2023年11月4日 - 流行の科学技術を勝手に追いかけるブログ人工知能仮想現実ブロックチェーン

Freenove ESP32-WROVER Board CAMを購入しました。その２

次はカメラの動作を確認します。

ESP32のカメラモジュールの動作を確認するためには、いくつかのステップを踏む必要があります。以下に一般的な手順を示しますが、具体的な手順は使用しているカメラモジュールとプログラミング環境に依存します。

カメラモジュールの接続を確認する:
- カメラモジュールがESP32ボードに正しく物理的に接続されているかを確認してください。
- ピン配列を再確認し、カメラモジュールが正しいピンに接続されていることを確認してください。
ライブラリとドライバをインストールする:
- 使用している開発環境に必要なライブラリやドライバをインストールします。Arduino IDEを使用している場合は、ESP32のカメラを扱うためのライブラリをインストールする必要があります。
サンプルコードを試す:
- 多くの開発環境にはカメラモジュールの動作を確認するためのサンプルコードが用意されています。これを使って、基本的な動作をテストすることができます。
- サンプルコードをボードにアップロードし、シリアルモニターまたは指定されたIPアドレスをウェブブラウザで開いて、カメラの映像を確認します。
動作確認:
- サンプルコードが正常に動作すれば、カメラが写真を撮影したり、ビデオストリームを送信したりできるはずです。
- ウェブインターフェースやアプリケーションを通じて、カメラの映像が表示されるかどうかを確認してください。
トラブルシューティング:
- もしカメラが期待通りに動作しない場合は、トラブルシューティングが必要になります。
- カメラの電源供給が適切か、接続ピンに問題がないか、ソフトウェアの設定が正しいかなど、一つ一つ確認していきます。

最大1310720バイトのフラッシュメモリのうち、スケッチが247221バイト（18%）を使っています。最大327680バイトのRAMのうち、グローバル変数が21040バイト（6%）を使っていて、ローカル変数で306640バイト使うことができます。 esptool.py v4.5.1 Serial port COM1 Connecting……………………………….. A fatal error occurred: Failed to connect to ESP32: No serial data received. For troubleshooting steps visit: https://docs.espressif.com/projects/esptool/en/latest/troubleshooting.html Failed uploading: uploading error: exit status 2

「Failed to connect to ESP32: No serial data received」というエラーメッセージは、ESP32デバイスとコンピュータ間の通信に何らかの問題があることを示しています。このエラーを解決するためには、いくつかのトラブルシューティングのステップを実行する必要があります。

以下に、問題解決のための一般的なステップをいくつか紹介します：

シリアルポートを確認:
- コンピュータに接続されている正しいシリアルポートが選択されているか確認してください。Arduino IDEなどの開発環境でポートをチェックします。
USBケーブルを確認:
- USBケーブルがきちんと接続されていること、または壊れていないことを確認します。必要であれば、異なるUSBケーブルを試してみてください。
ドライバを確認:
- ESP32をコンピュータに接続するための適切なドライバがインストールされていることを確認します。CP210xやCH340などのドライバがよく使われます。
ESP32ボードのリセット:
- アップロードが開始する直前にESP32のリセットボタンを押すことで、アップロードモードに入ることができます。
ブートモード:
- ESP32が正しくブートモードに入っているかを確認します。IO0をGNDに接続してからリセットすることでブートモードに入ります。
PCやIDEの再起動:
- コンピュータや開発環境の再起動で問題が解決する場合もあります。
開発ボードの交換:
- ESP32ボード自体に問題があるかもしれません。可能であれば別のボードで試してみてください。

USBをPCへ挿すとドライバが自動的にインストールされます。IDE側が認識するまで数分時間がかかりました。COM1しかなかったところ、COM3が新しくリストに出てきたので選択したところ問題なく動きました。

ひとまずPCを変えたのでLED点滅の確認。

  int LED = 12;
  
  void setup() {
  // put your setup code here, to run once:
  pinMode(LED, OUTPUT);
}

void loop() {
  // put your main code here, to run repeatedly:
  digitalWrite(LED, HIGH);
  delay(500);
  digitalWrite(LED, LOW);
  delay(500);
}

int LED = 12;

void setup() {

// put your setup code here, to run once:

pinMode(LED, OUTPUT);

