D. PETROVIĆ

1. januar 2020.

ESP32 je jedno veoma moćno parče silicijuma. Već više puta smo pisali o njemu, probali ga u raznim projektima, testirali, i ne možemo da se otmemo utisku da je ESP32 prevazišao Arduino ekosistem. Zato i ne čudi što se na tržištu mogu naći različite razvojne ploče koje kombinuju ESP32 sa raznim drugim modulima, čineći jednu celinu. Ovoga puta ćemo pisati o ploči koja kombinuje ESP32 i OV2640 kameru.

Ploča je osetno manja od standardnog ESP32 dev kita, sa manjim brojem pinova na hederima gde prvo primećujemo nedostatak ikakvog USB porta. Za programiranje ove ploče potreban je neki USB to TTL adapter. Najčešće se u „paketu” može kupiti ESP32-CAM sa FTDI adapterom, što je i naša preporuka, mada može i neki zasnovan na CP2102. Adapteri sa CH340 na ovoj ploči ne rade! ESP32 modul na ploči je Ai-Thinker ESP32S, koji je vrlo sličnih dimenzija kao i WROOM na dev kitu, s tom razlikom što je na SoC modulu dodata IPEX antena. Da bi se konektor sa antenom koristio, potrebno ga je spojiti sa SoC-om preko SMD otpornika od nula oma, a njega prethodno razdvojiti od štampane antene na modulu. Radi se o izuzetno zahtevnom poduhvatu, jer je otpornik mali i na nezgodnom mestu. Za to je potrebna odgovarajuća oprema, jer se ne može uraditi „iz ruke”. O samom ESP32S modulu nemamo mnogo toga novog da dodamo. Pod metalnom haubom je dvojezgarni MCU sa taktom od 80 megaherca i 32 megabita SPI fleša, sa Wi-Fi i Bluetooth radiom. Ono što je najvažnije, ESP32 na raspolaganju ima četiri megabajta PSRAM-a. Kada govorimo o kameri, napomenućemo da je u pitanju CMOS senzor od dva megapiksela koji je sposoban da pravi snimke u UXGA rezoluciji od 1600 × 1200 piksela uz 15 frejmova po sekundi.

Sa suprotne strane imamo slot mikro SD kartice sa preporukom proizvođača da to budu kartice do četiri gigabajta, s tim što smo mi probali i kartice od osam gigabajta bez ikakvih problema. Pored Flash LEDice tu je konektor OV2640 kamere. Pomoću ove kamere mogu da se naprave slike u formatima JPEG, BMP i GRAYSCALE. Osim OV2640, na FPC konektor možemo povezati i OV7670 kameru. ESP32 preko kamere omogućava video streaming, detekciju i prepoznavanje lica i još dosta toga.

Ploča ima 16 izvoda sa strana, od kojih su šest naponski. Na raspolaganju nam je još deset GPIO preko kojih ESP32 može ostvariti I2C, SPI i serijsku komunikaciju. Neki od GPIO se ne mogu koristiti za proširivanje projekta (IO0, recimo), dok je IO4 povezan sa LED. Dizajn ploče je odličan. Kao ploča koja je predviđena da bude u nekom kućištu, pozicija ’reset’ tastera je na idealnom mestu, na poleđini. U tom slučaju sočivo kamere i LED blic bi imali svoje otvore, kao i mikro SD slot sa strane. Na mreži se mogu naći primeri gde se ove kamere ugrađuju u lažna kućišta kamera koja im savršeno odgovaraju.

