โปรเจกต์ Arduino: สอนต่อกล้อง OV7670 ถ่ายภาพเข้าคอมพิวเตอร์ฉบับจับมือทำ!

Visual Capturing with OV7670 on Arduino

สวัสดีครับสายฮาร์ดแวร์ทุกคน! วันนี้เราจะมาเล่นกับโมดูลกล้องสุดคลาสสิกอย่าง OV7670 กันครับ โมดูลตัวนี้เป็นกล้องขนาดจิ๋วที่ใช้แรงดันไฟต่ำ มีเซนเซอร์ภาพแบบ CMOS ความละเอียดระดับ VGA (640x480) และควบคุมผ่านอินเทอร์เฟซ Serial Camera Control Bus (SCCB)

ความเจ๋งของมันคือ บนบอร์ดมีตัวปรับแรงดันไฟ LDO regulator มาให้ในตัว ทำให้เราจ่ายไฟแค่ 3.3V ก็เพียงพอต่อการใช้งานร่วมกับบอร์ดไมโครคอนโทรลเลอร์ยอดฮิตอย่าง Arduino, STM32, Chipkit, ARM หรือ FPGA ได้สบายๆ เลยครับ

(ปล. ถ้าใครชื่นชอบโปรเจกต์ของนักพัฒนาท่านนี้ สามารถเข้าไปสนับสนุนเขาได้ที่ Patreon: techmirtz เลยนะครับ)

อุปกรณ์ที่ต้องใช้ (Hardware Components)

ของที่ต้องใช้ในโปรเจกต์นี้มีไม่เยอะครับ เน้นการต่อสายและเซ็ตอัปซอฟต์แวร์เป็นหลัก (ถ้าเพื่อนๆ กำลังมองหาบอร์ด Arduino UNO, โมดูลกล้อง OV7670, ตัวต้านทาน หรือกำลังอยากได้ เส้นพลาสติก 3D Print เกรดพรีเมียม เพื่อเอาไปปริ้นท์ขาตั้งกล้องสวยๆ แวะไปช้อปอุปกรณ์สายคราฟต์ได้ที่ Globalbyte เลยครับ มีครบทุกอย่างที่เมกเกอร์ต้องการ!)

  • บอร์ด Arduino UNO x1
  • โมดูลกล้อง OV7670 Camera Module x1
  • เบรดบอร์ด (Breadboard) x1
  • ตัวต้านทาน 4.75k ohm x1
  • ตัวต้านทาน 10k ohm x1

สเปกและจุดเด่นของโมดูล OV7670

OV7670 Pinout

ก่อนจะไปต่อสาย มาดูสเปกคร่าวๆ ของกล้องตัวนี้กันก่อนครับ:

  • ขนาดเลนส์ออปติคัล 1/6 นิ้ว ความละเอียด 640x480 VGA (คุณภาพสูงด้วยเลนส์ F1.8 / 6mm)
  • ใช้ไฟ 3.3V (มี LDO regulator บนบอร์ด)
  • ความไวแสงสูง (High sensitivity) เหมาะสำหรับใช้งานในที่แสงน้อย
  • มีฟังก์ชันปรับภาพอัตโนมัติเพียบ! เช่น ปรับแสง (AEC), ปรับอัตราขยาย (AGC), สมดุลแสงขาว (AWB), ฟิลเตอร์ (ABF) และปรับระดับสีดำ (ABLC)
  • มีระบบลด Noise, แก้ไขจุดบกพร่อง (Defect correction), รองรับโหมด Flash/LED, และตรวจจับการกะพริบของแสงไฟ (Flicker 50/60 Hz) อัตโนมัติ

การติดตั้งซอฟต์แวร์ฝั่ง PC (JDK & Drivers)

เพื่อให้คอมพิวเตอร์ของเราดึงภาพจาก Arduino มาเซฟเก็บไว้ได้ เราจะต้องใช้โปรแกรมที่รันด้วยภาษา Java ผ่าน Command Line (CMD) ครับ ค่อยๆ ทำตามสเตปด้านล่างนี้นะครับ:

1. ติดตั้ง Java (JDK)
ดาวน์โหลดและติดตั้ง Java Development Kit (JDK) เวอร์ชัน 8 (ดาวน์โหลด JDK จาก Oracle.com) เมื่อติดตั้งเสร็จ ปกติไฟล์จะไปอยู่ที่ไดรฟ์ C: โฟลเดอร์ Program Files\Java\jdk1.8.0_74 ครับ

2. เช็ค COM Port ของ Arduino
เสียบ Arduino เข้าคอมพิวเตอร์ แล้วไปเช็คที่ Device Manager > Ports (COM & LPT) ว่า Arduino ของเราเชื่อมต่ออยู่ที่พอร์ตอะไร (เช่น COM1, COM2, COM3, COM4 หรือ COM5)