}

void loop() {

// put your main code here, to run repeatedly:

digitalWrite(LED, HIGH);

delay(500);

digitalWrite(LED, LOW);

delay(500);

}

ESP32-CAMを使用してカメラの映像を取得し、それを確認するプロセスはいくつかのステップに分けられます。以下は、基本的なガイドラインです。

必要なもの

ESP32-CAMボード
USB to Serialコンバータ（ボードをプログラムするため）
カメラがボードに接続されていること
Arduino IDEまたはその他のプログラミング環境

ステップ

Arduino IDEのセットアップ
ESP32のサポートをArduino IDEに追加します。Arduino IDEの「ファイル」→「環境設定」で「追加のボードマネージャのURL」にESP32のURLを追加します。
ボードの選択
ツール→ボード→ボードマネージャで「ESP32」を検索し、インストールします。その後、ボードリストからESP32 Wrover Moduleを選択します。
カメラサンプルのロード
ファイル→例→ESP32→Camera→CameraWebServerを開きます。
設定のカスタマイズ
スケッチ内のWIFI_SSIDとWIFI_PASSWORDを適切なものに変更します。
ボードへのアップロード
適切なCOMポートを選択し、アップロードします。
シリアルモニタの使用
ボードがリセットされた後、シリアルモニタを開き、IPアドレスを探します。そのIPアドレスにWebブラウザでアクセスすると、カメラの映像を確認できるはずです。

もしカメラの映像が見られない場合、いくつかのトラブルシューティングを試みる必要があります。配線の確認、ボードのリセット、電源の供給などの基本的なことから始めてみてください。また、使用するカメラモデルに合わせてスケッチ内のカメラモデル設定を適切に選択することも忘れないでください。

このプロセスがうまく行くと、カメラの映像をWebブラウザでリアルタイムに見ることができるようになります。もしステップごとの詳しい説明や、具体的なコード例が必要な場合は教えてください。

Wi-FiネットワークのSSID（Service Set Identifier）とパスワードを見つけるには以下の方法を試すことができます。

SSIDを見つける方法:

Wi-Fiルーターをチェック: 多くのルーターにはSSIDが記載されているステッカーが貼られています。
既に接続されているデバイスをチェック: スマートフォンやPCなど、既にネットワークに接続されているデバイスで利用可能なネットワークのリストを表示し、SSIDを探します。
ルーターの管理ページにアクセス: ブラウザからルーターのIPアドレスにアクセスし、ログインしてSSIDを確認します。

パスワードを見つける方法:

ルーターをチェック: ルーターのステッカーにパスワードが記載されていることがあります。
既に接続されているデバイスを利用: 一部のデバイスでは、セキュリティ設定で保存されたWi-Fiパスワードを表示するオプションがあります。
ルーターの管理ページ: ブラウザからルーターの管理ページにアクセスし、Wi-Fiのセキュリティ設定でパスワードを確認または変更できます。
ルーターのマニュアルを確認: マニュアルにデフォルトのパスワードが記載されていることがあります。ただし、セキュリティ向上のために変更されていることが多いです。
リセット: 他の方法が使えない場合、ルーターを工場出荷時の状態にリセットするとデフォルトのSSIDとパスワードが適用されます。この操作は、ルーター上のリセットボタンを使って行いますが、この方法では全ての設定が失われるので注意が必要です。

安全を保つために、パスワードは他人と共有しないようにし、不明なデバイスからのアクセスがないように管理することが重要です。また、パスワードを変更する際は、十分な強度のあるものにすることをお勧めします。

#include "esp_camera.h"
#include <WiFi.h>
//
// WARNING!!! PSRAM IC required for UXGA resolution and high JPEG quality
//            Ensure ESP32 Wrover Module or other board with PSRAM is selected
//            Partial images will be transmitted if image exceeds buffer size
//

// Select camera model
#define CAMERA_MODEL_WROVER_KIT // Has PSRAM

#include "camera_pins.h"

const char* ssid = "ルーターの機種名のような記述";
const char* password = "暗号キー";

void startCameraServer();

void setup() {
  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 = 25000000;
  config.pixel_format = PIXFORMAT_JPEG;
  
  // if PSRAM IC present, init with UXGA resolution and higher JPEG quality
  //                      for larger pre-allocated frame buffer.
  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;
  }

