ESP32-CAM контроллер Wi-Fi+Bluetooth, с камерой OV2640

Распиновка платы. ESP32-S имеет в общей сложности 34 контакта, но из-за того, что часть контактов задействована для работы с камерой для использования доступны лишь 16.

Контакты питания.
Модуль имеет три GND контакта и два плюсовых контакта питания на 5 В и 3,3 В. Эти контакты можно использовать для питания платы Но от 3,3 В модуль работает не очень стабильно, так что лучше все же подавать на него 5В.

Питание внешних устройств
Также на плате имеется пин, обозначенный как VCC, для питания маломощных внешних устройств с максимальным током потребления не более 40 мА. Например, каких-либо датчиков, сенсоров и т.п. Не следует использовать этот вывод для питания ESP32-CAM! Он может выдавать напряжение как 3.3В, так и 5В. Оно выставляется соответствующей перемычкой на плате.
По умолчанию напряжение на пине VCC 3.3В. Для напряжения 5В вам нужно выпаять резистор 1 сопротивлением 0 Ом обозначенный на плате 3.3V и впаять его на контакты 5V.

Контакты GND
Контакты GND используются для замыкания электрической цепи и обеспечения общего логического опорного уровня во всей цепи. Всегда проверяйте, что все GND (Arduino, периферийных устройств и компонентов) подключены друг к другу и имеют общее заземление.

Выбор типа антенны
Модуль имеет встроенную антенну мощностью 4db. Если же зоны ее покрытия недостаточно, то есть возможность подключить внешнюю через стандартный IPEX разъем. Выбор типа используемой антенны осуществляется с помощью перемычки на плате возле разъема.
По умолчанию она установлена в верхнее положение для использование внутренней антенны. Для использования внешней, перемычку следует выпаять и переместить в нижнее положение.

Контакты UART
Последовательная связь используется для обмена данными между платой Arduino и другим последовательным устройством, таким как компьютеры, дисплеи, датчики и многое другое.
Почти все выводы GPIO ESP32-CAM являются универсальными выводами. GPIO1 и GPIO3 имеют альтернативные функции для последовательной передачи и приема данных для порта UART соответственно. Плата AI-Thinker не поставляется со встроенным программатором. Таким образом, эти выводы UART используются для программирования и обмена данными с ПК для загрузки кода. Вы можете использовать кабель FTDI для прошивки скетча на ESP32-CAM с помощью выводов UART.

Название пина	Функция
GPIO1	U0TXD (контакт передачи UART)
GPIO3	UORXD (контакт приема UART)

Контакт GPIO0 - выбор режима работы
Этот контакт служит для перехода ESP32 в режим загрузки прошивки. Данный контакт подключен к подтягивающему резистору на 10 кОм . Если соединить GPIO0 с GND, ESP32-CAM переходит в режим прошивки, и вы можете загрузить в него вашу программу. После прошивки вы должны отсоединить GPIO0 от GND, для перехода ESP32-CAM в рабочий режим.

• GPIO0 подключен к GND: ESP32-CAM в режиме прошивки
  
• GPIO0 не подключен к GND:  ESP32-CAM в обычном режиме выполнения программы
  

Подключение карты microSD
Для использования встроенного в плату  разъема для SD-карты используются следующие  контакты GPIO. Также их можно использовать и как обычные контакты ввода-вывода, если SD-карта не используется.

microSD	ESP32
CLK	GPIO 14
CMD	GPIO 15
DATA0	GPIO 2
DATA 1 / Вспышка	GPIO 4
DATA2	GPIO 12
DATA3	GPIO 13

Вспышка (GPIO 4)
ESP32-CAM имеет очень яркий встроенный светодиод, который может работать как вспышка при съемке фотографий. Этот светодиод внутренне подключен к GPIO 4.
Этот GPIO также подключен к разъему для карт microSD, поэтому у вас могут возникнуть проблемы при попытке использовать оба устройства одновременно – при использовании карты microSD загорается фонарик.
Чтобы этого избежать следует в вашей программе инициализировать SD карту следующим образом: SD_MMC.begin("/sdcard", true)

Аналоговые пины. ESP32-CAM имеет 7 входных каналов АЦП 12 бит.
Аналого-цифровое преобразование
АЦП - это электронная схема, используемая для преобразования аналоговых сигналов в цифровые сигналы. Это цифровое представление аналоговых сигналов позволяет процессору (который является цифровым устройством) измерять аналоговый сигнал и использовать его в своей работе. Контакты ESP32 ADC1_X и ADC2_X способны считывать аналоговые напряжения. АЦП преобразует напряжение в биты, понятные микропроцессору.

