Ce tutoriel fait partie de: Camera Makerfabs MaTouch AI ESP32S3 2.8"
La dernière carte MaTouch AI intègre une entrée vocale I2S/un haut-parleur I2S/une caméra de 3 millions de pixels OV3660/un écran de résolution 320*240, avec le puissant processeur ESP32S3 et la capacité Wi-Fi, ce qui en fait un bon outil/plateforme pour le développement de l'IA avec ESP32.
Makerfabs MaTouch ESP32-S3 2,8 pouces caméra ESP32-S3 vision IA : pointez la caméra et demandez ce qu'elle voit
La carte prend une photo, une IA décrit ce qu'elle voit, et elle prononce la réponse à voix haute
Pointez la caméra vers quelque chose, appuyez sur un bouton, et une IA vous dit ce qu'elle regarde - affiché à l'écran et prononcé par le haut-parleur. Deux modes : nommer les objets en vue, ou décrire la personne devant la caméra.
AI Vision - Point It At Something fonctionnant sur la carte MaTouch AI ESP32-S3
Comment l'image arrive là
La caméra produit un JPEG de 800×600 d'environ 20-40 Ko. La carte l'encode en base64 dans la PSRAM, ce qui l'agrandit d'environ un tiers en tant que texte, et l'intègre dans la requête sous forme d'URI de données. Les 8 Mo de PSRAM sont ce qui rend cela confortable.
Description, jamais identification
Le mode PERSONNE décrit ce qu'elle peut voir - humeur, lunettes, ce qu'une personne semble faire. Elle ne vous dira pas qui est quelqu'un, et c'est délibéré. Identifier des personnes par le visage est contraire aux politiques d'utilisation d'OpenAI, et le service équivalent d'identification faciale de Microsoft est verrouillé derrière un processus d'approbation auquel les développeurs ordinaires ne peuvent pas simplement s'inscrire. Tout tutoriel vous promettant une identification faciale dans le cloud décrit quelque chose qui n'est pas généralement disponible.
Si vous voulez une carte qui reconnaît des personnes spécifiques, utilisez le projet 03b - il le fait hors ligne et n'envoie jamais le visage de personne nulle part.
La caméra doit s'arrêter pour le réseau
Le viseur en direct est désactivé pendant que la question est posée. Ce n'est pas cosmétique : le pilote de caméra en cours d'exécution conserve la mémoire interne dont une connexion sécurisée a besoin, et avec l'aperçu en cours, la connexion échoue simplement. Éteindre la caméra la libère. Cela signifie aussi que la réponse est lisible au lieu d'être redessinée plus de 25 fois par seconde.
La réponse reste jusqu'à ce que vous la rejetiez
La réponse reste à l'écran jusqu'à ce que vous appuyiez sur CLEAR - il n'y a pas de minuteur. Pendant qu'elle est affichée, un bouton REPLAY rejoue la réponse parlée depuis la mémoire, sans second appel API et sans coût supplémentaire.
À propos de la carte MaTouch AI ESP32-S3 2.8"
Chaque projet sur cette page fonctionne sur la MaTouch AI ESP32-S3 2.8" TFT ST7789V de Makerfabs. C'est une carte tout-en-un : un écran tactile couleur, une caméra de 3 mégapixels, deux microphones et un véritable amplificateur de haut-parleur, le tout piloté par un ESP32-S3 avec 8 Mo de PSRAM. Cette combinaison est ce qui rend ces projets d'IA possibles sur une seule carte sans rien d'autre connecté.
Les 8 Mo de PSRAM comptent plus que tout autre chiffre ici. C'est ce qui permet à la carte de contenir une image de caméra, quelques secondes d'audio enregistré, ou une photo encodée en base64 en mémoire en même temps - rien de tout cela ne tient dans la RAM normale de l'ESP32.
Documentation du fabricant : page wiki Makerfabs.
Spécifications clés
Processeur : ESP32-S3, double cœur 240 MHz, WiFi 2,4 GHz + Bluetooth 5.0
Mémoire : 16 Mo de flash, 8 Mo de PSRAM (requis par presque tous les projets ici)
Écran : IPS 2,8", 320×240, pilote ST7789V, SPI
Tactile : capacitif GT911, suit 5 doigts à la fois
Caméra : OV3660, 3 mégapixels, jusqu'à 2048×1536
Microphones : deux micros numériques I2S INMP441 (une véritable paire stéréo)
Haut-parleur : amplificateur classe D MAX98357A, 3,2 W sous 4 Ω
Stockage : emplacement carte microSD (mode SPI)
Alimentation : USB-C, connecteur batterie JST, chargeur TP4056, interrupteur d'alimentation
Également sur la carte : LED RGB WS2812B, horloge temps réel sur batterie PCF8563T, et une jauge de batterie MAX17048 qui n'est pas listée dans les spécifications officielles
Les deux ports USB-C ne sont pas identiques. Le haut-parleur de la carte partage ses broches de signal (IO19 et IO20) avec le port USB natif, car ces broches sont les lignes de données USB câblées de l'ESP32-S3. Téléversez et alimentez toujours via le port USB-C CH340K (celui à côté du bouton RESET), et réglez USB CDC On Boot sur Disabled. Utilisez le mauvais port et l'audio se comportera mal ou les téléversements échoueront.
Paramètres de l'IDE Arduino
Ces paramètres comptent. La plupart des problèmes signalés avec cette carte sont dus à l'un d'eux étant incorrect, et ils se réinitialisent lorsque vous changez la version du noyau, alors vérifiez-les à nouveau après tout changement.
Paramètre | Valeur |
|---|---|
Carte | ESP32S3 Dev Module |
Version du noyau ESP32 | 2.0.17 |
PSRAM | OPI PSRAM |
Taille du flash | 16MB (128Mb) |
Schéma de partition | 16M Flash (3MB APP/9.9MB FATFS) |
USB CDC On Boot | Disabled |
Vitesse de téléversement | 921600 |
Effacer tout le flash avant téléversement | Disabled |
Port | le port USB-C CH340K |
Utilisez le noyau ESP32 2.0.17, pas 3.x. Espressif a retiré les modèles de détection faciale sur appareil dans le noyau 3, donc les projets de visage ne compileront pas là. Épingler 2.0.17 maintient chaque projet de cette page fonctionnel avec une seule configuration. Dans Boards Manager, le menu déroulant des versions vous permet de basculer d'avant en arrière quand vous le souhaitez.
