Návrh a realizace časosběrné kamery

Abstract

Tato bakalářská práce se zabývá návrhem a realizací nízkopříkonové časosběrné kamery určené pro dlouhodobý provoz z bateriového napájení. Zařízení je postaveno na mikrokontroléru ESP32-S3, který zajišťuje zpracování obrazu, práci se souborovým systémem a webovou konfiguraci. Řízení napájení a provozních režimů je řízeno mikrokontrolérem STM32L412, který je v roli supervizoru systému. Kamera umožňuje pořizování snímků v pravidelných intervalech, jejich ukládání na microSD kartu a nastavení parametrů přes webové rozhraní dostupné prostřednictvím Wi-Fi. Uživatel může zařízení snadno konfigurovat a měnit nastavení. Dále je implementována podpora USB Mass Storage pro přístup k uloženým snímkům bez nutnosti vyjmutí paměťové karty. Zařízení bylo navrženo s důrazem na minimalizaci spotřeby energie. Díky efektivnímu řízení napájecích větví, využití úsporných režimů mikrokontrolérů a optimalizovanému firmwaru se podařilo dosáhnout průměrného odběru například 65~µA (při dlouhém intervalu snímání). Tím je umožněn dlouhodobý provoz na baterii s výdrží až několik měsíců. Výsledkem práce je plně funkční zařízení s možností budoucího rozšíření o další funkce, jako je solární dobíjení či vzdálený přenos obrazových dat.

This bachelor thesis deals with the design and implementation of a low-power time-lapse camera designed for long-term operation from battery power. The device is based on the ESP32-S3 microcontroller, which provides image processing, file system operation and web configuration. The power and operation modes are controlled by the STM32L412 microcontroller, which acts as the system supervisor. The camera allows taking images at regular intervals, storing them on a microSD card and setting parameters via a web interface accessible via Wi-Fi. The user can easily configure the device and change the settings. USB Mass Storage support is also implemented to access the stored images without removing the memory card. The device has been designed with an emphasis on minimizing power consumption. Thanks to efficient power branch management, the use of power saving microcontroller modes and optimized firmware, an average power consumption of, for example, 65~µA (at long scan intervals) was achieved. This enables long term battery operation with up to several months of battery life. The result of this work is a fully functional device with the possibility of future expansion with additional features such as solar charging or remote image data transmission.