ESP32(-CAM) je potrebno dodati u IDE, a o tom postupku je već bilo reči na ovim stranicama. UART adapter se povezuje na RX/TX uz postavljanje IO0 LOW da bi se ploča prebacila u flash mode, drugim rečima, IO0 povezujemo sa GND. Za osnovni test koristimo primer za ESP32->Camera->CameraWebServer. S obzirom na to da je na tržištu više sličnih rešenja drugih proizvođača, za našu ploču u okviru skeča biramo CAMERA_MODEL_AI_THINKER, upisujemo parametre lokalne mreže i sve je spremno za prebacivanje skeča. Na internetu se može naći da mnogi imaju problema sa prebacivanjem skeča, gde su najčešći problemi loš data kabl (ili predugačak), slaba struja na USB portu računara ili loše postavke ploče u okviru IDE. U IDE za ploču treba odabrati ESP32 Wrover Module, a za Partition Scheme treba postaviti Huge APP (3MB No OTA). Ploče koje dođu bez PSRAM-a nemaju mogućnost prepoznavanja lica i slično, a opet, pogrešan izbor Partition Scheme će onemogućiti upload. Brownout, nestabilnost i problemi sa prebacivanjem skeča u najvećem broju slučajeva uzrokovani su lošim napajanjem. Apsolutni je imperativ da se ploča stalno napaja sa pet volti, uz poželjnih dva ampera struje.

Sam skeč uz neophodne biblioteke isuviše je kompleksan da bi imalo smisla opisivati ga. Istaćićemo to da se kompletna logika završava u setup funkciji. Loop nam ostaje za razradu projekta, što može biti dodavanje PIR senzora, senzora osvetljenja ili nečega drugog. ESP32 je zadržao preko 30 odsto memorije koja je i više nego dovoljna za dalju razradu. Ugrađena blic LEDica može se koristiti za osvetljavanje prilikom pravljenja snimaka, a mikro SD slot je integrisan u sistem. Ovaj primer nema mogućnost direktnog snimanja slika na karticu, što ostaje na nama, ipak radi se o razvojnoj ploči. Mada, rešenje koje se lako može integrisati u ovaj primer se može naći na mreži pretragom ključnih reči. Postoje rešenja koja su ovu ploču pretvorila u foto-aparat, gde je ’reset’ taster zapravo okidač, dok je kamera svo vreme u sleep modu.

ESP32 Cam dolazi sa standardnom podrškom koje ESP32 i inače ima. S obzirom na to da je ovo razvojna ploča, ono što u startu dobijamo je i više nego dovoljno. Po inicijalizaciji, kameri pristupamo putem IP adrese koju možemo videti na serijskom terminalu ili u listi povezanih uređaja na ruteru. ESP32 ima svoj server sa korisničkim interfejsom i bočnom trakom sa opcijama, dok je sa desne strane video stream u rezoluciji koju odaberemo. Opcija ima dosta, od odabira rezolucije, osnovnih podešavanja kamere i specijalnih efekata, do detekcije i prepoznavanja lica. Ove dve poslednje opcije rade samo u CIF rezoluciji i niže i u našem slučaju slabije osvetljenje je uzrokovalo i slabije funkcionisanje ove opcije. Snimak izgleda kao da vapi za svetlom. U najvećoj rezoluciji je primetan manji lag, a šum je takav kakav je – prisutan. Snimak je definitivno dosta bolji uz dnevno svetlo, dok pri slabijem može pomoći LED blic, ali ne treba očekivati previše.

Možemo da zaključimo da je ovo vrlo zanimljivo parče hardvera. Kvalitet snimka nije na nivou onog što možemo da vidimo kod kamera za video-nadzor. Međutim, sa druge strane, hardver tih kamera nije na nivou jednog ESP32. Ploča se može integrisati u razne servise, poput Home Assistant ukoliko ste sa Malinom „na ti”. Uz manje prepravke, postavljanje CAMERA_PIXEL_FORMAT u grayscale, a rezoluciju u VGA i niže, možemo je koristiti za skeniranje i detekciju QR kodova. Svakako preporučujemo ovu ploču, tim pre što je cena zaista povoljna, a mogućnosti velike. Ako se odlučite da je nabavite, ne zaboravite i FTDI adapter.