Utilisez la bibliothèque GFX Library for Arduino version 1.5.6, pas la 1.6.x. Les versions 1.6 sont conçues pour le cœur ESP32 3 et peuvent se bloquer au démarrage sur le cœur 2.0.17. Si votre écran reste noir après le téléversement, c'est la première chose à vérifier.
Bibliothèques requises
Installez-les via Outils → Gérer les bibliothèques dans l'IDE Arduino. Les numéros de version comptent - veuillez utiliser ceux indiqués.
Bibliothèque | Version | Auteur |
|---|---|---|
GFX Library for Arduino | 1.5.6 | moononournation |
bb_captouch | 1.3.1 | Larry Bank |
ArduinoJson | 7.x | Benoit Blanchon |
Adafruit NeoPixel | toute récente | Adafruit |
Configuration de secrets.h
Vos informations WiFi et toutes les clés API vont dans secrets.h, qui est inclus dans le téléchargement avec des valeurs de remplacement. Ouvrez cet onglet dans l'IDE Arduino et remplacez-les par les vôtres.
Le WiFi doit être en 2,4 GHz. L'ESP32-S3 ne peut pas voir un réseau 5 GHz du tout. Si votre routeur combine les deux bandes sous un seul nom (Asus appelle cela Smart Connect), désactivez cette option ou donnez à la bande 2,4 GHz son propre nom et utilisez-le dans secrets.h.
Obtenir vos clés API
Ce projet communique avec un service d'IA cloud, vous avez donc besoin de votre propre clé. Si vous n'avez jamais fait cela auparavant, ne vous inquiétez pas - c'est le même principe qu'un mot de passe qui identifie votre compte auprès du service. Cela prend quelques minutes, une seule fois.
Une clé n'est pas un abonnement à un site web. Payer pour ChatGPT Plus, par exemple, ne vous donne pas de clé API - ce sont deux produits distincts avec une facturation distincte. Vous avez besoin d'un compte sur la plateforme de développement, décrite ci-dessous.
OpenAI - les yeux
OpenAI fournit le modèle de vision qui examine les images. Seuls les projets qui envoient une image en ont besoin.
Allez sur platform.openai.com/api-keys et connectez-vous ou créez un compte.
Cliquez sur Create new secret key, donnez-lui un nom, puis créez-la.
Copiez-la immédiatement - comme DeepSeek, elle n'est affichée qu'une seule fois.
Ouvrez Billing et ajoutez un petit montant de crédit. L'API est prépayée et distincte de tout abonnement ChatGPT que vous pourriez déjà avoir.
Placez la clé dans secrets.h sous le nom OPENAI_KEY.
Microsoft Azure Speech - pour écouter et parler
Azure transforme votre parole en texte et convertit la réponse en voix. Le niveau gratuit est suffisamment généreux pour tout ce qui se trouve sur cette page.
Allez sur portal.azure.com et connectez-vous avec un compte Microsoft (un compte gratuit suffit).
Si vous n'avez jamais utilisé Azure auparavant, vous verrez un écran Welcome to Azure proposant trois choix. Sélectionnez Start with an Azure free trial - vous avez besoin d'un abonnement avant qu'Azure ne vous permette de créer quoi que ce soit. (Les étudiants devraient plutôt choisir Azure for Students : même résultat, aucune carte requise.) Ignorez Manage Microsoft Entra ID, qui est quelque chose de totalement différent.
Cliquez sur Create a resource, recherchez Speech, et choisissez Speech service publié par Microsoft.
Remplissez le formulaire : n'importe quel groupe de ressources, n'importe quel nom, et choisissez une Région proche de vous - notez cette région exactement telle qu'elle apparaît, par exemple
eastus.Pour Pricing tier, choisissez F0 (Free). Cela permet environ cinq heures de reconnaissance vocale et un demi-million de caractères de synthèse vocale chaque mois.
Cliquez sur Review + create, puis sur Create. Attendez environ une minute, puis cliquez sur Go to resource.
Dans le menu de gauche, ouvrez Keys and Endpoint. Copiez KEY 1 et la Location/Region.
Placez-les dans secrets.h sous les noms AZURE_SPEECH_KEY et AZURE_REGION. Pour AZURE_STT_HOST, utilisez <région>.stt.speech.microsoft.com - donc avec la région eastus, cela donne eastus.stt.speech.microsoft.com.
À propos de la carte de crédit. L'essai gratuit Azure demande une carte pour vérifier votre identité. Elle ne vous facture rien. Vous recevez 200 $ de crédit pendant 30 jours, puis le compte passe en paiement à l'utilisation - mais le niveau F0 Speech reste gratuit, mois après mois, et tout ce qui se trouve dans ces projets s'y intègre confortablement. Si vous préférez ne pas fournir de carte du tout et que vous êtes étudiant, l'option Azure for Students vous donne du crédit sans carte.
Il doit s'agir d'une ressource "Speech service". Une clé provenant d'une ressource Translator, Language ou Cognitive Services générale semble identique et est parfaitement valide - mais chaque demande vocale renvoie une erreur 401. Cela nous a surpris lors des tests et nous a coûté une heure. Si la reconnaissance vocale échoue avec une erreur 401 alors que la clé semble correcte, vérifiez quel type de ressource vous avez créé.
Ce que cela coûte à faire fonctionner
Très peu, mais ce n'est pas gratuit, et vous devriez savoir approximativement ce que vous dépensez avant de laisser un projet tourner.
Service | Coût approximatif |
|---|---|
Azure Speech | le niveau gratuit couvre environ 5 heures d'écoute et 0,5 million de caractères de parole par mois |
DeepSeek | une fraction de centime par réponse - des milliers de réponses pour quelques dollars |
OpenAI vision | environ un ou deux centimes par image, selon le modèle |
Les prix changent, alors considérez cela comme un guide plutôt qu'un devis. Chacun de ces services dispose d'une page d'utilisation où vous pouvez surveiller vos dépenses, et tous vous permettent de définir une limite de dépenses - ce qui vaut la peine d'être fait dès le premier jour.