3. โหลดและติดตั้งไฟล์โค้ด Java ตาม COM Port
ให้ดาวน์โหลดไฟล์ .rar ตามหมายเลข COM Port ของคุณ จากนั้นแตกไฟล์ ก๊อปปี้โฟลเดอร์ที่ชื่อว่า code ไปวางไว้ใน C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_74\bin

4. สร้างโฟลเดอร์สำหรับรับรูปภาพ
เข้าไปที่ไดรฟ์ C:\ แล้วสร้างโฟลเดอร์ใหม่ชื่อว่า out (โฟลเดอร์นี้จะใช้เป็นที่รับรูปถ่ายจากกล้องครับ)

5. ติดตั้งไฟล์ Library เสริม (Extra.rar)
ดาวน์โหลด Extra.rar แตกไฟล์ออกมาจะมี 3 ไฟล์สำคัญ ให้ก๊อปปี้ไปวางตามตำแหน่งนี้ครับ (ถ้าขึ้นถามหา Admin permission ให้กดยืนยันไปเลยครับ):

  • ก๊อปปี้ win32com.dll ไปวางที่ C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_74\jre\bin
  • ก๊อปปี้ comm.jar ไปวางที่ C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_74\jre\lib\ext
  • ก๊อปปี้ javax.comm.properties ไปวางที่ C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_74\jre\lib
Circuit Setup Device Manager COM Port Copy Code Folder Create Out Folder Extra.rar Files

การอัปโหลดโค้ด Arduino (C/C++ Code)

ก๊อปปี้โค้ดด้านล่างนี้ไปวางในโปรแกรม Arduino IDE แล้วอัปโหลดลงบอร์ด Arduino UNO ของคุณได้เลยครับ โค้ดนี้จะตั้งค่า Register (Address) ต่างๆ ของกล้องเพื่อให้ภาพออกมามีสีและความสว่างที่เหมาะสมครับ

C/C++ (Arduino Code)
#include <stdint.h>
#include <avr/io.h>
#include <util/twi.h>
#include <util/delay.h>
#include <avr/pgmspace.h>

#define F_CPU 16000000UL
#define vga   0
#define qvga  1
#define qqvga   2
#define yuv422  0
#define rgb565  1
#define bayerRGB  2
#define camAddr_WR  0x42
#define camAddr_RD  0x43

/* Registers */
#define REG_GAIN    0x00  /* Gain lower 8 bits (rest in vref) */
#define REG_BLUE    0x01  /* blue gain */
#define REG_RED       0x02  /* red gain */
#define REG_VREF    0x03  /* Pieces of GAIN, VSTART, VSTOP */
#define REG_COM1    0x04  /* Control 1 */
#define COM1_CCIR656  0x40    /* CCIR656 enable */

#define REG_BAVE    0x05  /* U/B Average level */
#define REG_GbAVE   0x06  /* Y/Gb Average level */
#define REG_AECHH   0x07  /* AEC MS 5 bits */
#define REG_RAVE    0x08  /* V/R Average level */
#define REG_COM2    0x09  /* Control 2 */
#define COM2_SSLEEP         0x10  /* Soft sleep mode */
#define REG_PID           0x0a  /* Product ID MSB */
#define REG_VER           0x0b  /* Product ID LSB */
#define REG_COM3    0x0c  /* Control 3 */
#define COM3_SWAP         0x40  /* Byte swap */
#define COM3_SCALEEN          0x08  /* Enable scaling */
#define COM3_DCWEN          0x04  /* Enable downsamp/crop/window */
#define REG_COM4    0x0d  /* Control 4 */
#define REG_COM5    0x0e  /* All "reserved" */
#define REG_COM6    0x0f  /* Control 6 */
#define REG_AECH    0x10  /* More bits of AEC value */
#define REG_CLKRC   0x11  /* Clocl control */
#define CLK_EXT           0x40  /* Use external clock directly */
#define CLK_SCALE   0x3f  /* Mask for internal clock scale */
#define REG_COM7    0x12  /* Control 7 */ //REG mean address.
#define COM7_RESET          0x80  /* Register reset */
#define COM7_FMT_MASK         0x38
#define COM7_FMT_VGA          0x00
#define COM7_FMT_CIF          0x20  /* CIF format */
#define COM7_FMT_QVGA         0x10  /* QVGA format */
#define COM7_FMT_QCIF         0x08  /* QCIF format */
#define COM7_RGB          0x04  /* bits 0 and 2 - RGB format */
#define COM7_YUV          0x00  /* YUV */
#define COM7_BAYER          0x01  /* Bayer format */
#define COM7_PBAYER         0x05  /* "Processed bayer" */
#define REG_COM8    0x13  /* Control 8 */
#define COM8_FASTAEC          0x80  /* Enable fast AGC/AEC */
#define COM8_AECSTEP          0x40  /* Unlimited AEC step size */
#define COM8_BFILT    0x20  /* Band filter enable */
#define COM8_AGC    0x04  /* Auto gain enable */
#define COM8_AWB    0x02  /* White balance enable */
#define COM8_AEC    0x01  /* Auto exposure enable */
#define REG_COM9    0x14  /* Control 9- gain ceiling */
#define REG_COM10   0x15  /* Control 10 */
#define COM10_HSYNC         0x40  /* HSYNC instead of HREF */
#define COM10_PCLK_HB         0x20  /* Suppress PCLK on horiz blank */
#define COM10_HREF_REV          0x08  /* Reverse HREF */
#define COM10_VS_LEAD         0x04  /* VSYNC on clock leading edge */
#define COM10_VS_NEG          0x02  /* VSYNC negative */
#define COM10_HS_NEG          0x01  /* HSYNC negative */
#define REG_HSTART    0x17  /* Horiz start high bits */
#define REG_HSTOP   0x18  /* Horiz stop high bits */
#define REG_VSTART    0x19  /* Vert start high bits */
#define REG_VSTOP   0x1a  /* Vert stop high bits */
#define REG_PSHFT   0x1b  /* Pixel delay after HREF */
#define REG_MIDH    0x1c  /* Manuf. ID high */
#define REG_MIDL    0x1d  /* Manuf. ID low */
#define REG_MVFP    0x1e  /* Mirror / vflip */
#define MVFP_MIRROR         0x20  /* Mirror image */
#define MVFP_FLIP   0x10  /* Vertical flip */

