VGA-модуль. Камера для Arduino

Код:00516
Артикул:OV7670
В наличии:есть
630 руб
1
VGA-модуль. Камера для Arduino
OV7670 300KP VGA Camera Module Compatible With Arduino


Модуль видеокамеры предназначен для работы в составе электронного фотоаппарата, приборов видеотрансляции и видеозаписи. Информация на выходе модуля представляется в цифровом виде. VGA-модуль OV7670 300KP совместим с различными микроконтроллерами. Высокая чувствительность позволяет работать в условиях низкой освещенности. По шине управления можно настроить качество изображения, формат данных и режим передачи. Особенности модуля позволяют автоматически поддерживать высокое качество изображения путем уменьшения или устранения зашумленности, выравнивания баланса цвета, повышения четкости изображения, установки оптимальной насыщенности, контрастности, гаммы и оттенка изображения. Эти особенности прибора OV7670 300KP позволяют его применять в системах видеонаблюдения входящих в комплексы “умный дом”, охранные системы. Малый вес устройства позволяет устанавливать его на автоматические аэросистемы и различные подвижные платформы. Энтузиастами ведутся разработки в области определения расстояний до препятствия с помощью двух камер.

Характеристики

Питание
    напряжение
        диапазон 5,5 – 3,3 В
        номинальное 3,3 В
    потребляемая мощность 60 мВт
    ток в режиме сна менее 20 мкА

Уровень напряжения лог. 1 на контактах сигналов в диапазоне 2,5 – 3 В
Интерфейсы OV7670 300KP: SCCB совместим с I2C и параллельный 8 линий
Чувствительность 1,3 В (люкс-секунда)
Отношение сигнал-шум 46 db
VGA-модуль имеет динамический диапазон 52 db
Темновой ток 12 мВ/с при 60 ° С
Разрешающая способность 0,3 мегапиксель
    максимальная 640 х 480 точек
    минимальная 40 x 30 точек
Развертка по строкам
Поддерживается масштабирование изображения
Форматы передачи цвета: RGB565, RGB555, RGB444, YUV/YCbCr 4:2:2, GRB 4:2:2, Raw RGB Data
Максимальная скорость передачи 30 кадр/с
Размер объектива 1/6 "
Угол обзора 25 °
Методы автокоррекции: AEC, AGC, AWB, ABF, ABLC
Автокомпенсация помехи 50, 60 Гц
Прогрессивный режим просмотра
Электронная экспозиция от одной линии до 510

Температура окружающего воздуха во время работы OV7670 300KP
    рекомендуемая от 0 до 50 °С
    предельная от –30 до 70 °C

Размер пикселя 3,6 x 3,6 мкм
Вес 12 г

OV7670 300KP VGA Camera Module Compatible With Arduino

Особенности

Для OV7670 существуют множество настроек. Программируется качество изображения, формат данных и режим передачи. Обработка изображения настраивается записью данных в специальные регистры микросхемы OV7670 с помощью интерфейса Serial Camera Control Bus (SCCB) – аналог шины I2C. Частота дискретизации 30 кадров в секунду соответствует стандарту VGA. Скорость передачи кадров устанавливается программно. Также доступны форматы: QVGA 320х240, CIF 352х240, QCIF 176x144. Разрешающая способность может принудительно снижаться до 40x30 точек.
Данные о цвете передаются с помощью установленной программистом кодировки. Используются два основных типа кодирования YCbCr и RGB, который имеет три варианта: RGB565, RGB555, RGB444. Здесь цифры означают количество бит на один цвет. Например, RGB565 это 5 бит на красный, 6 бит на зеленый и 5 бит на синий. В случае кодировки RGB для передачи данных о цвете пикселя потребуется 2 байта. Передача кодировки цвета YCbCr сложнее.
По умолчанию установлен формат VGA 640х480. 30 кадров, 480 строк. На выходе HREF сигнал с частотой 14,4 кГц. Частота обусловлена параметрами изображения 30 кадров х 480 строк = 14400 Гц.