Gardez vos clés privées. Toute personne qui les possède peut dépenser votre argent. Ne les placez pas dans une vidéo, une capture d'écran, un message de forum ou un dépôt de code public. Si une clé est exposée, supprimez-la sur le site du fournisseur et créez-en une nouvelle - cela prend quelques secondes, et c'est la seule véritable solution.
Dépannage
Symptôme | Cause et solution |
|---|---|
L'écran reste noir | Mauvaise version de la bibliothèque GFX (utilisez 1.5.6) ou mauvais réglages de la carte. |
|
|
Rien ne se téléverse / pas de port COM | Mauvais port USB-C, ou le pilote CH340 n'est pas installé. |
La caméra échoue et ne récupère jamais | La ligne de réinitialisation de la caméra est liée au bouton RESET de la carte, donc le logiciel ne peut pas la redémarrer. Appuyez sur RESET. Si elle échoue toujours, reconnectez le câble nappe de la caméra. |
Télécharger le code
Le croquis Arduino complet pour ce projet, avec pins.h et tout ce dont il a besoin, est disponible en téléchargement gratuit.
Décompressez-le, ouvrez le fichier .ino dans l'IDE Arduino, vérifiez les réglages ci-dessus, et téléversez via le port USB-C CH340K.
Ce tutoriel fait partie de: Camera Makerfabs MaTouch AI ESP32S3 2.8"
- Makerfabs MaTouch ESP32-S3 Écran tactile et caméra 2,8 pouces : Photos de 3 MP vers carte SD
- Makerfabs MaTouch ESP32-S3 2,8 pouces caméra Détection de visage hors ligne sur ESP32-S3 - Pas d'Internet, pas de clé API
- Fabricant de MaTouch ESP32-S3 2,8" caméra Construire un assistant vocal IA sur ESP32-S3 (Azure + DeepSeek)
/*
* ===========================================================================
* 05_Vision_AI — MaTouch AI ESP32-S3 2.8" TFT ST7789V
* ===========================================================================
*
----------
* ROBOJAX.COM - MaTouch AI ESP32-S3 2.8" project series
*
* WATCH THE VIDEO
* https://youtu.be/6AL3g3tC_Hk
*
* WRITTEN TUTORIALS - every project, with photos and full explanation
* Camera and touchscreen.... https://robojax.com/RTJ849
* Offline face recognition.. https://robojax.com/RTJ850
* AI voice assistant........ https://robojax.com/RTJ851
* AI vision................. https://robojax.com/RTJ852
*
* GET THE BOARD - SAVE $5 with coupon code: Robojax_Makerfab
* https://www.makerfabs.com/matouch-ai-esp32s3-2-8-tft-st7789v.html
* (enter the code at checkout)
*
* All of this code is free. If it helped you, a subscribe on YouTube is
* the best way to support more of it.
*
*
* Watching the video first will save you time - it shows the Arduino IDE
* settings and the library versions being set up step by step.
* ---------------------------------------------------------------------------
*
* The board SEES. Point the camera at something, touch a button, and an
* OpenAI vision model tells you what it is looking at - drawn on the screen
* and (optionally) spoken out of the board's own speaker via Azure TTS.
*
* Two modes, two buttons:
*
* OBJECTS "What do you see?" - names the things in front of the lens.
* PERSON Describes the person in frame: glasses, expression, what
* they are doing. DESCRIPTION ONLY - it will not and must not
* try to say WHO someone is. Identifying people by face is
* against OpenAI's usage policies, and it is the right call:
* say this in the video, it is worth 15 honest seconds.
*
* WHY OPENAI FOR THIS DEMO AND NOT DEEPSEEK: DeepSeek's API is text-only.
* It cannot accept an image at all. Azure OpenAI could do it, but plain
* OpenAI is one endpoint with no deployment setup - simplest to follow.
*
* HOW THE IMAGE TRAVELS: the OV3660 gives us a JPEG directly (800x600,
* ~40 KB). We base64-encode it in PSRAM (~55 KB of text) and embed it in
* the JSON request as a data: URI. The 8 MB PSRAM makes this trivial.
*
* ---------------------------------------------------------------------------
* FILL IN secrets.h BEFORE FLASHING
* (needs WIFI_*, OPENAI_*; AZURE_* only if SPEAK_REPLIES is 1).
*
* BOARD SETTINGS (Tools menu - EVERY line matters, wrong = black screen
* or compile errors. These reset when you switch cores - recheck them!)
*
* Board : ESP32S3 Dev Module
* ESP32 core : 2.0.17
* PSRAM : OPI PSRAM <-- required, image buffers live there
* Flash Size : 16MB (128Mb)
* Partition Scheme : 16M Flash (3MB APP/9.9MB FATFS)
* USB CDC On Boot : Disabled <-- speaker shares pins with native USB
* Upload Speed : 921600
* Port : the CH340K USB-C port (the one near RESET)
*
* LIBRARIES
* GFX Library for Arduino v1.5.6 (NOT 1.6.x - that pairs with core 3)
* bb_captouch v1.3.1
* ArduinoJson v7.x
* Adafruit NeoPixel any recent
*
* ---------------------------------------------------------------------------
* FUNCTIONS IN THIS SKETCH
* led(r,g,b) set the RGB status LED colour
* getTouch(&x,&y) read the touch panel, mapped to screen coordinates
* camStart(...) start the camera in a given format/size
* camStartPreview() start the 240x240 RGB565 live-view camera
* captureJpeg(&len) take one 800x600 JPEG into PSRAM (camera stays OFF
* afterwards - caller restarts the preview)
* readHttpResponse() read an HTTPS reply, de-chunking it properly
* askVision(...) send photo + prompt to OpenAI, return the answer
* spkInit() configure the I2S speaker output
* readExact(...) read exactly N bytes from a TLS connection
* speak(text) Azure TTS -> download voice to PSRAM -> play it
* playLastAnswer() replay the kept voice from PSRAM (REPLAY button)
* drawButton(...) draw one side-column button
* drawWifi() WiFi signal bars + dBm readout
* drawButtons() normal side column (the two ask buttons)
* drawClearSide() answer-mode side column (CLEAR + REPLAY)
* showAnswer(text) word-wrapped answer overlay on the viewfinder
* lookAndTell(...) one full cycle: capture -> ask -> show -> speak
* setup() / loop() boot sequence / viewfinder + touch handling
*
* Robojax.com
* ===========================================================================
*/
#define SPEAK_REPLIES 1 // 1 = read the answer aloud with Azure TTS, 0 = screen only
/* Status LED brightness, 0-255. The WS2812 runs from the power rail and is
* uncomfortably bright at full power - 25 is plenty visible on camera. */
#define LED_BRIGHTNESS 15
/* CAMERA ORIENTATION
* 1 = camera faces the SAME way as the screen (how the board ships) - the
* image is mirrored so it looks natural when you point it at yourself.
