- Vamos construir o firmware micropython para a ESP32-CAM uma placa de desnevolvimento que você pode encontrar aqui no Brasil na FelipeFlop . Esta placa tem um sensor OV2640 sem qualquer chip (buffer) entre a ESP32 e a câmera. Existem muitas implementações para o Arduino ou diretamente usando Espressiif, mas eu queria usar MicroPython. Assim, este tutorial é sobre compilar e gravar uma versão do MicroPython com suporte para i2c na ESP32-CAM. Adicionalmente, eu incluí um projeto com um Web Server para tirar fotos e importá-las por streaming. Você também pode fazer o download de um firmware já compilado, atualizar sua placa ESP32 e tirar suas fotos rapidamente. mas este não é o nosso objetivo, apesar de eu deixar este firmware que compilaremos aqui no repositório. O repositório da tsaarni tem uma wiki com instruções sobre como fazer isto, mas alguns dos tópicos não são facilmente compreendidos e eu tive alguns problemas com isto. Portanto eu tomei como base um segundo artigo e criei este aqui para que os makers amantes do python no Brasil possam desfrutar desta tecnologia.
Na seguinte tabela, você encontrará o hardware e o software que você usará neste tutorial:
| ESP32-CAM |  |
| USB-TTL |  |
| esp32-camera-for-micropython |  |
| micropython-with-esp32-cam |  |
| uPyCam |  |
Eu fiz o upload do firmwarecompilado iseguinte repositório: AlcindoSchleder/uPyCam. Você pode autalizar o firmware com o seguinte comando:
esptool.py --chip esp32 --port /dev/ttyUSB0 --baud 460800 write_flash -z 0x1000 esp32-cam-micropython.binEntretanto, se você quer comilar o seu próprio MicroPython vamos colocar a mão na massa. Para iniciarmos nossos trabalhos, você vai precisar das seguintes dependências na dua máquina de desenvolvimento:
# linux fedora
sudo dnf install python3
sudo dnf install pip3
# linux Debian
sudo apt-get install python3-pip
pip3 install virtualenvNo Rwindows, siga este artigo (inglês) para instalar o pip e o virtualenv com pip install virtualenv.
Então coloque tudo que precisa dentro duma pasta:
mkdir micropython
cd micropython
export MICROPYTHON=$PWDe inicie uma máquina virtual - python3 -m venv venv - dentro desta pasta para instalar as dependências.
Para ativar a máquina virtual use o seguinte comando no linux:
# linux
. venv/bin/activate
# windows
myenv\Scripts\activate
pip3 install pyserial pyparsingA compilação do MicroPython para a placa ESP32-CAM é necessário configurar o Espressif IoT Development Framework (ESP-IDF). Digite o seguinte comando para realizarmos esta tarefa:
cd $MICROPYTHON
git clone https://github.com/espressif/esp-idf.gitOs próximos comando temos que encontrar o hash da versão correta desta placa. Para saber o hash abra o arquivo micropython-with-esp32-cam/ports/esp32/Makefile e lá encontraremos a seguinte definição na linha 30:
# the git hash of the currently supported ESP IDF version
ESPIDF_SUPHASH := 5c88c5996dbde6208e3bec05abc21ff6cd822d26
De posse do hash vamos executar os próximos comandos e então seguirmos em frente:
git checkout 5c88c5996dbde6208e3bec05abc21ff6cd822d26
git submodule update --initOutra forma de encontrar o hash é indo no diretório micropython-with-esp32-cam/ports/esp32 e dar o comando make sem ter configurado o ESP-IDF e você verá algo assim:
Use make V=1 or set BUILD_VERBOSE in your environment to increase build verbosity.
** WARNING **
The git hash of ESP IDF does not match the supported version
The build may complete and the firmware may work but it is not guaranteed
ESP IDF path: /home/riva/esp/esp-idf
Current git hash: 3eecd43b31a765aae0231ff9a227786bac31b9a2
Supported git hash: 5c88c5996dbde6208e3bec05abc21ff6cd822d26Alguns outros requisitos dependem do tipo do seu Sistema Operacional. Veja os pré requisitos e instale na sua máquina. Seguimos em frente, mais um comando para executar no terminal:
export ESPIDF=$MICROPYTHON/esp-idfFaça o download da Toolchain aqui: Toolchain Compilada, São arquivos herdados de versões mais antigas porém ainda funcionam. Ou você pode compilar o ToolChain seguindo os passos abaixo. (Linux - requerimentos): Obs: Os comandos abaixo na minha máquina, que é um I5, demorou cerca de 90 minutos o processo todo
cd $MICROPYTHON
git clone https://github.com/espressif/crosstool-NG.git
cd crosstool-NG
git checkout esp32-2019r1
./bootstrap && ./configure --enable-local
./ct-ng xtensa-esp32-elf
./ct-ng build
chmod -R u+w builds/xtensa-esp32-elfNo windows você pode fazer o download do toolchain here. MacOS tem outros requerimentos.
Agora, no Linux/MacOS adicionamos o arquivos binários do toolchain para a variável de ambiente PATH assim:
export PATH=$PATH:$MICROPYTHON/crosstool-NG/builds/xtensa-esp32-elf/binVocê pode inserir este comando dentro dos arquivos de inicialização do sheel do seu usuário. Pode ser feito no <seu usuário>/.bashrc ou no <seu usuário>/.bash_profile dependendo da distribuição que você usa. Eu uso o o Fedora 29 e tem estes formatos acima.
Se você fez o download, extraia os arquivos e aponte o $ PATH para a pasta bin correta.
