ESP32-CAM, IOT物聯網

【ESP32-CAM教學】不用300元自製無線影像串流監視器與Arduino燒錄步驟

ESP32-CAM 開發板與串流畫面截圖

你有想過不用新台幣 300 元,就能親手打造出一台高 CP 值的無線影像串流主機(Wi-Fi IP Camera)嗎?

在本篇物聯網(IoT)實作教學中,我們將手把手帶領創客新手與學生,利用熱門的 ESP32-CAM 開發板,透過熟悉的 Arduino IDE 開發環境進行程式燒錄,快速建置出專屬的無線攝影機與自製監視器。

什麼是 ESP32-CAM?高效能物聯網影像開發板

ESP32-CAM 是一款以 ESP32 晶片為核心的微型影像開發板。它不僅內建 Wi-Fi 雙模與藍牙 (BT/BLE) 功能,還整合了以下強大硬體:

  • OV2640 兩百萬畫素相機模組:支援影像擷取與即時串流。

  • TF 卡槽 (MicroSD Card):方便儲存照片與歷史影片紀錄。

  • 高亮度閃光燈模組:夜間補光必備。

ESP32-CAM 完全支援 Arduino IDE 進行二次開發,程式語法與傳統 Arduino UNO 相容。不論是要透過網路傳輸照片、使用藍牙進行遠端遙控,或是做為智慧家庭、工業無線監控與無線定位系統的方案,ESP32-CAM 都是最理想、最便宜的物聯網解決方案。

 

 

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第一步:下載與安裝 Arduino IDE 開發環境

在開始燒錄程式之前,我們需要先準備好軟體開發環境。

1. 下載並安裝 Arduino IDE

請先至 Arduino 官方網站下載最新版軟體,下載後完成安裝程序。

 

 

  • 進入頁面後,點選 「JUST DOWNLOAD」 即可免費下載。

  • Arduino IDE 安裝 :

 

2. 在 Arduino IDE 中安裝 ESP32 開發板支援套件

為了讓 Arduino IDE 能夠識別並編譯 ESP32 的程式,必須新增第三方平台資料庫:

操作步驟:

  1. 啟動 Arduino IDE,點選 「檔案」>「偏好設定」 (Preferences)。

  2. 在 「額外的開發板管理員網址」 欄位中貼上上述連結(若已有其他網址,請使用逗號 , 分隔)。

  3. 點選 「工具」>「開發板」>「開發板管理員」,在搜尋欄輸入 esp32,找到後點選安裝(建議使用本篇教學驗證過的 2.0.2 或穩定版本)。

Arduino IDE 偏好設定中新增 ESP32 開發板管理員網址教學

開啟 Arduino IDE 的「偏好設定」(Preferences),在「額外的開發板管理員網址」欄位中貼上 ESP32 的 URL 網址(若有複數網址請以逗號或分行分隔),完成後點選確定。

Arduino IDE 開發板管理員搜尋並安裝 esp32 平台庫畫面

在 Arduino IDE 的「開發板管理員」中搜尋 esp32,選取欲安裝的版本(建議選擇 2.0.2 或穩定版本)後進行套件安裝。

第二步:USB-TTL 轉接板接線說明

由於 ESP32-CAM 板上沒有內建 USB 轉 TTL 晶片,我們必須外接一個 USB-TTL 模組(建議採用穩定度極高的原裝 FTDI FT232 晶片或 CH340 模組)來傳輸程式。

ESP32-CAM 與 USB-TTL 接線對照表

USB TTL 模組腳位 ESP32-CAM 開發板腳位 備註說明
5V 5V ⚠️ 注意:USB TTL 必須切換至 5V 輸出
GND GND 接地共地
TXD U0R (RX) 訊號交叉相接
RXD U0T (TX) 訊號交叉相接
GND (或與TTL共地) IO0 ⚠️ 燒錄模式限定:燒錄時才需插上,平時常態請斷開
 
接線提醒:燒錄時 IO0 與 GND 必須接在一起;燒錄完成後,平時常態請務必保持斷開。
ESP32-CAM 與 FTDI USB TTL 燒錄接線電路圖

ESP32-CAM 開發板與 FTDI FT232RL USB-TTL 模組接線示意圖。VCC 接 5V、GND 共地、TXD 與 RXD 訊號交叉對接。請特別注意,燒錄程式時必須將 IO0 與 GND 連接以進入燒錄模式,燒錄完成後請拔開短路線。

 

ESP32-CAM 與 CH340 USB TTL 燒錄接線電路圖

ESP32-CAM 開發板與 CH340 USB-TTL 模組的接線示意圖。使用前請確認 USB-TTL 的跳線帽(Jumper)已置於 5V 位置。接線方式為 5V 對接、GND 共地、TXD 與 RXD 訊號交叉連接。燒錄程式時,需將 IO0 腳位與 GND 接地短路(黃線部分),燒錄完成後請拔開短路線以恢復正常運行模式。