#define REG_AEW           0x24  /* AGC upper limit */
#define REG_AEB           0x25    /* AGC lower limit */
#define REG_VPT           0x26  /* AGC/AEC fast mode op region */
#define REG_HSYST   0x30  /* HSYNC rising edge delay */
#define REG_HSYEN   0x31  /* HSYNC falling edge delay */
#define REG_HREF    0x32  /* HREF pieces */
#define REG_TSLB    0x3a  /* lots of stuff */
#define TSLB_YLAST    0x04  /* UYVY or VYUY - see com13 */
#define REG_COM11   0x3b  /* Control 11 */
#define COM11_NIGHT         0x80  /* NIght mode enable */
#define COM11_NMFR          0x60  /* Two bit NM frame rate */
#define COM11_HZAUTO          0x10  /* Auto detect 50/60 Hz */
#define COM11_50HZ          0x08  /* Manual 50Hz select */
#define COM11_EXP   0x02
#define REG_COM12   0x3c  /* Control 12 */
#define COM12_HREF          0x80  /* HREF always */
#define REG_COM13   0x3d  /* Control 13 */
#define COM13_GAMMA         0x80  /* Gamma enable */
#define COM13_UVSAT         0x40  /* UV saturation auto adjustment */
#define COM13_UVSWAP          0x01  /* V before U - w/TSLB */
#define REG_COM14   0x3e  /* Control 14 */
#define COM14_DCWEN         0x10  /* DCW/PCLK-scale enable */
#define REG_EDGE    0x3f  /* Edge enhancement factor */
#define REG_COM15   0x40  /* Control 15 */
#define COM15_R10F0         0x00  /* Data range 10 to F0 */
#define COM15_R01FE         0x80  /* 01 to FE */
#define COM15_R00FF         0xc0  /* 00 to FF */
#define COM15_RGB565          0x10  /* RGB565 output */
#define COM15_RGB555          0x30  /* RGB555 output */
#define REG_COM16   0x41  /* Control 16 */
#define COM16_AWBGAIN         0x08  /* AWB gain enable */
#define REG_COM17   0x42  /* Control 17 */
#define COM17_AECWIN          0xc0  /* AEC window - must match COM4 */
#define COM17_CBAR          0x08  /* DSP Color bar */
/*
* This matrix defines how the colors are generated, must be
* tweaked to adjust hue and saturation.
*
* Order: v-red, v-green, v-blue, u-red, u-green, u-blue
* They are nine-bit signed quantities, with the sign bit
* stored in0x58.Sign for v-red is bit 0, and up from there.
*/
#define REG_CMATRIX_BASE  0x4f
#define CMATRIX_LEN           6
#define REG_CMATRIX_SIGN  0x58
#define REG_BRIGHT    0x55  /* Brightness */
#define REG_CONTRAS         0x56  /* Contrast control */
#define REG_GFIX    0x69  /* Fix gain control */
#define REG_REG76   0x76  /* OV's name */
#define R76_BLKPCOR         0x80  /* Black pixel correction enable */
#define R76_WHTPCOR         0x40  /* White pixel correction enable */
#define REG_RGB444          0x8c  /* RGB 444 control */
#define R444_ENABLE         0x02  /* Turn on RGB444, overrides 5x5 */
#define R444_RGBX   0x01  /* Empty nibble at end */
#define REG_HAECC1    0x9f  /* Hist AEC/AGC control 1 */
#define REG_HAECC2    0xa0  /* Hist AEC/AGC control 2 */
#define REG_BD50MAX         0xa5  /* 50hz banding step limit */
#define REG_HAECC3    0xa6  /* Hist AEC/AGC control 3 */
#define REG_HAECC4    0xa7  /* Hist AEC/AGC control 4 */
#define REG_HAECC5    0xa8  /* Hist AEC/AGC control 5 */
#define REG_HAECC6    0xa9  /* Hist AEC/AGC control 6 */
#define REG_HAECC7    0xaa  /* Hist AEC/AGC control 7 */
#define REG_BD60MAX         0xab  /* 60hz banding step limit */
#define REG_GAIN    0x00  /* Gain lower 8 bits (rest in vref) */
#define REG_BLUE    0x01  /* blue gain */
#define REG_RED           0x02  /* red gain */
#define REG_VREF    0x03  /* Pieces of GAIN, VSTART, VSTOP */
#define REG_COM1    0x04  /* Control 1 */
#define COM1_CCIR656          0x40  /* CCIR656 enable */
#define REG_BAVE    0x05  /* U/B Average level */
#define REG_GbAVE   0x06  /* Y/Gb Average level */
#define REG_AECHH   0x07  /* AEC MS 5 bits */
#define REG_RAVE    0x08  /* V/R Average level */
#define REG_COM2    0x09  /* Control 2 */
#define COM2_SSLEEP         0x10  /* Soft sleep mode */
#define REG_PID           0x0a  /* Product ID MSB */
#define REG_VER           0x0b  /* Product ID LSB */
#define REG_COM3    0x0c  /* Control 3 */
#define COM3_SWAP         0x40  /* Byte swap */
#define COM3_SCALEEN          0x08  /* Enable scaling */