* 0 = you folded the ribbon so the lens faces AWAY from the screen
* (phone-style, screen to you / camera to the subject).
* If the picture looks left-right reversed, flip this number. */
#define CAMERA_FACES_USER 1
#include <Arduino_GFX_Library.h>
#include <bb_captouch.h>
#include <Adafruit_NeoPixel.h>
#include <ArduinoJson.h>
#include <Wire.h>
#include <WiFi.h>
#include <WiFiClientSecure.h>
#include <HTTPClient.h>
#include "mbedtls/base64.h"
#include "esp_camera.h"
#include "pins.h"
#include "secrets.h"
#if SPEAK_REPLIES
#include "driver/i2s.h"
#define WAV_HEADER_LEN 44
#endif
Arduino_ESP32SPI *bus = new Arduino_ESP32SPI(
TFT_DC, TFT_CS, TFT_SCLK, TFT_MOSI, TFT_MISO, HSPI, true);
Arduino_GFX *gfx = new Arduino_ST7789(bus, TFT_RES, 1, true);
BBCapTouch bbct;
Adafruit_NeoPixel rgb(RGB_LED_NUM, RGB_LED_PIN, NEO_GRB + NEO_KHZ800);
/* --- the two vision prompts ------------------------------------------------
* Keep answers short: they must fit a 320x240 screen and, if spoken, must not
* leave the presenter waiting awkwardly on camera. */
const char *PROMPT_OBJECTS =
"Look at this photo from a small camera. In ONE short sentence of at most "
"20 words, plain text only, name the main object(s) you see.";
const char *PROMPT_PERSON =
"Look at this photo. If there is a person, describe them in ONE short "
"sentence of at most 20 words: mood, glasses or not, what they are doing. "
"Never guess who they are. If no person is visible, say so. Plain text only.";
/* --- layout: viewfinder left, buttons right ------------------------------- */
#define BTN_X 242
#define BTN_W 78
#define BTN_H 52
#define BTN_OBJ_Y 4
#define BTN_PERSON_Y 62
void led(uint8_t r, uint8_t g, uint8_t b) { rgb.setPixelColor(0, rgb.Color(r, g, b)); rgb.show(); }
/* ===========================================================================
* Touch
* =========================================================================== */
bool getTouch(uint16_t *x, uint16_t *y) {
TOUCHINFO ti;
if (!bbct.getSamples(&ti)) return false;
if (ti.count < 1) return false;
*x = ti.y[0];
*y = (ti.x[0] > 240) ? 0 : (240 - ti.x[0]);
return true;
}
/* ===========================================================================
* Camera — RGB565 for the live view; JPEG capture happens by restarting
* the driver, same technique as sketch 02.
* =========================================================================== */
bool mirrored = CAMERA_FACES_USER; // see the define at the top of the file
/* The viewfinder is OFF while a cloud call runs and while the answer is on
* screen. Two reasons, both learned on the bench:
* 1. RAM: the live camera driver eats the internal memory a TLS handshake
* needs - with the preview running, connecting to OpenAI fails (HTTP -1).
* 2. Readability: the viewfinder repaints 25x/s and would wipe the answer.
* The answer STAYS on screen until the user taps CLEAR - no timer. */
bool preview_on = false;
/* The last spoken answer is KEPT in PSRAM so the REPLAY button can play it
* again without another cloud call. Overwritten by the next answer. */
uint8_t *last_audio = nullptr;
size_t last_audio_len = 0;
bool camStart(pixformat_t fmt, framesize_t size, int fb_count, int quality) {
camera_config_t c;
c.ledc_channel = LEDC_CHANNEL_0;
c.ledc_timer = LEDC_TIMER_0;
c.pin_d0 = CAM_PIN_D0; c.pin_d1 = CAM_PIN_D1;
c.pin_d2 = CAM_PIN_D2; c.pin_d3 = CAM_PIN_D3;
c.pin_d4 = CAM_PIN_D4; c.pin_d5 = CAM_PIN_D5;
c.pin_d6 = CAM_PIN_D6; c.pin_d7 = CAM_PIN_D7;
c.pin_xclk = CAM_PIN_XCLK;
c.pin_pclk = CAM_PIN_PCLK;
c.pin_vsync = CAM_PIN_VSYNC;
c.pin_href = CAM_PIN_HREF;
/* Share the I2C bus Wire already drives (the touch panel lives there too)
* instead of letting the camera install a second driver on the same pins -
* that kills touch. Wire.begin() must run before this function. */
c.pin_sccb_sda = -1;
c.pin_sccb_scl = -1;
c.sccb_i2c_port = 0; // Wire = I2C port 0
c.pin_pwdn = CAM_PIN_PWDN;
c.pin_reset = CAM_PIN_RESET;
c.xclk_freq_hz = 20000000;
c.frame_size = size;
c.pixel_format = fmt;
c.grab_mode = CAMERA_GRAB_WHEN_EMPTY;
c.fb_location = CAMERA_FB_IN_PSRAM;
c.jpeg_quality = quality;
c.fb_count = fb_count;
if (esp_camera_init(&c) != ESP_OK) return false;
sensor_t *s = esp_camera_sensor_get();
if (s) {
s->set_hmirror(s, mirrored ? 1 : 0);
s->set_vflip(s, mirrored ? 1 : 0);
s->set_brightness(s, 1);
}
return true;
}
bool camStartPreview() { return camStart(PIXFORMAT_RGB565, FRAMESIZE_240X240, 2, 12); }
/* Capture one SVGA JPEG into a PSRAM buffer the caller owns. */
uint8_t *captureJpeg(size_t *len_out) {
esp_camera_deinit();
delay(120);
if (!camStart(PIXFORMAT_JPEG, FRAMESIZE_SVGA, 1, 12)) { *len_out = 0; return nullptr; }
// a few warm-up frames so exposure settles
for (int i = 0; i < 3; i++) {
camera_fb_t *w = esp_camera_fb_get();
if (w) esp_camera_fb_return(w);
delay(100);
}
uint8_t *copy = nullptr;
*len_out = 0;
camera_fb_t *fb = esp_camera_fb_get();
if (fb && fb->len > 0) {
copy = (uint8_t *)ps_malloc(fb->len);
if (copy) { memcpy(copy, fb->buf, fb->len); *len_out = fb->len; }
}
if (fb) esp_camera_fb_return(fb);
/* Deliberately leave the camera OFF here. The caller restarts the preview
* after the cloud call - a running camera driver starves the TLS handshake
* of internal RAM (that was the "Vision HTTP -1" bug). */
esp_camera_deinit();
delay(120);
return copy;
}
/* ===========================================================================
* HTTP response reader — shared by the cloud calls below.