• ADC2_CH0 (GPIO 4)
  
• ADC2_CH1 (GPIO 0)
  
• ADC2_CH2 (GPIO 2)
  
• ADC2_CH3 (GPIO 15)
  
• ADC2_CH4 (GPIO 13)
  
• ADC2_CH5 (GPIO 12)
  
• ADC2_CH6 (GPIO 14)
  

Примечание: контакты ADC2 не могут использоваться при передаче данных по Wi-Fi.
Входные каналы АЦП имеют разрешение 12 бит. Это означает, что вы можете получать аналоговые показания в диапазоне от 0 до 4095, где 0 соответствует 0 В, а 4095 - 3,3 В. У вас также есть возможность установить разрешение ваших каналов в коде, а также диапазон АЦП.
Выводы ESP32 ADC не имеют линейного поведения. Вероятно, вы не сможете различить напряжение от 0 до 0,1 В или от 3,2 до 3,3 В. Это необходимо учитывать при использовании выводов АЦП.

Цифровые пины
Все пины ESP32 можно использовать для цифрового ввода/вывода.
Примечание: Каждый вывод может отдавать потребителю силу тока максимум до 40 мА. Рекомендуем не более 20 мА. Абсолютный максимальный ток, подаваемый (или принимаемый) от всех контактов вместе, составляет 200 мА.
Цифровой - это способ представления напряжения. Если напряжение на контакте есть, то соответствующий бит принимает значение 1, если нет, то 0. Эти контакты на ESP32-CAM предназначены для настройки в качестве входов или выходов в соответствии с потребностями пользователя. Цифровые контакты либо включены, либо выключены. При включении они находятся в состоянии ВЫСОКОГО напряжения 3,3 В, а при выключении - в состоянии НИЗКОГО напряжения 0 В. Когда цифровые контакты настроены как выходные, они устанавливаются на 0 или 3,3 вольта.
Для преобразования напряжения 0-3,3  цифровое представление (0 или 1) существует 2 пороговых значения: ниже 0,8 В – считается равным 0. Выше 2 В – считается равным 1. При подключении компонента к цифровому выводу убедитесь, что логические уровни совпадают. Если напряжение находится между пороговыми значениями, возвращаемое значение будет неопределенным.

Контакты SPI
Контакты SPI – SS / SCK / MISO / MOSI - это специальные контакты для связи с SPI. Последовательный периферийный интерфейс (SPI) - это последовательный протокол передачи данных, используемый микроконтроллерами для связи с одним или несколькими внешними устройствами по шинному соединению. SPI также может использоваться для подключения 2 микроконтроллеров. На шине SPI всегда есть одно устройство, которое обозначается как ведущее устройство, а все остальные - как подчиненные. В большинстве случаев микроконтроллер является основным устройством. Вывод SS (Slave Select) определяет, с каким устройством в данный момент взаимодействует ведущее устройство. Контакты SS / SCK / MISO / MOSI - это специальные контакты для связи SPI. Устройства с поддержкой SPI всегда имеют следующие контакты:
MISO (Master In Slave Out) – линия для отправки данных на ведущее устройство
MOSI (ведущий выход, подчиненный вход) – ведущая линия для отправки данных на периферийные устройства
SCK (Serial Clock) – тактовый сигнал, генерируемый ведущим устройством для синхронизации передачи данных.
Вывод SS (Slave Select) определяет, какое устройство является ведущим.
По умолчанию сопоставление выводов для SPI:

SPI	MOSI	MISO	CLK	CS
HSPI	GPIO 13	GPIO 12	GPIO 14	GPIO 15

Внешние прерывания
Внешнее прерывание - это системное прерывание, возникающее при наличии внешних событий. События могут исходить от пользователя или других аппаратных устройств в сети. Обычно эти прерывания в ESP32-CAM используются для считывания частоты прямоугольной волны, генерируемой кодерами, или для пробуждения процессора при внешнем событии. на ESP32-CAM все GPIO могут быть настроены как прерывания.