#define COM3_DCWEN          0x04  /* Enable downsamp/crop/window */
#define REG_COM4    0x0d  /* Control 4 */
#define REG_COM5    0x0e  /* All "reserved" */
#define REG_COM6    0x0f  /* Control 6 */
#define REG_AECH    0x10  /* More bits of AEC value */
#define REG_CLKRC   0x11  /* Clocl control */
#define CLK_EXT           0x40  /* Use external clock directly */
#define CLK_SCALE   0x3f  /* Mask for internal clock scale */
#define REG_COM7    0x12  /* Control 7 */
#define COM7_RESET          0x80  /* Register reset */
#define COM7_FMT_MASK         0x38
#define COM7_FMT_VGA          0x00
#define COM7_FMT_CIF          0x20  /* CIF format */
#define COM7_FMT_QVGA         0x10  /* QVGA format */
#define COM7_FMT_QCIF         0x08  /* QCIF format */
#define COM7_RGB    0x04  /* bits 0 and 2 - RGB format */
#define COM7_YUV    0x00  /* YUV */
#define COM7_BAYER          0x01  /* Bayer format */
#define COM7_PBAYER         0x05  /* "Processed bayer" */
#define REG_COM8    0x13  /* Control 8 */
#define COM8_FASTAEC          0x80  /* Enable fast AGC/AEC */
#define COM8_AECSTEP          0x40  /* Unlimited AEC step size */
#define COM8_BFILT    0x20  /* Band filter enable */
#define COM8_AGC    0x04  /* Auto gain enable */
#define COM8_AWB    0x02  /* White balance enable */
#define COM8_AEC    0x01  /* Auto exposure enable */
#define REG_COM9    0x14  /* Control 9- gain ceiling */
#define REG_COM10   0x15  /* Control 10 */
#define COM10_HSYNC         0x40  /* HSYNC instead of HREF */
#define COM10_PCLK_HB         0x20  /* Suppress PCLK on horiz blank */
#define COM10_HREF_REV          0x08  /* Reverse HREF */
#define COM10_VS_LEAD           0x04  /* VSYNC on clock leading edge */
#define COM10_VS_NEG          0x02  /* VSYNC negative */
#define COM10_HS_NEG          0x01  /* HSYNC negative */
#define REG_HSTART    0x17  /* Horiz start high bits */
#define REG_HSTOP   0x18  /* Horiz stop high bits */
#define REG_VSTART    0x19  /* Vert start high bits */
#define REG_VSTOP   0x1a  /* Vert stop high bits */
#define REG_PSHFT   0x1b  /* Pixel delay after HREF */
#define REG_MIDH    0x1c  /* Manuf. ID high */
#define REG_MIDL    0x1d  /* Manuf. ID low */
#define REG_MVFP    0x1e  /* Mirror / vflip */
#define MVFP_MIRROR         0x20  /* Mirror image */
#define MVFP_FLIP   0x10  /* Vertical flip */
#define REG_AEW           0x24  /* AGC upper limit */
#define REG_AEB           0x25  /* AGC lower limit */
#define REG_VPT           0x26  /* AGC/AEC fast mode op region */
#define REG_HSYST   0x30  /* HSYNC rising edge delay */
#define REG_HSYEN   0x31  /* HSYNC falling edge delay */
#define REG_HREF    0x32  /* HREF pieces */
#define REG_TSLB    0x3a  /* lots of stuff */
#define TSLB_YLAST    0x04  /* UYVY or VYUY - see com13 */
#define REG_COM11   0x3b  /* Control 11 */
#define COM11_NIGHT         0x80  /* NIght mode enable */
#define COM11_NMFR          0x60  /* Two bit NM frame rate */
#define COM11_HZAUTO          0x10  /* Auto detect 50/60 Hz */
#define COM11_50HZ          0x08  /* Manual 50Hz select */
#define COM11_EXP   0x02
#define REG_COM12   0x3c  /* Control 12 */
#define COM12_HREF          0x80  /* HREF always */
#define REG_COM13   0x3d  /* Control 13 */
#define COM13_GAMMA         0x80  /* Gamma enable */
#define COM13_UVSAT         0x40  /* UV saturation auto adjustment */
#define COM13_UVSWAP          0x01  /* V before U - w/TSLB */
#define REG_COM14   0x3e  /* Control 14 */
#define COM14_DCWEN         0x10  /* DCW/PCLK-scale enable */
#define REG_EDGE    0x3f  /* Edge enhancement factor */
#define REG_COM15   0x40  /* Control 15 */
#define COM15_R10F0         0x00  /* Data range 10 to F0 */
#define COM15_R01FE         0x80  /* 01 to FE */
#define COM15_R00FF         0xc0  /* 00 to FF */
#define COM15_RGB565          0x10  /* RGB565 output */
#define COM15_RGB555          0x30  /* RGB555 output */
#define REG_COM16   0x41  /* Control 16 */
#define COM16_AWBGAIN         0x08  /* AWB gain enable */
#define REG_COM17   0x42  /* Control 17 */
#define COM17_AECWIN          0xc0  /* AEC window - must match COM4 */
#define COM17_CBAR          0x08  /* DSP Color bar */