* Returns the status code and fills body_out. Handles chunked transfer
* encoding PROPERLY: the chunk-size markers must be stripped, or they end
* up embedded inside the JSON and the parse fails. (OpenAI pretty-prints
* its replies so they span several chunks - this bit us on the bench.)
* =========================================================================== */
/* Block until the connection has data (or the budget runs out). Every read
* below goes through this, because the server can go quiet for many seconds
* while it analyses the image - and a bare read() would simply time out. */
static bool waitData(WiFiClientSecure &c, uint32_t ms) {
uint32_t t0 = millis();
while (!c.available()) {
if (!c.connected()) return false;
if (millis() - t0 > ms) return false;
delay(10);
}
return true;
}
static int readHttpResponse(WiFiClientSecure &client, String &body_out, uint32_t idle_ms) {
body_out = "";
if (!waitData(client, idle_ms)) { Serial.println("HTTP: no response at all"); return 0; }
String status_line = client.readStringUntil('\n');
int code = 0;
sscanf(status_line.c_str(), "HTTP/%*s %d", &code);
bool chunked = false;
while (waitData(client, idle_ms)) {
String h = client.readStringUntil('\n');
if (h == "\r" || h.length() <= 1) break; // blank line = end of headers
h.toLowerCase();
if (h.startsWith("transfer-encoding:") && h.indexOf("chunked") >= 0) chunked = true;
}
if (chunked) {
int blanks = 0;
while (true) {
/* Waiting here - instead of letting read() time out - is essential: a
* timed-out read looks exactly like "0" (final chunk), which silently
* truncates the body to nothing while the server is still thinking. */
if (!waitData(client, idle_ms)) {
Serial.println("HTTP: timed out waiting for the next chunk");
break;
}
String szline = client.readStringUntil('\n');
szline.trim();
if (szline.length() == 0) {
if (++blanks > 4) break;
continue;
}
blanks = 0;
long sz = strtol(szline.c_str(), NULL, 16);
if (sz <= 0) break; // genuine final chunk
long got = 0;
while (got < sz) {
if (!waitData(client, idle_ms)) break;
while (client.available() && got < sz) { body_out += (char)client.read(); got++; }
}
if (waitData(client, 3000)) client.readStringUntil('\n');
if (got < sz) { Serial.println("HTTP: short chunk"); break; }
}
} else {
while (waitData(client, idle_ms))
while (client.available()) body_out += (char)client.read();
}
return code;
}
/* ===========================================================================
* OpenAI vision call
* The request body is built by hand in PSRAM rather than through ArduinoJson,
* because embedding a 55 KB base64 string in a JSON document would mean
* holding two copies. Base64 text never needs JSON escaping, so this is safe.
* =========================================================================== */
bool askVision(const uint8_t *jpg, size_t jpg_len, const char *prompt, String &answer_out) {
// --- base64 encode the image into PSRAM ---
size_t b64_cap = ((jpg_len + 2) / 3) * 4 + 16;
unsigned char *b64 = (unsigned char *)ps_malloc(b64_cap);
if (!b64) return false;
size_t b64_len = 0;
if (mbedtls_base64_encode(b64, b64_cap, &b64_len, jpg, jpg_len) != 0) {
free(b64);
return false;
}
// --- assemble the JSON request around it ---
/* Current OpenAI models reject the old "max_tokens" name - it must be
* "max_completion_tokens" (verified against the live API, July 2026). */
const char *head_fmt =
"{\"model\":\"%s\",\"max_completion_tokens\":%d,\"messages\":[{\"role\":\"user\","
"\"content\":[{\"type\":\"text\",\"text\":\"%s\"},"
"{\"type\":\"image_url\",\"image_url\":{\"url\":\"data:image/jpeg;base64,";
const char *tail = "\"}}]}]}";
char head[640];
int head_len = snprintf(head, sizeof(head), head_fmt, OPENAI_MODEL, LLM_MAX_TOKENS, prompt);
size_t body_len = head_len + b64_len + strlen(tail);
char *body = (char *)ps_malloc(body_len + 1);
if (!body) { free(b64); return false; }
memcpy(body, head, head_len);
memcpy(body + head_len, b64, b64_len);
strcpy(body + head_len + b64_len, tail);
free(b64);
// --- send it: manual HTTP, chunk-wise upload (proven pattern from 04) ---
WiFiClientSecure client;
client.setInsecure();
client.setTimeout(25);
if (!client.connect(OPENAI_HOST, 443)) {
Serial.println("Vision: TLS connect failed (is the camera still running?)");
free(body);
return false;
}
client.print(String("POST /v1/chat/completions HTTP/1.1\r\n"
"Host: " OPENAI_HOST "\r\n"
"Authorization: Bearer " OPENAI_KEY "\r\n"
"Content-Type: application/json\r\n"
"Connection: close\r\n"
"Content-Length: ") + String(body_len) + "\r\n\r\n");
size_t sent = 0;
while (sent < body_len) {
size_t n = min((size_t)4096, body_len - sent);
size_t w = client.write((uint8_t *)body + sent, n);
if (w == 0) {
delay(50);
w = client.write((uint8_t *)body + sent, n);
if (w == 0) break;
}
sent += w;
yield();
}
free(body);
if (sent < body_len) {
Serial.printf("Vision: upload stalled at %u/%u bytes\n",
(unsigned)sent, (unsigned)body_len);
client.stop();
return false;
}
/* read the reply with proper de-chunking */
String resp;
int code = readHttpResponse(client, resp, 30000);
client.stop();
if (code != 200) {
Serial.printf("Vision HTTP %d: %s\n", code, resp.c_str());
return false;
}
bool ok = false;
JsonDocument doc;
if (!deserializeJson(doc, resp)) {
const char *content = doc["choices"][0]["message"]["content"];
if (content) {
answer_out = String(content);
answer_out.trim();
ok = answer_out.length() > 0;
}
} else {
Serial.printf("Vision: JSON parse failed, %u bytes received\n", resp.length());
}
return ok;
}
/* ===========================================================================
* Azure TTS — same streaming trick as sketch 04: raw PCM into I2S.
