buffer_L,"<p><strong>Erreur d'initialisation de la caméra !</strong></p><p>L'erreur 0x%x a été rencontrée.</p>", Retour_L);
        }
        EnvoyerEmail("Démarrage de la caméra Wi-Fi", Buffer_L);
    }
    else if (StatutConnexion_L == WL_NO_SSID_AVAIL)
    {
        Serial.println("SSID introuvable");
    }
    else if (StatutConnexion_L == WL_CONNECT_FAILED)
    {
        Serial.println("Mot de passe KO");
    }
    else
    {
        Serial.println("Autre erreur");
    }
}

// Fonction principale du programme, s'exécute en boucle:
void loop()
{
    // Variables de la fonction
    char Buffer_L[200];

    if(WiFi.status()==WL_CONNECTED)
    {  
        // Internet est disponible
        if (WiFi.localIP()!=AdresseIpLocale_G)
        {
            // L'ESP32-CAM vient d'obtenir une nouvelle adresse IP
            AdresseIpLocale_G = WiFi.localIP(); // Mémorisation de l'adresse actuelle
            sprintf(Buffer_L,"<p><strong>La caméra a changé d'adresse IP</strong></p><p>Cliquez sur le lien \"http://%u.%u.%u.%u\" pour vous connecter.</p>", AdresseIpLocale_G[0], AdresseIpLocale_G[1], AdresseIpLocale_G[2], AdresseIpLocale_G[3]);
            EnvoyerEmail("Changement d'adresse IP de la caméra Wi-Fi", Buffer_L);
        }
    }
    else
    {
        // Pas de connexion internet
        digitalWrite(PORT_LED_FLASH, HIGH);
        delay(100);
        digitalWrite(PORT_LED_FLASH, LOW);
        delay(500);
    }
}

void EnvoyerEmail(const char *pObjet_P, const char *pMessage_P)
{
    const char* ADRESSE_EMAIL_EMISSION_L = "votremaildetest@gmail.com";
    const char* MOT_DE_PASSE_EMAIL_EMISSION_L = "12345MoteDePasseMail";
    const char* ADRESSE_SERVEUR_SMTP_L = "smtp.gmail.com";
    int PORT_SERVEUR_SMTP_L = 465; // Port SSL utilisé
    const char* ADRESSE_EMAIL_DESTINATAIRE_L = "votremail@gmail.com";

    // Variables locales de la fonction
    SMTPData DonneesEmail_L;  // Données de l'e-mail à envoyer
    
    // Les caractéristique de l'e-mail sont renseignées
    DonneesEmail_L.setLogin(ADRESSE_SERVEUR_SMTP_L, PORT_SERVEUR_SMTP_L, ADRESSE_EMAIL_EMISSION_L, MOT_DE_PASSE_EMAIL_EMISSION_L); // Identifiants de connexion au serveur SMTP
    DonneesEmail_L.setSender("Camera Wi-Fi", ADRESSE_EMAIL_EMISSION_L); // Nom et adresse email de l'emetteur
    DonneesEmail_L.setPriority("Normal"); // Niveau d'importance du mail
    DonneesEmail_L.setSubject(pObjet_P);  // Objet du mail
    DonneesEmail_L.setMessage(pMessage_P, true); // Contenu du message au format HTML
    DonneesEmail_L.addRecipient(ADRESSE_EMAIL_DESTINATAIRE_L);  // Adresse du destinataire
    
    //Emission de l'e-mail
    if (!MailClient.sendMail(DonneesEmail_L))
    {
      Serial.println("Erreur lors de l'envoi d'e-mail:" + MailClient.smtpErrorReason());
    }
    DonneesEmail_L.empty(); // Nettoyage des données d'envoi d'e-mail
}

esp_err_t InitialiserCamera()
{
    // Variables locales de la fonction
    esp_err_t       Retour_L;
    camera_config_t ConfigurationCamera_L;

    // Cablage de la caméra sur l'ESP32-CAM du fabricant AI-Thinker
    ConfigurationCamera_L.pin_d0 = 5;
    ConfigurationCamera_L.pin_d1 = 18;
    ConfigurationCamera_L.pin_d2 = 19;
    ConfigurationCamera_L.pin_d3 = 21;
    ConfigurationCamera_L.pin_d4 = 36;
    ConfigurationCamera_L.pin_d5 = 39;
    ConfigurationCamera_L.pin_d6 = 34;
    ConfigurationCamera_L.pin_d7 = 35;
    ConfigurationCamera_L.pin_xclk = 0;
    ConfigurationCamera_L.pin_pclk = 22;
    ConfigurationCamera_L.pin_vsync = 25;
    ConfigurationCamera_L.pin_href = 23;
    ConfigurationCamera_L.pin_sscb_sda = 26;
    ConfigurationCamera_L.pin_sscb_scl = 27;
    ConfigurationCamera_L.pin_pwdn = 32;
    ConfigurationCamera_L.pin_reset = -1;

    // La génération du signal d'horloge
    ConfigurationCamera_L.ledc_channel = LEDC_CHANNEL_0;
    ConfigurationCamera_L.ledc_timer = LEDC_TIMER_0;
    ConfigurationCamera_L.xclk_freq_hz = 20000000;

    // Compression jpeg
    ConfigurationCamera_L.pixel_format = PIXFORMAT_JPEG;
    ConfigurationCamera_L.fb_count = 2;
    ConfigurationCamera_L.jpeg_quality = 10;

    // Résolution de l'image
    ConfigurationCamera_L.frame_size = FRAMESIZE_SVGA;

    // Lancement de l'initialisation de la caméra
    Retour_L=esp_camera_init(&ConfigurationCamera_L);
    if (Retour_L == ESP_OK)
    {
        Serial.printf("La camera est initialisee\n");
    }
    else
    {
        Serial.printf("Erreur 0x%x lors de l'initialisation de la camera\n", Retour_L);
    }
    return(Retour_L);
}

Afin de valider cette nouvelle étape du programme Arduino de caméra Wi-Fi , vous pouvez le compiler puis le transférer dans l’ESP32-CAM.

Lorsque vous visualisez les traces de déverminage, un message « La camera est initialisee » vous confirme que l’initialisation de la caméra OV260 s’est bien déroulée.

Traces du compte-rendu de l'initialisation de la caméra

Maintenant que cette étape est validée, passons à la création du serveur de flux vidéo pour terminer le programme (page suivante).

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2 réponses à Caméra Wi-Fi ESP32-CAM avec Arduino

  1. bariod dit :

    Bonjour et félicitations pour ce tuto.
    Pourrait-il être utilisé pour détecter la sortie de pelouse (plus de vert) par un robot tondeuse ?
    Merci d’avance si vous me répondez.

    • Nico dit :

      Bonjour,
      Merci pour ce retour

      Effectivement, en disposant la caméra verticalement à quelques centimètres du sol, l’image sera plus ou moins remplie de vert en fonction de la hauteur de pousse de l’herbe.
      Une solution de programme de « détection de sortie de tondeuse » réalisé avec l’ESP32-CAM est d’effectuer les actions suivantes :
      • Prendre 1 photo par jour
      • Analyser la quantité de pixels verts de l’image à partir d’un algorithme
      • Déclencher le robot tondeuse au-delà d’un certain niveau de « verdure » de la photo
      Et voilà 😉

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