Сенсорные GPIO
ESP32-CAM имеет 7 внутренних емкостных сенсорных датчиков. Они могут ощущать изменения во всем, что содержит электрический заряд, например, в коже человека. Таким образом, они могут обнаруживать изменения, возникающие при касании GPIO пальцем. Эти контакты можно легко интегрировать в емкостные панели и заменить механические кнопки. Емкостные сенсорные контакты также можно использовать для пробуждения ESP32-CAM от глубокого сна.
Внутренние сенсорные датчики подключены к этим GPIO.

• T0 (GPIO 4)
  
• T1 (GPIO 0)
  
• T2 (GPIO 2)
  
• T3 (GPIO 15)
  
• T4 (GPIO 13)
  
• T5 (GPIO 12)
  
• T6 (GPIO 14)

RTC GPIO
На ESP32-CAM есть поддержка RTC GPIO. GPIO, подключенные к подсистеме RTC с низким энергопотреблением, могут использоваться, когда ESP32-CAM находится в режиме глубокого сна. Эти графические процессоры RTC можно использовать для вывода ESP32-CAM из глубокого спящего режима при работе сопроцессора Ultra Low Power (ULP). В качестве внешнего источника пробуждения можно использовать следующие GPIO.

• RTC_GPIO0 (GPIO36)
  
• RTC_GPIO3 (GPIO39)
  
• RTC_GPIO4 (GPIO34)
  
• RTC_GPIO12 (GPIO2)
  
• RTC_GPIO13 (GPIO15)
  
• RTC_GPIO14 (GPIO13)
  
• RTC_GPIO15 (GPIO12)
  
• RTC_GPIO16 (GPIO14)
  

Системные контакты
Микросхема ESP32-CAM имеет следующие системные контакты:

• GPIO 0
  
• GPIO 2
  
• GPIO 4
  
• GPIO 5 (должен быть высоким во время загрузки)
  
• GPIO 12 (должен быть низким во время загрузки)
  
• GPIO 15 (должен быть высоким во время загрузки)
  

Они используются для перевода ESP32-CAM в режим загрузки или перепрошивки. На большинстве плат для разработки со встроенным USB / Serial вам не нужно беспокоиться о состоянии этих контактов. Плата переводит контакты в правильное состояние для перепрошивки или режима загрузки.
Однако, если у вас есть периферийные устройства, подключенные к этим выводам, у вас могут возникнуть проблемы при попытке загрузить новый код, прошить ESP32-CAM новой прошивкой или перезагрузить плату. Если у вас есть некоторые периферийные устройства, подключенные к системным пинам, и у вас возникают проблемы с загрузкой кода или перепрошивкой ESP32, это может быть связано с тем, что эти периферийные устройства не позволяют ESP32-CAM перейти в правильный режим. После сброса, перепрошивки или загрузки эти контакты работают должным образом.

Высокий уровень сигнала при загрузке.
Некоторые GPIO меняют свое состояние на ВЫСОКОЕ или выводят ШИМ-сигналы при загрузке или сбросе. Это означает, что если у вас есть выходы, подключенные к этим GPIO, вы можете получить неожиданные результаты при сбросе или загрузке ESP32-CAM.

• GPIO 1
  
• GPIO 3
  
• GPIO 14
  
• GPIO 15
  

Контакты камеры
Следующие контакты используются для соединения между камерой и ESP32-CAM.

Камера OV6240	EPS32	Имя переменной в коде
D0	GPIO5	Y2_GPIO_NUM
D1	GPIO18	Y3_GPIO_NUM
D2	GPIO19	Y4_GPIO_NUM
D3	GPIO21	Y5_GPIO_NUM
D4	GPIO36	Y6_GPIO_NUM
D5	GPIO39	Y7_GPIO_NUM
D6	GPIO34	Y8_GPIO_NUM
D7	GPIO35	Y9_GPIO_NUM
XCLK	GPIO0	XCLK_GPIO_NUM
PCLK	GPIO22	PCLK_GPIO_NUM
VSYNC	GPIO25	VSYNC_GPIO_NUM
HREF	GPIO23	HREF_GPIO_NUM
SDA	GPIO 26	SIOD_GPIO_NUM
SCL	GPIO 27	SIOC_GPIO_NUM
ВЫВОД ПИТАНИЯ	GPIO 32	PWDN_GPIO_NUM

Основные характеристики
Особенности модуля	Связь