* =========================================================================== */
#if SPEAK_REPLIES
void spkInit() {
i2s_config_t cfg = {
.mode = (i2s_mode_t)(I2S_MODE_MASTER | I2S_MODE_TX),
.sample_rate = 16000,
.bits_per_sample = I2S_BITS_PER_SAMPLE_16BIT,
.channel_format = I2S_CHANNEL_FMT_ONLY_LEFT,
.communication_format = I2S_COMM_FORMAT_STAND_I2S,
.intr_alloc_flags = ESP_INTR_FLAG_LEVEL1,
.dma_buf_count = 8,
.dma_buf_len = 256,
.use_apll = false,
.tx_desc_auto_clear = true,
.fixed_mclk = 0
};
i2s_pin_config_t pins = {
.mck_io_num = I2S_PIN_NO_CHANGE,
.bck_io_num = I2S_SPK_BCLK,
.ws_io_num = I2S_SPK_LRC,
.data_out_num = I2S_SPK_DOUT,
.data_in_num = I2S_PIN_NO_CHANGE
};
i2s_driver_install(I2S_SPK_PORT, &cfg, 0, NULL);
i2s_set_pin(I2S_SPK_PORT, &pins);
i2s_zero_dma_buffer(I2S_SPK_PORT);
}
/* Read exactly n bytes from a client (or until timeout). */
static size_t readExact(WiFiClientSecure &c, uint8_t *dst, size_t n) {
size_t got = 0;
uint32_t t0 = millis();
while (got < n && millis() - t0 < 10000) {
int r = c.read(dst + got, n - got);
if (r > 0) { got += r; t0 = millis(); }
else if (!c.connected() && !c.available()) break;
else delay(2);
}
return got;
}
void playLastAnswer(); // defined below; explicit prototype for the IDE
void speak(const String &text) {
String safe = text;
safe.replace("&", "&");
safe.replace("<", "<");
safe.replace(">", ">");
String ssml = "<speak version='1.0' xml:lang='" AZURE_TTS_LANG "'>"
"<voice name='" AZURE_TTS_VOICE "'>" + safe + "</voice></speak>";
/* Manual HTTP with proper de-chunking: Azure sends this audio chunked, and
* HTTPClient's raw stream leaks the ASCII chunk-size lines into the PCM -
* each one plays as an audible KNOCK. */
WiFiClientSecure client;
client.setInsecure();
client.setTimeout(20);
const char *host = AZURE_REGION ".tts.speech.microsoft.com";
if (!client.connect(host, 443)) { Serial.println("TTS: TLS connect failed"); return; }
client.print(String("POST /cognitiveservices/v1 HTTP/1.1\r\n"
"Host: ") + host + "\r\n"
"Ocp-Apim-Subscription-Key: " AZURE_SPEECH_KEY "\r\n"
"Content-Type: application/ssml+xml\r\n"
"X-Microsoft-OutputFormat: riff-16khz-16bit-mono-pcm\r\n"
"User-Agent: MaTouchRobojax\r\n"
"Connection: close\r\n"
"Content-Length: " + String(ssml.length()) + "\r\n\r\n");
client.print(ssml);
String status_line = client.readStringUntil('\n');
int code = 0;
sscanf(status_line.c_str(), "HTTP/%*s %d", &code);
bool chunked = false;
long content_len = -1;
while (client.connected() || client.available()) {
String h = client.readStringUntil('\n');
if (h == "\r" || h.length() <= 1) break;
h.toLowerCase();
if (h.startsWith("transfer-encoding:") && h.indexOf("chunked") >= 0) chunked = true;
if (h.startsWith("content-length:")) content_len = h.substring(15).toInt();
}
if (code != 200) { Serial.printf("TTS HTTP %d\n", code); client.stop(); return; }
const size_t AUDIO_CAP = 1200 * 1024;
uint8_t *audio = (uint8_t *)ps_malloc(AUDIO_CAP);
if (!audio) { client.stop(); return; }
size_t alen = 0;
if (chunked) {
while (true) {
String szline = client.readStringUntil('\n');
long sz = strtol(szline.c_str(), NULL, 16);
if (sz <= 0) break;
if (alen + sz > AUDIO_CAP) break;
size_t got = readExact(client, audio + alen, sz);
alen += got;
client.readStringUntil('\n');
if (got < (size_t)sz) break;
}
} else if (content_len > 0) {
alen = readExact(client, audio, min((size_t)content_len, AUDIO_CAP));
} else {
uint32_t idle = millis();
while ((client.connected() || client.available()) && millis() - idle < 5000) {
int r = client.read(audio + alen, min((size_t)2048, AUDIO_CAP - alen));
if (r > 0) { alen += r; idle = millis(); }
else delay(5);
}
}
client.stop();
if (alen > WAV_HEADER_LEN) {
/* keep this answer for the REPLAY button (replacing the previous one),
* then play it */
if (last_audio) free(last_audio);
last_audio = audio;
last_audio_len = alen;
playLastAnswer();
} else {
free(audio);
}
}
/* Play the kept answer from PSRAM - used right after download AND by REPLAY. */
void playLastAnswer() {
if (!last_audio || last_audio_len <= WAV_HEADER_LEN) return;
static const uint8_t lead_in[640] = {0}; // 20 ms silence pre-roll
size_t w = 0;
i2s_write(I2S_SPK_PORT, lead_in, sizeof(lead_in), &w, portMAX_DELAY);
i2s_write(I2S_SPK_PORT, last_audio + WAV_HEADER_LEN,
last_audio_len - WAV_HEADER_LEN, &w, portMAX_DELAY);