#define CMATRIX_LEN             6
#define REG_BRIGHT    0x55  /* Brightness */
#define REG_REG76   0x76  /* OV's name */
#define R76_BLKPCOR         0x80  /* Black pixel correction enable */
#define R76_WHTPCOR         0x40  /* White pixel correction enable */
#define REG_RGB444          0x8c  /* RGB 444 control */
#define R444_ENABLE         0x02  /* Turn on RGB444, overrides 5x5 */
#define R444_RGBX   0x01  /* Empty nibble at end */
#define REG_HAECC1    0x9f  /* Hist AEC/AGC control 1 */
#define REG_HAECC2    0xa0  /* Hist AEC/AGC control 2 */
#define REG_BD50MAX         0xa5  /* 50hz banding step limit */
#define REG_HAECC3    0xa6  /* Hist AEC/AGC control 3 */
#define REG_HAECC4    0xa7  /* Hist AEC/AGC control 4 */
#define REG_HAECC5    0xa8  /* Hist AEC/AGC control 5 */
#define REG_HAECC6    0xa9  /* Hist AEC/AGC control 6 */
#define REG_HAECC7    0xaa  /* Hist AEC/AGC control 7 */
#define REG_BD60MAX         0xab  /* 60hz banding step limit */
#define MTX1            0x4f  /* Matrix Coefficient 1 */
#define MTX2            0x50  /* Matrix Coefficient 2 */
#define MTX3            0x51  /* Matrix Coefficient 3 */
#define MTX4            0x52  /* Matrix Coefficient 4 */
#define MTX5            0x53  /* Matrix Coefficient 5 */
#define MTX6            0x54  /* Matrix Coefficient 6 */
#define REG_CONTRAS         0x56  /* Contrast control */
#define MTXS            0x58  /* Matrix Coefficient Sign */
#define AWBC7           0x59  /* AWB Control 7 */
#define AWBC8           0x5a  /* AWB Control 8 */
#define AWBC9           0x5b  /* AWB Control 9 */
#define AWBC10            0x5c  /* AWB Control 10 */
#define AWBC11            0x5d  /* AWB Control 11 */
#define AWBC12            0x5e  /* AWB Control 12 */
#define REG_GFI           0x69  /* Fix gain control */
#define GGAIN           0x6a  /* G Channel AWB Gain */
#define DBLV            0x6b  
#define AWBCTR3           0x6c  /* AWB Control 3 */
#define AWBCTR2           0x6d  /* AWB Control 2 */
#define AWBCTR1           0x6e  /* AWB Control 1 */
#define AWBCTR0           0x6f  /* AWB Control 0 */