  // 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();
  // drop down frame size for higher initial frame rate
  s->set_framesize(s, FRAMESIZE_VGA);

  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);
}

#include "esp_camera.h"

#include <WiFi.h>

// WARNING!!! PSRAM IC required for UXGA resolution and high JPEG quality

// Ensure ESP32 Wrover Module or other board with PSRAM is selected

// Partial images will be transmitted if image exceeds buffer size

// Select camera model

#define CAMERA_MODEL_WROVER_KIT // Has PSRAM

#include "camera_pins.h"

const char* ssid = "ルーターの機種名のような記述";

const char* password = "暗号キー";

void startCameraServer();

void setup() {

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 = 25000000;

config.pixel_format = PIXFORMAT_JPEG;

// if PSRAM IC present, init with UXGA resolution and higher JPEG quality

// for larger pre-allocated frame buffer.

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;

}

// 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();

// drop down frame size for higher initial frame rate

s->set_framesize(s, FRAMESIZE_VGA);

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);

}

提供されたコードは、ESP32カメラモジュールをセットアップしてWi-Fiネットワークに接続し、カメラサーバーを起動するためのものです。映像を確認するには、以下の手順を実行します。

シリアルモニタを確認する: ESP32デバイスがWi-Fiに接続されると、シリアルモニタにローカルIPアドレスが表示されます。このIPアドレスは、デバイスがローカルネットワーク内で使用しているアドレスです。もし、IPアドレスがシリアルモニタに表示さらない場合は、シリアルモニタのボーレート（通信速度）がコードに設定されている値と一致していることを確認します。コードでは Serial.begin(115200); と設定されているので、シリアルモニタも115200に設定する必要があります。設定を変更したら再度書き込みをします。
ウェブブラウザを使用する: コンピューターやスマートフォンのウェブブラウザを開き、シリアルモニタに表示されたIPアドレスをURLバーに入力します。例えば、IPアドレスが 192.168.1.10 だった場合、ブラウザに http://192.168.1.10 と入力します。
カメラインターフェースにアクセスする: 正しいIPアドレスをブラウザに入力すると、ESP32カメラのウェブインターフェースにアクセスできます。このインターフェースを通じて映像を見ることができるだけでなく、カメラ設定を変更したり、写真を撮ったりすることも可能です。

Freenove ESP32-WROVER Board CAMを購入しました。

FreenoveのESP32-WROVERボードは、さまざまな電子プロジェクトや教育目的でよく使用されるマイクロコントローラーボードです。このボードはESP32チップセットを搭載しており、Wi-FiとBluetoothの機能を内蔵しています。Freenoveは通常、そのようなボードとともに詳細なチュートリアルやプロジェクトガイドを提供しているので、プログラミングや電子工学の初心者にも扱いやすいです。

アップロードされた画像

画像に写っているのはFreenoveのESP32-WROVERボードとUSBケーブル、そして小型のカメラモジュールです。ESP32-WROVERはWi-FiとBluetoothを内蔵した強力なマイクロコントローラで、さまざまなIoT（モノのインターネット）アプリケーションに適しています。このボードには、外部機器やGPIOピンを接続するための複数のインターフェースがあります。

同梱されているカメラモジュールが示しているように、このキットは画像の取得や処理に関わるアプリケーションに使用することができます。これには、自宅の監視カメラ、QRコードリーダー、AIを組み込んだ物体認識タスクなどの進んでいて興味深いプロジェクトが含まれます。

このボードを使用するには以下の手順を通常踏みます：

USBケーブルを使ってコンピュータに接続します。
Arduino IDEやEspressifのESP-IDFなど、必要なドライバと開発環境をコンピュータにインストールします。
開発環境を設定して、ESP32-WROVERボードを認識させます。
カメラや他の接続されたセンサーやデバイスを制御するためのファームウェアでボードをプログラミングし始めます。

FreenoveのESP32-WROVERボードとカメラモジュールの使用を開始するための手順を詳しく説明します。

1. ハードウェアの接続

ESP32ボードをコンピューターにUSBケーブルで接続します。
カメラモジュールをボードのカメラインターフェースに接続します。

2. 開発環境の準備

Arduino IDEをダウンロードしてインストールします。（Arduino公式サイトから入手できます。）
Arduino IDEを起動し、[ファイル] > [環境設定] で「追加のボードマネージャのURL」にESP32のボードマネージャのURLを追加します。
- 通常は https://dl.espressif.com/dl/package_esp32_index.json を使用します。
[ツール] > [ボード] > [ボードマネージャ]を開き、「ESP32」と検索して、出てきたリストからESP32 by Espressif Systemsをインストールします。