i2s_write(I2S_SPK_PORT, lead_in, sizeof(lead_in), &w, portMAX_DELAY);
delay(150);
i2s_zero_dma_buffer(I2S_SPK_PORT);
}
#endif // SPEAK_REPLIES
/* ===========================================================================
* UI
* =========================================================================== */
void drawButton(int y, const char *l1, const char *l2, uint16_t colour) {
gfx->fillRoundRect(BTN_X, y, BTN_W, BTN_H, 6, colour);
gfx->drawRoundRect(BTN_X, y, BTN_W, BTN_H, 6, WHITE);
gfx->setTextSize(1);
gfx->setTextColor(WHITE);
gfx->setCursor(BTN_X + 8, y + 14);
gfx->print(l1);
gfx->setCursor(BTN_X + 8, y + 28);
gfx->print(l2);
}
/* WiFi bars + dBm at the bottom of the side column, refreshed from the loop */
void drawWifi() {
gfx->fillRect(BTN_X, 188, BTN_W, 52, BLACK);
bool up = (WiFi.status() == WL_CONNECTED);
long rssi = up ? WiFi.RSSI() : -100;
int bars = rssi > -55 ? 4 : rssi > -65 ? 3 : rssi > -75 ? 2 : rssi > -85 ? 1 : 0;
for (int b = 0; b < 4; b++) {
int bh = 6 + b * 6;
uint16_t col = (b < bars) ? GREEN : gfx->color565(60, 60, 60);
gfx->fillRect(BTN_X + 4 + b * 9, 216 - bh, 7, bh, col);
}
gfx->setTextSize(1);
gfx->setCursor(BTN_X + 44, 196);
if (up) {
gfx->setTextColor(CYAN);
gfx->printf("%ld", rssi);
} else {
gfx->setTextColor(RED);
gfx->print("DOWN");
}
gfx->setCursor(BTN_X + 44, 208);
gfx->setTextColor(gfx->color565(120, 120, 120));
gfx->print("dBm");
gfx->setCursor(BTN_X + 4, 228);
gfx->setTextColor(gfx->color565(120, 120, 120));
gfx->print("WiFi signal");
}
/* normal side column: the two ask buttons */
void drawButtons() {
gfx->fillRect(BTN_X, 0, BTN_W, 188, BLACK);
drawButton(BTN_OBJ_Y, "WHAT DO", "YOU SEE?", gfx->color565(0, 90, 160));
drawButton(BTN_PERSON_Y, "DESCRIBE", "PERSON", gfx->color565(120, 60, 140));
gfx->setTextColor(CYAN);
gfx->setCursor(BTN_X + 2, 128);
gfx->print("OpenAI eyes");
gfx->setCursor(BTN_X + 2, 140);
gfx->print("Azure voice");
gfx->setCursor(BTN_X + 2, 152);
gfx->print("Robojax.com");
drawWifi();
}
/* answer-mode side column: CLEAR (back to camera) + REPLAY (say it again).
* The answer stays on screen until CLEAR is tapped. */
void drawClearSide() {
gfx->fillRect(BTN_X, 0, BTN_W, 188, BLACK);
gfx->fillRoundRect(BTN_X, BTN_OBJ_Y, BTN_W, BTN_H, 6, gfx->color565(110, 35, 35));
gfx->drawRoundRect(BTN_X, BTN_OBJ_Y, BTN_W, BTN_H, 6, WHITE);
gfx->setTextSize(2);
gfx->setTextColor(WHITE);
gfx->setCursor(BTN_X + 10, BTN_OBJ_Y + 14);
gfx->print("CLEAR");
#if SPEAK_REPLIES
if (last_audio_len > 0) {
gfx->fillRoundRect(BTN_X, BTN_PERSON_Y, BTN_W, BTN_H, 6, gfx->color565(0, 110, 60));
gfx->drawRoundRect(BTN_X, BTN_PERSON_Y, BTN_W, BTN_H, 6, WHITE);
gfx->setTextSize(1);
gfx->setTextColor(WHITE);
gfx->setCursor(BTN_X + 16, BTN_PERSON_Y + 20);
gfx->print("REPLAY");
}
#endif
gfx->setTextSize(1);
gfx->setTextColor(YELLOW);
gfx->setCursor(BTN_X + 2, 124);
gfx->print("CLEAR = camera");
gfx->setCursor(BTN_X + 2, 136);
gfx->print("REPLAY = again");
drawWifi();
}
/* Word-wrapped answer overlay across the bottom of the viewfinder. */
void showAnswer(const String &text) {
const int max_chars = 38;
int lines = (text.length() + max_chars - 1) / max_chars;
if (lines > 6) lines = 6;
int h = lines * 10 + 8;
int y = 240 - h;
gfx->fillRect(0, y, 240, h, gfx->color565(0, 0, 0));
gfx->drawRect(0, y, 240, h, CYAN);
gfx->setTextSize(1);
gfx->setTextColor(WHITE);
for (int i = 0; i < lines; i++) {
gfx->setCursor(4, y + 5 + i * 10);
gfx->print(text.substring(i * max_chars, min((int)text.length(), (i + 1) * max_chars)));
}
}
/* ===========================================================================
* One full "look and tell" cycle
* =========================================================================== */
void lookAndTell(const char *prompt, const char *label) {
led(255, 120, 0); // amber: working
preview_on = false; // camera goes OFF here
gfx->fillRect(0, 0, 240, 240, BLACK);
gfx->setTextColor(YELLOW);
gfx->setTextSize(1);
gfx->setCursor(30, 110);
gfx->printf("capturing photo (%s)...", label);
size_t jpg_len = 0;
uint32_t t_cap = millis();
uint8_t *jpg = captureJpeg(&jpg_len);
t_cap = millis() - t_cap;
if (!jpg || jpg_len == 0) {
if (jpg) free(jpg);
showAnswer("Capture failed - tap CLEAR to retry.");
led(255, 0, 0);
drawClearSide();
return;
}
Serial.printf("Captured %u KB in %lu ms\n", (unsigned)(jpg_len / 1024), (unsigned long)t_cap);