struct regval_list{
  uint8_t reg_num;
  uint16_t value;
};

const struct regval_list qvga_ov7670[] PROGMEM = {
  { REG_COM14, 0x19 },
  { 0x72, 0x11 },
  { 0x73, 0xf1 },

  { REG_HSTART, 0x16 },
  { REG_HSTOP, 0x04 },
  { REG_HREF, 0xa4 },
  { REG_VSTART, 0x02 },
  { REG_VSTOP, 0x7a },
  { REG_VREF, 0x0a },
  { 0xff, 0xff }, /* END MARKER */
};

const struct regval_list yuv422_ov7670[] PROGMEM = {
  { REG_COM7, 0x0 },  /* Selects YUV mode */
  { REG_RGB444, 0 },  /* No RGB444 please */
  { REG_COM1, 0 },
  { REG_COM15, COM15_R00FF },
  { REG_COM9, 0x6A }, /* 128x gain ceiling; 0x8 is reserved bit */
  { 0x4f, 0x80 },   /* "matrix coefficient 1" */
  { 0x50, 0x80 },   /* "matrix coefficient 2" */
  { 0x51, 0 },    /* vb */
  { 0x52, 0x22 },   /* "matrix coefficient 4" */
  { 0x53, 0x5e },   /* "matrix coefficient 5" */
  { 0x54, 0x80 },   /* "matrix coefficient 6" */
  { REG_COM13, COM13_UVSAT },
  { 0xff, 0xff },   /* END MARKER */
};

const struct regval_list ov7670_default_regs[] PROGMEM = {//from the linux driver
  { REG_COM7, COM7_RESET },
  { REG_TSLB, 0x04 }, /* OV */
  { REG_COM7, 0 },  /* VGA */
  { REG_HSTART, 0x13 }, { REG_HSTOP, 0x01 },
  { REG_HREF, 0xb6 }, { REG_VSTART, 0x02 },
  { REG_VSTOP, 0x7a }, { REG_VREF, 0x0a },

  { REG_COM3, 0 }, { REG_COM14, 0 },
  { 0x70, 0x3a }, { 0x71, 0x35 },
  { 0x72, 0x11 }, { 0x73, 0xf0 },
  { 0xa2, 1 }, { REG_COM10, 0x0 },
  { 0x7a, 0x20 }, { 0x7b, 0x10 },
  { 0x7c, 0x1e }, { 0x7d, 0x35 },
  { 0x7e, 0x5a }, { 0x7f, 0x69 },
  { 0x80, 0x76 }, { 0x81, 0x80 },
  { 0x82, 0x88 }, { 0x83, 0x8f },
  { 0x84, 0x96 }, { 0x85, 0xa3 },
  { 0x86, 0xaf }, { 0x87, 0xc4 },
  { 0x88, 0xd7 }, { 0x89, 0xe8 },
  { REG_COM8, COM8_FASTAEC | COM8_AECSTEP },
  { REG_GAIN, 0 }, { REG_AECH, 0 },
  { REG_COM4, 0x40 }, 
  { REG_COM9, 0x18 }, 
  { REG_BD50MAX, 0x05 }, { REG_BD60MAX, 0x07 },
  { REG_AEW, 0x95 }, { REG_AEB, 0x33 },
  { REG_VPT, 0xe3 }, { REG_HAECC1, 0x78 },
  { REG_HAECC2, 0x68 }, { 0xa1, 0x03 }, 
  { REG_HAECC3, 0xd8 }, { REG_HAECC4, 0xd8 },
  { REG_HAECC5, 0xf0 }, { REG_HAECC6, 0x90 },
  { REG_HAECC7, 0x94 },
  { REG_COM8, COM8_FASTAEC | COM8_AECSTEP | COM8_AGC | COM8_AEC },
  { 0x30, 0 }, { 0x31, 0 },
  { REG_COM5, 0x61 }, { REG_COM6, 0x4b },
  { 0x16, 0x02 }, { REG_MVFP, 0x07 },
  { 0x21, 0x02 }, { 0x22, 0x91 },
  { 0x29, 0x07 }, { 0x33, 0x0b },
  { 0x35, 0x0b }, { 0x37, 0x1d },
  { 0x38, 0x71 }, { 0x39, 0x2a },
  { REG_COM12, 0x78 }, { 0x4d, 0x40 },
  { 0x4e, 0x20 }, { REG_GFIX, 0 },
  { 0x74, 0x10 },
  { 0x8d, 0x4f }, { 0x8e, 0 },
  { 0x8f, 0 }, { 0x90, 0 },
  { 0x91, 0 }, { 0x96, 0 },
  { 0x9a, 0 }, { 0xb0, 0x84 },
  { 0xb1, 0x0c }, { 0xb2, 0x0e },
  { 0xb3, 0x82 }, { 0xb8, 0x0a },
  { 0x43, 0x0a }, { 0x44, 0xf0 },
  { 0x45, 0x34 }, { 0x46, 0x58 },
  { 0x47, 0x28 }, { 0x48, 0x3a },
  { 0x59, 0x88 }, { 0x5a, 0x88 },
  { 0x5b, 0x44 }, { 0x5c, 0x67 },
  { 0x5d, 0x49 }, { 0x5e, 0x0e },
  { 0x6c, 0x0a }, { 0x6d, 0x55 },
  { 0x6e, 0x11 }, { 0x6f, 0x9e }, 
  { 0x6a, 0x40 }, { REG_BLUE, 0x40 },
  { REG_RED, 0x60 },
  { REG_COM8, COM8_FASTAEC | COM8_AECSTEP | COM8_AGC | COM8_AEC | COM8_AWB },
  { 0x4f, 0x80 }, { 0x50, 0x80 },
  { 0x51, 0 },    { 0x52, 0x22 },
  { 0x53, 0x5e }, { 0x54, 0x80 },
  { 0x58, 0x9e },
  { REG_COM16, COM16_AWBGAIN }, { REG_EDGE, 0 },
  { 0x75, 0x05 }, { REG_REG76, 0xe1 },
  { 0x4c, 0 },     { 0x77, 0x01 },
  { REG_COM13, 0x48 }, { 0x4b, 0x09 },
  { 0xc9, 0x60 },   
  { 0x56, 0x40 },
  { 0x34, 0x11 }, { REG_COM11, COM11_EXP | COM11_HZAUTO },
  { 0xa4, 0x82 }, { 0x96, 0 },
  { 0x97, 0x30 }, { 0x98, 0x20 },
  { 0x99, 0x30 }, { 0x9a, 0x84 },
  { 0x9b, 0x29 }, { 0x9c, 0x03 },
  { 0x9d, 0x4c }, { 0x9e, 0x3f },
  { 0x78, 0x04 },
  { 0x79, 0x01 }, { 0xc8, 0xf0 },
  { 0x79, 0x0f }, { 0xc8, 0x00 },
  { 0x79, 0x10 }, { 0xc8, 0x7e },
  { 0x79, 0x0a }, { 0xc8, 0x80 },
  { 0x79, 0x0b }, { 0xc8, 0x01 },
  { 0x79, 0x0c }, { 0xc8, 0x0f },
  { 0x79, 0x0d }, { 0xc8, 0x20 },
  { 0x79, 0x09 }, { 0xc8, 0x80 },
  { 0x79, 0x02 }, { 0xc8, 0xc0 },
  { 0x79, 0x03 }, { 0xc8, 0x40 },
  { 0x79, 0x05 }, { 0xc8, 0x30 },
  { 0x79, 0x26 },
  { 0xff, 0xff }, /* END MARKER */
};