Ainda não temos os drivers que controlam a câmera OV2640 no ESP-IDF. Então faremos o seguinte:
cd $MICROPYTHON/esp-idf/components
git clone https://github.com/tsaarni/esp32-camera-for-micropython.git esp32-cameraMicroPython for ESP32-CAM
Já adicionamos os drivers da nossa câmera OV2640 no ESP-IDF, vamos clonar a versão do MicroPython que suporta a câmera e compilar tudo usando as seguintes linhas:
cd $MICROPYTHON
git clone https://github.com/tsaarni/micropython-with-esp32-cam.git micropython
cd micropython/ports/esp32
git submodule update --init
make V=1 SDKCONFIG=boards/sdkconfig.esp32cam -j A placa ESP32-CAM não tem um chip CP2102 para conectá-lo diretamente com uma porta USB, usaremos, então, o nosso módulo conversor serial-USB para gravar o firmware e escrever nossos programas.
Conecte a USB UART do ESP32-CAM como descrita na tabela abaixo:
| USB UART | ESP32-CAM |
|---|---|
| TX | U0R |
| RX | U0T |
| DTR | IO0 |
| 5V | 5V |
| GND | GND |
Aw você não tem o pino DTR disponível na sua placa (assim como a minha), você deve conectar o pino IO0 para o pino GND. E vamos gravar o nosso MicroPython. Para gravar programas MicroPyhton voê não precisa fazer o processo anterior. |
Então conecte um cabo USB de 4 vias, (obs: você deve certificar-se que o cabo que está usando tem as 4 vias [RX, TX, 5V, GND], senão não irá conseguir fazer a transmissão para a sua placa) à uma das portas USB livres do seu PC e vamos em frente!!
cd $MICROPYTHON/micropython/ports/esp32
make deployO penúltimo comando montou o arquivo build/firmware.bin e este último faz o upload para a placa ESP32. Você deve ver algo como isto:
[...]
Hash of data verified.
Leaving...
Hard resetting via RTS pin...dando continuidade, retire o jumper entre o pino IO0 e o pino GND e reinicializa a placa pressionando o botão reset dela.
Muitas pessoas preferem usar o uPyCraft para editar seus programas em python. eu particularmente não gostei de usar este programa, por isso optei em utilizar o Visual Studio Code (vscode) nesta tarefa. Leia este artigo que ensina como utilizar o MicroPyhton com VSCode: #MicroPython: VSCode IntelliSense, Autocompletion & Linting capabilities.
Use o seguinte código para conectar (atualize ssid_ wp2_pass com os valores certos da sua rede WiFi) ao ESP-CAM:
import network
ssid_ = <wlan-ssid>
wp2_pass = <wlan-password>
sta_if = network.WLAN(network.STA_IF)
sta_if.active(True)
sta_if.connect(ssid_, wp2_pass)Então, instalamos os seguintes pacotes MicroPython digitando estas linhas dentro do terminal do VSCode:
import upip
upip.install('picoweb')
upip.install('micropython-ulogging')
upip.install('ujson')Clone o Projeto que está no meu repositério: uPyCam e no sue PC configure o corretamente o arquivo boot.py com o SSID e a chave WPA2 do Wi-Fim então envie para a placa. Este projeto tira fotos com a câmera e mostra a imagem no seu browser a cada vez que você visitar o servidor Web que está ronando dentro da paca..
Este tutorial pe sobre compilar uma versão para o Micropython que suporte a câmera OV2640. O firmware pode ser gravado na placa ESP32-CAM e tirar suas fotos. A resolução desta câmera não é o ideal, mas o baixo consumo de energia da ESP32 e a conectividade faz da ESP32-CAM o dispositivo ideal para segurança e usando aplicações remotas onde a fonte de energia é uma bateria. Futuramente, o MicroPython, assim como python, faz as atualizações do seu software facilmente. Obviamente que alguma performance é perdida, mas ainda assim, o resultado é aceitável.
-
Se você receber o seguinte erro ao compilar a toolchain (
./ct-ng build):Build failed in step 'Extracting and patching toolchain components'. Role a tela do terminal para cima e verifique qual arquivo está recebendo este erro. No meu caso eu recebi o seguinte:[EXTRA] Extracting gcc-git-20df92b4 [00:29] - bzip2: Compressed file ends unexpectedly; [...]Para remover este erro faça o seguinte:
cd crosstool-NG/.build/tarballs rm gcc-git-20df92b4.tar.bz2Execute novamente o passo de compilação do toolchain.
-
O seguinte erro aparece porque a placa está rodando o firmware oficial e a versão do uasyncio não é compatível.
INFO:picoweb:30.000 <HTTPRequest object at 3ffc3590> <StreamWriter <socket>> "GET /" Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in <module> File "<string>", line 903, in <module> File "/lib/picoweb/__init__.py", line 298, in run File "/lib/uasyncio/core.py", line 161, in run_forever File "/lib/uasyncio/core.py", line 136, in run_forever File "/lib/uasyncio/__init__.py", line 60, in remove_writer TypeError: function takes 2 positional arguments but 3 were given
Você tem que atualizar o arquivo
__init__.pyecore.pynolib/uasynciopor este do diretóriomicropython-lib. Eu incluí estes arquivos no reposítório. Se você enviar o repositório completo, os arquivos serão sobrescritos e você não receberá este erro. Eu comprei minha primeira placa ESP32-CAM da FilipeFlop. Entre no site da FilipeFlop e veja as promoções e toda a variedade de produtos que eles trabalham que é muito interessante.