gfx->setCursor(30, 124);
gfx->printf("asking OpenAI (%uKB)...", (unsigned)(jpg_len / 1024));
String answer;
uint32_t t_ai = millis();
bool ok = askVision(jpg, jpg_len, prompt, answer);
t_ai = millis() - t_ai;
free(jpg);
if (!ok) {
showAnswer("No answer - see serial monitor for the reason.");
led(255, 0, 0);
drawClearSide();
return;
}
Serial.printf("Vision (%lu ms): %s\n", (unsigned long)t_ai, answer.c_str());
showAnswer(answer);
drawClearSide(); // CLEAR replaces the ask buttons
#if SPEAK_REPLIES
led(0, 255, 40); // green: speaking
speak(answer); // answer stays on screen
#endif
led(0, 0, 0);
/* the answer now stays until the user taps CLEAR */
}
/* ===========================================================================
* SETUP
* =========================================================================== */
void setup() {
Serial.begin(115200);
delay(400);
Serial.println("\n=== 05 Vision AI | Robojax.com ===");
pinMode(TFT_BLK, OUTPUT);
digitalWrite(TFT_BLK, LOW);
pinMode(SD_CS, OUTPUT);
digitalWrite(SD_CS, HIGH);
gfx->begin();
gfx->fillScreen(BLACK);
digitalWrite(TFT_BLK, HIGH);
bbct.init(TOUCH_SDA, TOUCH_SCL, TOUCH_RST, TOUCH_INT);
delay(50);
// The camera's SCCB shares this bus, so Wire must be up before the camera
Wire.begin(I2C_SDA, I2C_SCL, 100000);
delay(20);
rgb.begin();
rgb.setBrightness(LED_BRIGHTNESS);
led(0, 0, 0);
#if SPEAK_REPLIES
spkInit();
#endif
gfx->setTextSize(1);
gfx->setTextColor(YELLOW);
gfx->setCursor(4, 4);
gfx->printf("Connecting to %s ...", WIFI_SSID);
WiFi.mode(WIFI_STA);
WiFi.begin(WIFI_SSID, WIFI_PASS);
uint32_t t0 = millis();
while (WiFi.status() != WL_CONNECTED && millis() - t0 < 20000) delay(300);
gfx->setCursor(4, 16);
if (WiFi.status() == WL_CONNECTED) {
gfx->setTextColor(GREEN);
gfx->print("WiFi ok");
} else {
gfx->setTextColor(RED);
gfx->print("WiFi FAILED (2.4GHz only! check secrets.h)");
}
gfx->setCursor(4, 28);
gfx->setTextColor(YELLOW);
gfx->print("starting camera...");
if (!camStartPreview()) {
gfx->fillScreen(RED);
gfx->setTextColor(WHITE);
gfx->setTextSize(2);
gfx->setCursor(20, 100);
gfx->print("CAMERA FAILED");
gfx->setTextSize(1);
gfx->setCursor(20, 130);
gfx->print("Press RESET (camera reset = board reset)");
while (1) delay(1000);
}
delay(400);
gfx->fillScreen(BLACK);
drawButtons();
preview_on = true;
Serial.println("Running. Touch a button to have the AI look through the camera.");
}
/* ===========================================================================
* LOOP
* =========================================================================== */
void loop() {
static uint32_t last_touch = 0;
if (preview_on) {
camera_fb_t *fb = esp_camera_fb_get();
if (fb) {
gfx->draw16bitBeRGBBitmap(0, 0, (uint16_t *)fb->buf, fb->width, fb->height);
esp_camera_fb_return(fb);
}
} else {
delay(20); // answer on screen, waiting for CLEAR
}
/* live WiFi signal, refreshed every 2 s in both modes */
static uint32_t last_wifi = 0;
if (millis() - last_wifi > 2000) {
last_wifi = millis();
drawWifi();
}
/* Edge-detected touch: an action fires only on a NEW finger-down, and the
* finger must fully lift (4 consecutive empty reads) before anything can
* fire again. This is what stops one tap on CLEAR from also triggering the
* capture button that appears in the same spot a moment later. */
static bool touch_down = false;
static uint8_t release_count = 0;
uint16_t x, y;
if (getTouch(&x, &y)) {
release_count = 0;
if (!touch_down) {
touch_down = true; // new tap - act exactly once
if (!preview_on) {
/* answer mode: CLEAR returns to the camera, REPLAY says it again */
if (x >= BTN_X && y >= BTN_OBJ_Y && y < BTN_OBJ_Y + BTN_H) {
if (camStartPreview()) {
preview_on = true;
drawButtons();
} else {
showAnswer("Camera restart failed - press RESET.");
}
}
#if SPEAK_REPLIES
else if (x >= BTN_X && y >= BTN_PERSON_Y && y < BTN_PERSON_Y + BTN_H) {
led(0, 255, 40); // green while speaking
playLastAnswer();
led(0, 0, 0);
}
#endif
} else if (x >= BTN_X && y >= BTN_OBJ_Y && y < BTN_OBJ_Y + BTN_H) {
lookAndTell(PROMPT_OBJECTS, "objects");
} else if (x >= BTN_X && y >= BTN_PERSON_Y && y < BTN_PERSON_Y + BTN_H) {
lookAndTell(PROMPT_PERSON, "person");
}
}
} else if (touch_down) {
if (++release_count >= 4) { touch_down = false; release_count = 0; }
}
(void)last_touch;
}
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