Схема и компоненты

Изображение объектов, находящихся перед объективом камеры для Arduino, фокусируется на поверхности микросхемы OV7670, расположенной на плате под объективом. Микросхема U1 преобразует фотоинформацию в цифровой вид и обеспечивает передачу данных по интерфейсу. Для питания микросхемы на плате смонтированы два интегральных стабилизатора напряжений 2,8 и 1,8 вольт. В схему устройства входит несколько пассивных компонентов, обеспечивающих работу стабилизаторов и светочувствительной микросхемы.




Контакты и сигналы
 
Контакт

 
Тип Сигнал
3V3 питание  
GND общий провод  
SIO_C вход такт интерфейса SCCB управления камерой
SIO_D вход-выход данные интерфейса SCCB управления камерой
VSYNC выход кадровая синхронизация
HREF выход строчная синхронизация
PCLK выход такт передачи байта из параллельного порта D0–D7
XCLK вход главный такт для работы OV7670
D7–D0 выходы параллельный видеовыход
RESET вход сброс лог. 0
PWDN вход включение лог. 0 и выключение лог. 1 камеры
 

Наилучшее подключение прибора – непосредственная установка вилки соединителя в розетку основного модуля прибора видеонаблюдения. Частоты сигналов могут доходить до 24 МГц. В связи с этим линии подключения модуля видеокамеры выполняются в соответствии с требованиям к высокочастотным соединениям. Среди них главное требование выполнять соединения как можно более короткими проводниками.
Напряжение питания микроконтроллеров выше предельного напряжения сигналов модуля. Для обеспечения соответствия уровней сигналов МК и VGA-модуля необходимо устанавливать согласующие цепи. Для входа SIO_C необходимо сделать резисторный делитель напряжения для выполнения требования по максимальному уровню входного сигнала модуля видеокамеры. Для контакта SIO_D так сделать нельзя, он является двунаправленной линией. К счастью, Arduino имеет встроенную поддержку протокола I2C с рабочим напряжением 3,5 В на контактах A4 SDA и A5 SCL. Величину резисторов делителей нужно подбирать. Другой вариант согласования уровней SIO_D и SIO_C – установка на этих линиях резисторов подтяжки к питанию 3,3 В сопротивлением 3,3 кОм.
Обмен данными с камерой по шине I2C возможен, если подана тактовая частота на вход XCLK. Рекомендуемая частота этого сигнала 24 МГц. Используя в качестве источника сигнала 8 МГц, микроконтроллер и установив в МС OV7670 умножение частоты на 3, получим требуемые 24 МГц. При напряжении питания генератора 5 В тактовый сигнал XCLK подается через согласующий резисторный делитель напряжения из одинаковых резисторов 4,7 кОм.
Видеоинтерфейс модуля OV7670 300KP использует синхроимпульсы по кадрам VSYNC, по строкам HREF и по пикселям PCLK. Данные пикселя, представляющие собой закодированную информацию о его цвете, передаются по параллельному интерфейсу D7–D0 по тактам PCLK. Для передачи данных о цвете используются 2 байта, отправляемые по очереди.


Расположение бит кодировки цвета RGB565 в двух байтах.



Расположение бит кодировки цвета RGB555 в двух байтах.

 

Расположение бит в трех видах кодировок цвета в двух байтах.

 

Диаграмма сигналов несущих информацию о цвете.

Проверка работоспособности

Подать питание на VGA-модуль величиной 3,3 В. Подать на вход XCLK меандр частотой 24 МГц используя изложенные выше рекомендации. С помощью осциллографа убедиться в наличии сигналов на выходах: PCLK – 24 МГц, VSYNC – 30 Гц, HREF – 14,4 кГц, на D0–D7 должны быть видны информационные посылки. Если камера для Arduino формирует перечисленные сигналы, значит она работоспособна.

Программирование

Камера для arduino использует стандартную библиотеку Wire. Программа для чтения регистров OV7670 https://github.com/PavelTorgashov/Arduino/tree/master/OV7670

Библиотека

http://www.instructables.com/id/How-to-use-OV7670-Camera-Module-with-Arduino/?ALLSTEPS

https://developer.mbed.org/components/OV7670-Camera/

http://privateblog.info/arduino-uno-i-kamera-ov7670-primer-ispolzovaniya/

Техническое описание

Интерфейс SCCB

Режимы и настройка



 
Вверх