Dejan PETROVIĆ

1. jun 2020.

Osim kamera integrisanih u razvojne ploče poput onih o kojima smo pisali u prethodnim brojevima, u Arduino ekosistemu se mogu koristiti i kamere u formi modula, poput OV7670. OmniVision kamera dolazi sa CMOS senzorom od 1/6 inča i sposobna je da pravi snimke u VGA rezoluciji (640×480 piksela), pri 30 sličica u sekundi. Broj sličica kao i veličina frejma direktno zavise od količine memorije mikrokontrolera. Osim VGA (0,3 Mpx), tu je podrška za Raw RGB, RGB, YUV i ZCbCr formate. Za pravljenje snimaka se pored VGA, može skalirati na CIF i niže do 40x30 piksela. Plastično kućište omogućava određene korake fokusa preko plastičnog objektiva sa sočivom od F1.8/6 milimetara. Od funkcija prisutne su AEC, AGC, AWB, ABF, ABLC i druge.

Iako se radi o uređaju koji radi na 3,3 volta, na Mreži se mogu naći primeri povezivanja kamere na petovoltnu logiku Unoa, bez logičkih šiftera. Mi smo se odlučili za primer gde ćemo sliku kamere prikazati na ekranu monitora. Pinout kamere nije prijateljski nastrojen prema prototipskoj ploči, tako da smo mi u našem primeru koristili dupont žice koje nisu najsjajnije rešenje, da bismo je povezali na Nano. Kamera se direktno napaja sa 3,3 volta preko pinova 3V3 i GND. Vertikalni izlaz za sinhronizaciju (VSYNC) se postavlja LOW pri svakom frejmu i vezujemo ga na D2. Horizontalna referenca (HREF) ide na HIGH kod svakog aktivnog piksela u nizu, a u našem primeru je ostala nepovezana. Mikrokontroler ima kontrolu nad OV7670 koristeći Serial Camera Control Bus (SCCB), što je zapravo I2C interfejs. SIOC i SIOD ovog interfejsa povezujemo na I2C Nano ploče (A5, A4) uz pull-up otpornike od po 10 kilooma. Maksimalna frekvencija za I2C u ovom slučaju je 400 kiloherca. Klok izlaznih piksela (PCLK) je zapravo klok kamere koji smo vezali na D12 radi usklađivanja frekvencije. OV7670 ima svoj oscilator od 24 megaherca na ovom pinu. Sistemski klok ulaza (XCLK) preko naponskog razdelnika (1K i 680R) ide na D3. Digitalni izvodi kamere su 8-bitni YUV/RGB izvodi video komponenti. Izvode D0, D1, D2 i D3 povezujemo na analogne A0-A3. Digitalne izvode D4-D7 povezujemo na D4-D7 Arduina. RESET povezujemo na 3,3 volte dok PWDM ide na GND.

U našem primeru smo koristili ArduinoImageCapture aplikaciju koju smo preuzeli sa sdrese i.sk.rs/357361 za šta nam je trebalo IntelliJ IDEA razvojno okruženje koje se može koristiti i umesto Arduino IDE. Sve neophodne podatke, biblioteke i skeč možete pronaći na i.sk.rs/357362. Uz par koraka smo dobili sliku na ekranu u izabaranim rezolucijama, gde je jedina smislena za korišćeni hardver zapravo 320×240 piksela pri 1M bauda. Snimak kamere je blagi „njah!” i od nje nismo ni očekivali previše. Veća rezolucija ujedno znači i veći broj artefakta, a na snimku se jasno vidi dominacija žute. U grayscale se dobija veći frejmrejt, a isto važi i sa izborom niže rezolucije. Aplikacija koju smo koristili omogućava zapisivanje snimaka u računaru u PNG formatu. Ono što je zanimljivo da smo sa originalnim Unoom imali problema prilikom pokretanja ovog primera, dok smo sa kloniranim Nano dobili snimak bez problema.

Kamera je povoljna, ali ne nudi puno. Snimak je shodno hardveru i niskim rezolucijama još i dobar, ali u uslovima boljeg osvetljenja. Na mreži ima dosta primera gde se uz ESP32 mogu iz kamere izvući maksimalne rozolucije, a pri tom se snimak može pratiti preko IP adrese, poslati na mrežu, snimci se mogu zapisati na SD karticu uz odgovarajući modul, a mogu se prikazati i na SPI LCD ekranu. Jedan od scenarija može uključiti i PIR senzor koji će biti okidač zapisivanja snimaka na karticu. Za nezahtevna scenarija zanimljiva kamera, ali se pre upuštanja u rad sa njom naoružajte strpljenjem. Pored ove kamere koju smo mi koristili u prodaji je i FIFO kamera, koja se od ove razlikuje po dodatnoj elektronici ispod, a koja je zapravo video-bafer, što omogućava mikrokontroleru da „lakše diše”. Tri megabita je dovoljno za QQVGA, pa čak i za delove većih rezolucija. FIFO OV7670 kamera košta bezmalo 10 dolara, a ako znamo da je T-Journal tek malo skuplji i pri tom ozbiljno i kompletno rešenje, zaključak je jasan.