3. ボードとポートの選択

ツールメニューからボードを「ESP32 Wrover Module」に設定します。
正しいCOMポートを選択します（Windowsの場合は「COMx」と表示され、Macの場合は「/dev/cu.xxxxx」と表示されます）。どれがESP32ボードに割り当てられているかは、ボードを接続してArduino IDEの[ツール] > [ポート]を見ることで確認できます。

4. プログラムの書き込み

サンプルプログラムを開きます。[ファイル] > [サンプル] > [ESP32] > [Camera]などから、カメラを使用するサンプルプログラムを選ぶことができます。
サンプルプログラムをボードに合わせて必要に応じて修正します。例えば、Wi-Fi設定やカメラモジュールのピン設定などがあります。
プログラムをボードにアップロードします。[スケッチ] > [アップロード]を選択するか、ツールバーの右矢印のアイコンをクリックします。

5. シリアルモニタの使用

プログラムによっては、シリアルモニタを通じてボードからの出力を見る必要があるかもしれません。[ツール] > [シリアルモニタ]を開いて確認します。

6. カメラの動作確認

サンプルプログラムがカメラの映像をウェブサーバーにストリーミングするものであれば、ボードが提供するIPアドレスにウェブブラウザからアクセスして映像を確認します。

トラブルシューティング

もしプログラムのアップロードやボードの動作に問題がある場合は、エラーメッセージを確認してトラブルシューティングの手順を行います。ボードが認識されない、アップロードに失敗するなどの問題が起きた時は、ドライバの問題やUSBケーブルの問題など様々な原因が考えられます。

このメッセージは、ESP32へのスケッチのアップロードが成功したことを示しています。ここで表示されているのは、プログラム（スケッチ）がフラッシュメモリに書き込まれ、その後、書き込まれたデータが検証されたというプロセスのログです。

プロセスの要点をまとめると以下の通りです：

esptool.py：これはESP32ボードにスケッチをアップロードするために使われるPythonスクリプトです。
COMポートの確認：シリアルポートが認識され、COM6が使用されています。
ボードの情報の取得：ESP32-D0WD-V3 チップの詳細な情報が取得され、この情報にはクリスタルの周波数やMACアドレスも含まれています。
スタブのアップロード：アップロードプロセス中に使用される一時的なプログラムであるスタブがボードにアップロードされています。
ボーレートの変更：アップロードの速度を上げるために、ボーレートがデフォルトから921600に変更されています。
フラッシュサイズの設定：アップロードするプログラムのサイズに基づいてフラッシュメモリのどの部分を消去するかが設定されています。
データのアップロード：様々なセクションへのデータの書き込みが成功し、それぞれのセクションのハッシュが検証されています。
アップロード完了とリセット：全てのデータのアップロードが終了し、ボードはハードリセットを行っています。

このログによれば、アップロードは正常に完了しており、ESP32ボードはリセットされて通常通り動作する準備が整っています。これであなたのスケッチがESP32デバイス上で実行されるはずです。プログラムが意図したとおりに動作しているかを確認するためには、シリアルモニタを開いて出力を確認するか、その他のデバッグ手段を用いる必要があります。

/*
  フェード

  この例では、analogWrite()関数を使用してピン9に接続されたLEDをフェードさせる方法を示します。

  analogWrite()関数はPWMを使用しますので、使用するピンを変更する場合は、
  別のPWM対応ピンを使用してください。ほとんどのArduinoでは、PWMピンは"~"記号で
  識別されます。例えば ~3, ~5, ~6, ~9, ~10, ~11 などです。

  この例のコードはパブリックドメインです。

  https://www.arduino.cc/en/Tutorial/BuiltInExamples/Fade
*/

int led = 9;         // LEDが接続されているPWMピン
int brightness = 0;  // LEDの明るさ
int fadeAmount = 5;  // LEDをフェードさせるポイントの数