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第三步:Arduino IDE 開發板參數設定

將接好線的 USB-TTL 插上電腦後,開啟 Arduino IDE 進行硬體設定:

  1. 點選 「工具」>「開發板」>「ESP32 Arduino」。

  2. 在清單中找到並選擇:「ESP32 Wrover Module」。

  3. 燒錄速度調整:若您使用的是 CH340 燒錄器,請將 Upload Speed (上傳速度) 更改為 115200,以確保寫入過程穩定。

Arduino IDE 工具選單中設定 ESP32 Wrover Module 開發板參數

第四步:修改內建範例程式 CameraWebServer

Arduino 官方已準備了非常完善的網頁伺服器範例。

範例程式修改 4 步驟:

  1. 點選 「檔案」>「範例」>「ESP32」>「Camera」>「CameraWebServer」。

  2. 修改攝影機型號: 在程式碼開頭,找到 #define CAMERA_MODEL_WROVER_KIT 並在其前方加上註解 //#define CAMERA_MODEL_WROVER_KIT;接著將 // #define CAMERA_MODEL_AI_THINKER 的註解拿掉,改成: #define CAMERA_MODEL_AI_THINKER

  3. 設定 Wi-Fi 連線資訊:找到 ssid 與 password 欄位,輸入家中的 Wi-Fi 名稱與密碼。
  4. 準備上傳燒錄。
Arduino IDE 開啟 ESP32 CameraWebServer 內建範例程式教學

於 Arduino IDE 主介面點選選單列的 「檔案」>「範例」>「ESP32」>「Camera」>「CameraWebServer」,即可開啟官方為 ESP32-CAM 準備的網頁伺服器即時影像串流範例專案。

修改 CameraWebServer 範例程式設定 ESP32-CAM 鏡頭型號與 WiFi 密碼

修改 CameraWebServer 範例程式碼畫面。需先將預設的 #define CAMERA_MODEL_WROVER_KIT 前方加上註解雙斜線 //,接著取消 #define CAMERA_MODEL_AI_THINKER 的註解,最後於 ssid 與 password 變數欄位填入欲連線的 Wi-Fi 帳號與密碼。

第五步:程式燒錄與連線測試

許多新手卡關都是因為漏掉這個關鍵步驟,請遵循以下燒錄流程:

燒錄與重置操作口訣

  1. 燒錄前:將 IO0 與 GND 對接短路,接著按下 ESP32-CAM 上的 RESET 鍵,再點擊 Arduino IDE 的 「上傳」。

  2. 燒錄完成後:將 IO0 與 GND 的連線拔開(斷開),開啟 Arduino IDE 的 「序列埠監控視窗」(鮑率務必選擇 115200),接著再按下一次 RESET 鍵!

當開發板成功連上 Wi-Fi 後,序列埠監控視窗就會顯示 ESP32 取得的局域網路 IP 位址(例如:192.168.0.106)。

Arduino 序列埠監控視窗顯示 ESP32-CAM 成功連線後的 IP 位址

 

第六步:體驗無線影像串流與即時拍照功能

開啟電腦或手機的瀏覽器,在網址列輸入剛剛取得的 IP 位址(例如:[http://192.168.0.106](http://192.168.0.106)),即可進入網頁控制後台:

  • Start Stream(啟動影像串流):點擊後網頁會立即顯示攝影機的動態即時畫面,流暢度表現優異。

  • Save(擷取即時圖片):點選控制介面的 Save 按鈕,ESP32-CAM 會立刻拍攝當前畫面並下載至電腦中。

瀏覽器進入 ESP32-CAM CameraWebServer 網頁控制面板介面

透過電腦或手機瀏覽器輸入 ESP32-CAM 顯示的 IP 位址(如 192.168.0.106),即可開啟網頁控制後台。介面左側提供影像解析度調整、曝光設定、鏡頭翻轉等參數設定,下方則有 Start Stream(啟動即時串流)與 Get Still / Save(拍照擷取)等核心操作按鈕。

ESP32-CAM 實測無線影像視訊串流成功畫面

ESP32-CAM 無線影像串流實測成功畫面。當在網頁控制介面點擊 Start Stream 後,右側視窗即時呈現出 OV2640 相機模组傳輸的流暢動態畫面;點選右上角的 Save 按鈕,即可將目前的即時畫面擷取並自動下載儲存至電腦中。

ESP32-CAM 網頁控制介面擷取照片後自動下載至電腦資料夾畫面

當於 ESP32-CAM 網頁控制後台點選 Save 按鈕後,系統會立即拍攝當前影像,並將 JPG 圖片檔自動儲存下載至電腦的「下載項目」資料夾中。

結論與物聯網延伸應用

恭喜你!你已經成功跨出了 ESP32-CAM 物聯網應用的第一步。有了這個無線影像串流基礎,未來還可以延伸出更多進階專案:

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