void error_led(void){
  DDRB |= 32;
  while (1){
    PORTB ^= 32;
    _delay_ms(100);
  }
}

void twiStart(void){
  TWCR = _BV(TWINT) | _BV(TWSTA) | _BV(TWEN);
  while (!(TWCR & (1 << TWINT)));
  if ((TWSR & 0xF8) != TW_START)
    error_led();
}

void twiWriteByte(uint8_t DATA, uint8_t type){
  TWDR = DATA;
  TWCR = _BV(TWINT) | _BV(TWEN);
  while (!(TWCR & (1 << TWINT))) {}
  if ((TWSR & 0xF8) != type)
    error_led();
}

void twiAddr(uint8_t addr, uint8_t typeTWI){
  TWDR = addr;
  TWCR = _BV(TWINT) | _BV(TWEN);
  while ((TWCR & _BV(TWINT)) == 0); 
  if ((TWSR & 0xF8) != typeTWI)
    error_led();
}

void wrReg(uint8_t reg, uint8_t dat){
  twiStart();
  twiAddr(camAddr_WR, TW_MT_SLA_ACK);
  twiWriteByte(reg, TW_MT_DATA_ACK);
  twiWriteByte(dat, TW_MT_DATA_ACK);
  TWCR = (1 << TWINT) | (1 << TWEN) | (1 << TWSTO);
  _delay_ms(1);
}

static uint8_t twiRd(uint8_t nack){
  if (nack){
    TWCR = _BV(TWINT) | _BV(TWEN);
    while ((TWCR & _BV(TWINT)) == 0); 
    if ((TWSR & 0xF8) != TW_MR_DATA_NACK)
      error_led();
    return TWDR;
  }
  else{
    TWCR = _BV(TWINT) | _BV(TWEN) | _BV(TWEA);
    while ((TWCR & _BV(TWINT)) == 0); 
    if ((TWSR & 0xF8) != TW_MR_DATA_ACK)
      error_led();
    return TWDR;
  }
}

uint8_t rdReg(uint8_t reg){
  uint8_t dat;
  twiStart();
  twiAddr(camAddr_WR, TW_MT_SLA_ACK);
  twiWriteByte(reg, TW_MT_DATA_ACK);
  TWCR = (1 << TWINT) | (1 << TWEN) | (1 << TWSTO);
  _delay_ms(1);
  twiStart();
  twiAddr(camAddr_RD, TW_MR_SLA_ACK);
  dat = twiRd(1);
  TWCR = (1 << TWINT) | (1 << TWEN) | (1 << TWSTO);
  _delay_ms(1);
  return dat;
}

void wrSensorRegs8_8(const struct regval_list reglist[]){
  uint8_t reg_addr, reg_val;
  const struct regval_list *next = reglist;
  while ((reg_addr != 0xff) | (reg_val != 0xff)){
    reg_addr = pgm_read_byte(&next->reg_num);
    reg_val = pgm_read_byte(&next->value);
    wrReg(reg_addr, reg_val);
    next++;
  }
}