// setupルーチンは、リセットを押すと一度だけ実行されます：
void setup() {
  // ピン9を出力として宣言します：
  pinMode(led, OUTPUT);
}

// loopルーチンは永遠に何度も実行されます：
void loop() {
  // ピン9の明るさを設定します：
  analogWrite(led, brightness);

  // 次回のループでの明るさを変更します：
  brightness = brightness + fadeAmount;

  // フェードの端でフェードの方向を逆にします：
  if (brightness <= 0 || brightness >= 255) {
    fadeAmount = -fadeAmount;
  }
  // 調光効果を確認するために30ミリ秒待ちます
  delay(30);
}

フェード

この例では、analogWrite()関数を使用してピン9に接続されたLEDをフェードさせる方法を示します。

analogWrite()関数はPWMを使用しますので、使用するピンを変更する場合は、

別のPWM対応ピンを使用してください。ほとんどのArduinoでは、PWMピンは"~"記号で

識別されます。例えば ~3, ~5, ~6, ~9, ~10, ~11 などです。

この例のコードはパブリックドメインです。

https://www.arduino.cc/en/Tutorial/BuiltInExamples/Fade

int led = 9; // LEDが接続されているPWMピン

int brightness = 0; // LEDの明るさ

int fadeAmount = 5; // LEDをフェードさせるポイントの数

// setupルーチンは、リセットを押すと一度だけ実行されます：

void setup() {

// ピン9を出力として宣言します：

pinMode(led, OUTPUT);

}

// loopルーチンは永遠に何度も実行されます：

void loop() {

// ピン9の明るさを設定します：

analogWrite(led, brightness);

// 次回のループでの明るさを変更します：

brightness = brightness + fadeAmount;

// フェードの端でフェードの方向を逆にします：

if (brightness <= 0 || brightness >= 255) {

fadeAmount = -fadeAmount;

}

// 調光効果を確認するために30ミリ秒待ちます

delay(30);

}

LEDをArduinoに接続する基本的な方法は次のとおりです：

LEDの極性を確認する： LEDにはアノード（長い足、プラス側）とカソード（短い足、マイナス側）があります。
抵抗を使用する： LEDを直接Arduinoのピンに接続すると、過剰な電流でLEDが壊れる可能性があります。そのため、適切な抵抗（一般的には220Ωから1kΩ）をシリーズに接続して電流を制限します。
接続：
- アノード（長い足）をArduinoのデジタル出力ピンに接続します。サンプルコードではピン9を使用していますが、他のPWMが使えるピンでも構いません。
- カソード（短い足）を抵抗に接続し、抵抗のもう一端をArduinoのGNDピンに接続します。
コードをアップロードする： Arduino IDEから提供されたサンプルコードをアップロードします。
動作確認： Arduinoに電源を供給すると、LEDがフェードイン（明るくなる）とフェードアウト（暗くなる）を繰り返すはずです。

LEDの極性を間違えてしまうと、LEDは光りません。その場合は、LEDの足を逆にして再度試してみてください。また、使用する抵抗の値はLEDの仕様と使用する電源の電圧によって異なるため、LEDのデータシートを確認するか、オームの法則を使用して計算してください。

アップロードされた画像

画像には、Freenove ESP32-WROVER-CAM開発ボードのピンアウト図が示されています。この図は、各GPIOピンの機能を詳細に説明しており、アナログからデジタルへの変換機能（ADC）、デジタル入出力（GPIO）、シリアル通信（I2C, SPI）、PWM出力などの機能を持つピンを識別するのに役立ちます。

もしGPIO0（表記はIO0ともされます）が利用できない場合、このピンアウト図に基づいて他のピンを選択できます。アナログ入力が必要な場合は、ADC1_CH0からADC1_CH7またはADC2_CH0からADC2_CH9までのいずれかのピンを使用できます。ただし、ESP32ではADC2チャンネルがWi-Fi機能と共有されているため、Wi-Fiを使用しているときはADC2チャンネルをアナログ読み取りに使用することはできません。

もしGPIO0の代わりに別のデジタルピンが必要な場合は、ピンアウト図からGPIO1からGPIO39までの範囲のいずれかのピンを選ぶことができます（ただし、ピンの中には入力専用や特定の機能に予約されているものもあります）。

次回はカメラを試してみます。

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