Hvordan bruke ov7670 kameramodul med arduino

Kameraer har alltid dominert elektronikkindustrien, da det har mange applikasjoner som besøkende overvåkingssystem, overvåkingssystem, oppmøte system osv. Kameraer som vi bruker i dag er smarte og har mange funksjoner som ikke var tilstede i tidligere kameraer. Mens dagens digitale kameraer ikke bare tar bilder, men også fanger beskrivelser på scenen på høyt nivå og analyserer det de ser. Den brukes mye i robotikk, kunstig intelligens, maskinlæring osv. De fangede rammene blir behandlet ved hjelp av kunstig intelligens og maskinlæring, og brukes deretter i mange applikasjoner som nummerplatedeteksjon, gjenkjenning av gjenstander, bevegelsesdeteksjon, ansiktsgjenkjenning etc.

I denne opplæringen vil vi grensesnitt mest brukte kameramodul OV7670 med Arduino UNO. Kameramodulen OV7670 kan kobles til Arduino Mega med samme pin-konfigurasjon, kode og trinn. Kameramodulen er vanskelig å grensesnitt fordi den har et stort antall pinner og rotete ledninger å utføre. Ledningen blir også veldig viktig når du bruker kameramoduler, da valget av ledning og ledningens lengde kan påvirke bildekvaliteten betydelig og kan gi støy.

Vi har allerede gjort mange prosjekter på kameraer med forskjellige typer mikrokontrollere og IoT-enheter som:

Visitor Monitoring System med Raspberry Pi og Pi Camera
IOT-basert Raspberry Pi Home Security System med e-postvarsling
Raspberry Pi overvåkingskamera med bevegelsesopptak

Den Kamera OV7670 fungerer på 3.3V, så det blir svært viktig å unngå Arduino som gir 5V utgang på sin produksjon GPIO pins. OV7670 er et FIFO-kamera. Men i denne opplæringen vil bildet eller rammene bli tatt uten FIFO. Denne opplæringen vil ha enkle trinn og forenklet programmering for å grensesnitt OV7670 med Arduino UNO.

Komponenter kreves

Arduino UNO
OV7670 kameramodul
Motstander (10k, 4,7k)
Gensere

Programvare nødvendig:

Arduino IDE
Seriell portleser (for å analysere utdata)

Ting å huske på kameramodul OV7670

OV7670 kameramodul er en FIFO kameramodul tilgjengelig fra forskjellige produsenter med forskjellige pin-konfigurasjoner. TheOV7670 gir 8-biters bilder i fullformat i et bredt spekter av formater. Bildearrayen kan fungere med opptil 30 bilder per sekund (fps) i VGA. OV7670 inkluderer

Image Sensor Array (med omtrent 656 x 488 piksler)
Timing Generator
Analog signalprosessor
A / D-omformere
Testmønstergenerator
Digital signalprosessor (DSP)
Image Scaler
Digital videoport
LED og Strobe Flash Control Output

OV7670-bildesensoren styres ved hjelp av Serial Camera Control Bus (SCCB), som er et I2C-grensesnitt (SIOC, SIOD) med en maksimal klokkefrekvens på 400 KHz.

Kameraet leveres med håndtrykksignaler som:

VSYNC: Vertikal synkroniseringsutgang - Lav under ramme
HREF: Horisontal referanse - Høy under aktive piksler på rad
PCLK: Pixel Clock Output - Gratis klokke. Data er gyldige på stigende kant

I tillegg til dette har den flere flere signaler som

D0-D7: 8-biters YUV / RGB videokomponent digital utgang
PWDN: Valg av avslåingsmodus - Normal modus og Slå av modus
XCLK: System Clock Input
Tilbakestill: Tilbakestill signal

OV7670 er klokket fra en 24MHz oscillator. Dette gir en Pixel Clock (PCLK) -utgang på 24MHz. FIFO gir 3 Mbps med videorammebufferminne. Testmønstergeneratoren har 8-stolpers fargelinjemønster, blek-til-grå fargelinjemønster. La oss nå begynne å programmere Arduino UNO for å teste kamera OV7670 og gripe rammer ved hjelp av seriell portleser.