void setColor(void){
  wrSensorRegs8_8(yuv422_ov7670);
}

void setRes(void){
  wrReg(REG_COM3, 4); 
  wrSensorRegs8_8(qvga_ov7670);
}

void camInit(void){
  wrReg(0x12, 0x80);
  _delay_ms(100);
  wrSensorRegs8_8(ov7670_default_regs);
  wrReg(REG_COM10, 32);
}

void arduinoUnoInut(void) {
  cli();
  DDRB |= (1 << 3);
  ASSR &= ~(_BV(EXCLK) | _BV(AS2));
  TCCR2A = (1 << COM2A0) | (1 << WGM21) | (1 << WGM20);
  TCCR2B = (1 << WGM22) | (1 << CS20);
  OCR2A = 0;
  DDRC &= ~15;
  DDRD &= ~252;
  _delay_ms(3000);
  
  TWSR &= ~3;
  TWBR = 72;
  
  UBRR0H = 0;
  UBRR0L = 1;
  UCSR0A |= 2;
  UCSR0B = (1 << RXEN0) | (1 << TXEN0);
  UCSR0C = 6;
}

void StringPgm(const char * str){
  do{
      while (!(UCSR0A & (1 << UDRE0)));
      UDR0 = pgm_read_byte_near(str);
      while (!(UCSR0A & (1 << UDRE0)));
  } while (pgm_read_byte_near(++str));
}

static void captureImg(uint16_t wg, uint16_t hg){
  uint16_t y, x;

  StringPgm(PSTR("*RDY*"));

  while (!(PIND & 8));
  while ((PIND & 8));

    y = hg;
  while (y--){
        x = wg;
    while (x--){
      while ((PIND & 4));
            UDR0 = (PINC & 15) | (PIND & 240);
          while (!(UCSR0A & (1 << UDRE0)));
      while (!(PIND & 4));
      while ((PIND & 4));
      while (!(PIND & 4));
    }
  }
    _delay_ms(100);
}

void setup(){
  arduinoUnoInut();
  camInit();
  setRes();
  setColor();
  wrReg(0x11, 10); // แก้เป็น 11/10/9/13 ได้ถ้าภาพล้ม
}

void loop(){
  captureImg(320, 240);
}

วิธีรันคำสั่งดึงภาพ (CMD) และผลลัพธ์

เปิดโปรแกรม Command Prompt (CMD) ในคอมพิวเตอร์ของคุณ แล้วทำตามนี้ครับ:

  1. เปลี่ยนไดเรกทอรีไปยังที่อยู่โฟลเดอร์ที่เราเอาไฟล์ไปวางไว้ โดยพิมพ์คำสั่ง:
    cd C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_74\bin แล้วกด Enter
  2. จากนั้นพิมพ์คำสั่งรันสคริปต์ Java:
    java code.SimpleRead
  3. ระบบจะเริ่มดึงภาพจาก Arduino แล้วนำไปเซฟเก็บไว้ในโฟลเดอร์ C:\out ที่เราสร้างไว้ตอนต้นครับ!
CMD Execution

ภาพที่ได้จะออกมาประมาณนี้ครับ:

Camera Outcome

การแก้ปัญหาเบื้องต้น (Troubleshooting)

หากรันโปรเจกต์แล้วเจอปัญหา ลองดูวิธีแก้ตามนี้ครับ:

  • ถ้า CMD หาภาพไม่เจอ: ลองสลับช่องเสียบ USB ของบอร์ด Arduino จากช่อง 2.0 ไปเป็นช่อง 3.0 (พอร์ตสีฟ้า) หรือสลับกลับดูครับ
  • ถ้าภาพออกมายึกยือ หรือภาพล้ม (Scrambled pictures): ให้กลับไปแก้โค้ด Arduino ในฟังก์ชัน setup() ตรงบรรทัด wrReg(0x11, 10); ลองเปลี่ยนตัวเลขตัวหลังเป็น 11, 10, 9, 13 หรือ 12 ดูครับ อัปโหลดโค้ดใหม่แล้วลองรัน CMD อีกรอบครับ
Try This Fix

อ้างอิงข้อมูลจาก: Globalbyteshop Blog

ต้นฉบับโปรเจกต์โดย: Techmirtz | Original Link

*คำเตือน: เนื้อหานี้เป็นการสรุปและเรียบเรียงจากโปรเจกต์ต้นฉบับภาษาอังกฤษ ข้อมูลฉบับภาษาไทยอาจมีความคลาดเคลื่อนบางประการจากการตีความหรือย่อเนื้อหา สามารถตรวจสอบเนื้อหาและขั้นตอนเชิงเทคนิคแบบเจาะลึกได้ที่ ต้นฉบับภาษาอังกฤษ

 

แท็ก


Blog posts

เข้าสู่ระบบ

ลืมรหัสผ่านใช่ไหม?

ยังไม่มีบัญชีใช่ไหม?
สร้างบัญชี