CCar

本教材說明如何使用 ESP32 主控板與 ESP32-CAM 組成可遙控的全向移動影像小車，並建構wifi環境，提供網頁控制及影像監看。

目錄

• 專案結構
• 硬體需求與接線重點
• 網路架構
• 功能區塊與常見問題
• 環境安裝與程式上傳
• 操作步驟
• 常見問題快速排查

專案結構

esp32/           # 主控板：控制車體與 Web 控制頁
  esp32.ino
  omni.cpp
  omni.h
  web.h
esp32cam/        # 影像模組：提供 MJPEG 串流
  esp32cam.ino

硬體需求與接線重點

• ESP32 開發板（主控）
• ESP32‑CAM（AI‑Thinker 類型）
• 三顆Omni輪馬達 + L298N驅動板
• 伺服機（鏡頭左右旋轉）

接線提醒：

• 伺服機：PWM 腳位為 GPIO26
• 馬達方向：若方向相反，請交換 IN1/IN2的腳位定義 或 在程式中調整正負號

網路架構

• 主控 ESP32：啟動 AP，IP 固定 192.168.4.1
• ESP32‑CAM：連上 AP，IP 固定 192.168.4.20
• Web 控制頁：手機/電腦連 AP 後，瀏覽 http://192.168.4.1/
• 影像串流：控制頁內使用 http://192.168.4.20/stream(僅有影像畫面)

功能區塊與常見問題

esp32/esp32.ino

• Wi‑Fi AP：建立熱點供手機連線
  • 搜不到 SSID → 確認是否上電、AP 是否已啟動
• WebServer/WS：提供控制頁與即時控制
  • 按鈕無反應 → 檢查 WebSocket 連線與埠號 81
• Omni3 全向輪控制：接收指令轉成三輪 PWM
  • 輪子旋轉方向錯 → 交換 IN1/IN2
  • 前進方向錯誤 → 交換輪子
• 伺服鏡頭：按鍵控制鏡頭左/右旋
  • 伺服不動 → 檢查 5V 供電與 PWM 腳位是否鬆脫

esp32/omni.h、esp32/omni.cpp

• 逆運動學：將 Vx/Vy/W 轉成各輪速度
• PWM 輸出：輸出方向與速度

esp32/web.h

• 控制頁 HTML/JS：按鍵控制與影像顯示
  • 問題：影像黑屏 → 確認相機 IP
  • 問題：按鍵無反應 → 確認 WebSocket 連線

esp32cam/esp32cam.ino

• 相機初始化：設定解析度與品質
  • 問題：初始化失敗 → 檢查相機是否損壞或斷線或是供電異常
• MJPEG 串流：提供 /stream
  • 問題：卡頓 → 降低解析度或提高 jpeg_quality 值

環境安裝與程式上傳

==環境架設高度依賴網路環境，可視情況於課堂前先行下載與安裝。==

步驟 1｜下載並安裝 Arduino IDE

1. 前往官網：https://www.arduino.cc/en/software
2. 下載 Arduino IDE 2.x（Windows / macOS / Linux 均有）
3. 依安裝精靈完成安裝並開啟 IDE

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步驟 2｜安裝 ESP32 開發板核心

1. 開啟 Arduino IDE → 上方選單 File（檔案）→ Preferences（偏好設定）

2. 在「Additional boards manager URLs」欄位貼入：

   https://raw.githubusercontent.com/espressif/arduino-esp32/gh-pages/package_esp32_index.json
   

3. 點選 OK

4. 上方選單 Tools（工具）→ Board（開發板）→ Boards Manager（開發板管理員）

5. 搜尋 esp32，找到 esp32 by Espressif Systems → 點 Install（約需數分鐘）

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步驟 3｜安裝必要函式庫

開啟 Tools → Manage Libraries（函式庫管理員），逐一搜尋並安裝：

搜尋關鍵字	選擇套件
WebSockets	WebSockets by Markus Sattler
ESP32Servo	ESP32Servo by Kevin Harrington

WiFi.h 與 WebServer.h 已包含在 ESP32 核心內，不需另外安裝。

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步驟 4｜上傳 esp32.ino（主控板）

1. 用 USB 線將 ESP32 開發板 接上電腦

2. Arduino IDE 上方選單 Tools → Board → 選擇 ESP32 Dev Module

3. Tools → Port → 選擇對應的 COM 埠（若不確定可插拔 USB 比對）

4. 開啟 esp32/esp32.ino

5. 點選上方 →（Upload） 按鈕，等待「Done uploading」訊息

6. 開啟 Tools → Serial Monitor（序列埠監控），鮑率設 115200，確認出現：

   AP activate!  IP = 192.168.4.1
   

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步驟 5｜上傳 esp32cam.ino（影像模組）

1. 先插上擴展版，再用 USB 線將 ESP32 CAM開發板 接上電腦

2. Arduino IDE Tools → Board → 選擇 AI Thinker ESP32-CAM

3. Tools → Port → 選對應 COM 埠

4. 開啟 esp32cam/esp32cam.ino

5. 點選 Upload，等待完成

6. Serial Monitor 確認出現：

   IP = 192.168.4.20
   

常見問題

• 不確定 COM 埠：使用裝置管理員查看，將裝置重新插拔確認

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操作步驟

1. 以 Arduino IDE 上傳 esp32/esp32.ino 到主控板
2. 以 Arduino IDE 上傳 esp32cam/esp32cam.ino 到 ESP32‑CAM
3. 放入電池 ==(請務必確定電池方向是否正確)==
4. 手機連線到 Wi‑Fi SSID（預設 CAR_1，密碼 12345678）可將不同車輛命名為 CAR_2、CAR_3 等
5. 開啟瀏覽器輸入 http://192.168.4.1/
6. 勾選「啟動串流」即可看到影像
7. 使用按鍵控制車體與鏡頭

常見問題快速排查

• 無法連上 AP：確認主控板已上電、密碼至少 8 碼
• 影像不顯示：確認 ESP32‑CAM 連線成功且 IP 為 192.168.4.20
• 控制無反應：確認 WebSocket 連線成功（瀏覽器 console 有 WS connected）
• 車輪方向相反：交換 IN1/IN2 腳位定義或調整程式正負號