Kretsdiagram

Programmering Arduino UNO

Programmeringen starter med å inkludere det nødvendige biblioteket som er nødvendig for OV7670. Siden OV7670 kjører på I2C-grensesnitt, inkluderer den bibliotek. Bibliotekene som brukes i dette prosjektet er innebygde biblioteker av ArduinoIDE. Vi må bare ta med bibliotekene for å få jobben gjort.

Etter dette må registrene endres for OV7670. Programmet er delt inn i små funksjoner for bedre forståelse.

Den Oppsett () omfatter alle de innledende oppsett som kreves for bare å ta bilder. Den første funksjonen er arduinoUnoInut () som brukes til å initialisere arduino uno. I utgangspunktet deaktiverer den alle globale avbrudd og setter kommunikasjonsgrensesnittkonfigurasjonene som PWM-klokke, valg av avbruddspinner, presclaer-valg, legge til paritet og stoppbiter.

ArduinoUnoInut ();

Etter at du har konfigurert Arduino, må kameraet konfigureres. For å initialisere kameraet har vi bare muligheter for å endre registerverdiene. Registerverdiene må endres fra standard til tilpasset. Legg også til nødvendig forsinkelse avhengig av mikrokontrollerfrekvensen vi bruker. Som sakte mikrokontrollere har mindre behandlingstid og gir mer forsinkelse mellom å fange rammer.

ugyldig camInit (ugyldig) { writeReg (0x12, 0x80); _forsink_ms (100); wrSensorRegs8_8 (ov7670_default_regs); writeReg (REG_COM10, 32); // PCLK slår ikke på HBLANK. }

Kameraet er satt til å ta et QVGA-bilde, slik at oppløsningen må velges. Funksjonen konfigurerer registeret til å ta et QVGA-bilde.

setResolution ();

I denne opplæringen er bildene tatt i svart-hvitt, så registerverdien er satt til å sende ut et monokromt bilde. Funksjonen angir registerverdiene fra registerlisten som er forhåndsdefinert i programmet.

setColor ();

Funksjonen nedenfor er skrive for å registrere funksjon som skriver den hexverdien som skal registreres. Hvis du får kryptert bilder, så prøv å endre den andre termen, dvs. 10 til 9/11/12. Men mesteparten av tiden fungerer denne verdien bra, så du trenger ikke å endre den.

writeReg (0x11, 10);

Denne funksjonen brukes til å få oppløsningsstørrelsen. I dette prosjektet tar vi bilder i størrelsen 320 x 240 piksler.

captureImg (320, 240);

Annet enn dette har koden også I2C-konfigurasjonene delt inn i flere deler. Bare for å hente dataene fra kameraet har I2C-konfigurasjonene Start, Les, Skriv, Angi adresse-funksjon som er viktig når du bruker I2C-protokollen.

Du finner den komplette koden med en demonstrasjonsvideo på slutten av denne veiledningen. Bare last opp koden og åpne Serial Port Reader og ta tak i rammene.

Hvordan bruke Serial Port Reader for lesing av bilder

Serial Port Reader er en enkel GUI, last den ned herfra. Dette fanger base64-koden og dekoder den for å danne et bilde. Bare følg disse enkle trinnene for å bruke Serial Port Reader

Trinn 1: Koble Arduino til hvilken som helst USB-port på PCen

Trinn 2: Klikk på "Kontroller" for å finne din Arduino COM-port

Trinn 3: Klikk til slutt på "Start" -knappen for å begynne å lese seriell.

Trinn 4: Man kan også lagre disse bildene ved å klikke på “Lagre bilde”.

Nedenfor er eksempler på bilder tatt fra OV7670

Forholdsregler ved bruk av OV7670

Prøv å bruke ledninger eller gensere så korte som mulig
Unngå løs kontakt med pinner på Arduino eller OV7670
Vær forsiktig med å koble til, da et stort antall ledninger kan føre til kortslutning
Hvis UNO gir 5V utgang til GPIO, bruk deretter Level Shifter.
Bruk 3.3V-inngang for OV7670 som overskrider spenning enn dette kan skade OV7670-modulen.

Dette prosjektet er laget for å gi oversikt over bruk av en kameramodul med Arduino. Siden Arduino har mindre minne, er behandlingen kanskje ikke som forventet. Du kan bruke forskjellige kontrollere som har mer minne for behandling.