【FastBond分享】环境监测之定时图像采集

电子森林 2021-12-30 19:00

FastBond “你创意,我买单”活动已经结束了!来看看小伙伴们在这次活动中都设计了些什么吧!



项目介绍:
在日常的工作生活中,定时图像采集可以发挥非常重要的作用,如农作物的生长情况监测,气象状况监测,天文现象的监测。而常用的可延时摄影的设备多多少少存在痛点,详细可以参考下表。
因而,我们期望得到各方面都优于手机和相机的设备。
基本功能:
  • 基于ESP32-CAM开发的供电+LED恒流驱动扩展板
  • 由ESP32作为主控控制OV2640摄像头采集环境图像数据
  • 控制外设:ADI LTC3245IMSE芯片驱动LED灯珠
  • 长时间供电:Meixin MAX16802AEUA作为供电
  • 编程控制:上位机Raspberry B3或可执行python的脚本,实现定时拍照和图片保存
  • 容量拓展:将图片存储在上位机因而突破容量限制
  • 镜头升级:通过更换镜头组件即可实现镜头升级

项目环境:
  • Arduino v1.8.16: 一款便捷灵活、方便上手的开源电子原型平台
  • arduino-esp32 v2.0.0: ESP32平台的Arduino开发库
  • Kicad 5.1.10: 是一款用于电子设计自动化(EDA) 的开源软件套件
  • python 3.8: 一款编程语言, 用于

系统框图
项目用到的板卡、芯片、模块、仪器、设备等介绍
  • 硬件:ESP32-CAM
是安信可最新发布小尺寸的摄像头模组

  • 电源 LTC3245IMSE#PBF
LTC3245 是ADI公司的一款开关电容器降压-升压型 DC/DC 产生稳压输出(3.3V、5V 或 可调)从 2.7V 到 38V 输入。
>> 数据手册:
https://www.datasheet5.com/part/LTC3245IMSE%23PBF/Linear Technology
>> 电源 LTC3245IMSE#PBF模型:
https://supplyframe.componentsearchengine.com/part.php?partID=234649

  • LED恒流驱动 MAX16802AEUA+T
来自美信的, MAX16801A/B/MAX16802A/B高亮度(HB) LED 驱动器控制 IC 包含所需的所有电路 用于设计宽输入电压范围的 LED 驱动器 用于一般照明和显示应用。

>>数据手册:
https://www.datasheet5.com/part/MAX16802AEUA%2BT/Maxim Integrated Products
>>LED恒流驱动 MAX16802AEUA+T 模型:
https://app.ultralibrarian.com/details/e0fc5c67-10a1-11e9-ab3a-0a3560a4cccc/Maxim-Integrated-Products/MAX16802AEUA-T?uid=538d98e59d318c4a


一. 电路设计
1、导入封装,通过符号编辑器, 创建原件库ESP32-Time-Lapse-Photo, 导入ESP32的元件库。




2、绘制原理图

3、分配封装

3、更新到PCB中

4、布局

5、铺铜

6、布线

二、成品打样


三. 如何使用
1. 使用编译好的二进制程序
  • 下载编译好的二进制程序

  • 安装CH340串口驱动

  • 使用Arduino将二进制程序上传到开发开发板上


2. 使用源码编译烧录
  • 设置wifi账号密码const char* SSID     = "sxxx";
    const char* PASSWD = "xxx";

  • 安装CH340串口驱动

  • 使用Arduino编译烧录到开发板上

  • 上位机软件安装

  • 修改`main.py`, 将IP修改为ESP32-CAM的IP

  • 上位机安装python3.8, 运行程序`python main.py`

  • 程序每分钟会从ESP-32-CAM中下载图片到本机

3. 代码说明
使用ESP32-cam库,连接OV摄像头
 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;
// 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; }

上位机使用python连接ESP32

destination_path = './photo/'def try_loop(fun):    while True:        try:            fun()            break        except Exception as e:            print(e)            time.sleep(1)
def on_light(): requests.get("http://192.168.8.143/on/") time.sleep(4)
def off_light(): requests.get("http://192.168.8.143/off/")

def get_photo(): r = requests.get("http://192.168.1.143/capture") with open("{}{}.jpg".format(destination_path,datetime.now().strftime("%Y%m%d_%H%M%S")),"wb") as f: f.write(r.content)

def job(): print('take photo') try_loop(on_light) try_loop(get_photo) try_loop(off_light)
#schedule.every(1).minutes.do(job)schedule.every(10).seconds.do(job)#schedule.every(30).seconds.do(job)while True: schedule.run_pending() time.sleep(1)


四. 功能演示
  • 开机时ESP-32会连接WIFI, 并在串口监视器中显示本机的IP

  • 上位机中每分钟会下载一张图片, 以时间为文件名

上位机中运行python

LED灯点亮

photo目录中出现摄像头扑捉到的图片
原理图


五. 项目中遇到的问题以及解决方案
  • ESP-32CAM 自带的接口无法准确地调整白平衡

  • 解决方案:使用自动白平衡需要使用视频软件进行后期调整


以上就是今天项目分享的内容啦,更详细更精彩的部分,还得点击阅读原文观看哦~


END


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