STM32Lのタイムラプスカメラ

ウィキペディアによると、 タイムラプス撮影またはスローモーション撮影は、標準の撮影および投影の頻度である24フレーム/秒よりも低い頻度で撮影されています。



STM32マイクロコントローラーの研究を開始し、点滅するLEDで「HellowWorld」を記述した後、STM32をよりよく理解するには、より多くのマイクロコントローラー周辺機器を使用してより複雑なものを実装する必要があることに気付きました。 タイムラプスカメラを作成するというアイデア。



私が開発したカメラは、約5秒ごとに写真を撮影し、それらをjpeg形式でSDカードに保存します。 次に、それらをコンピューターでビデオファイルに結合する必要があります。



カメラを作成するために、次のコンポーネントを使用しました。



1） STM32L-DISCOVERYデバッグボード。 低電力デバイスの実装用に特別に設計されたSTM32L152RBT6マイクロコントローラーがあり、カメラのバッテリー電力を実現するのに役立ちます。







2） LinkSprite JPEGカラーカメラモジュール、UARTインターフェイス上で動作。 このモジュールは既製のカメラで、UARTによりJPEG形式で写真を出力します。 構成と管理もこのインターフェイスで実行されます。





LinkSpriteモジュールの仕様：

• サポートされている写真の解像度：VGA / QVGA / 160 * 120;
• 9600から115200（デフォルトでは38400）の速度。
• 5V電源;
• サイズ32mm X 32mm;
• 消費電流は80〜100mAです。

3）LC STUDIOからSDカードを接続するためのモジュール。マイクロコントローラーはSPIインターフェースを介してSDカードと対話します。







4）「usb to uart」アダプターは、LinkSpriteカメラモジュールの初期調査（これにはLS-Y201プログラムが必要です）や、マイクロコントローラーからコンピューターへのデバッグ情報の出力にも役立ちます。 （インターネットでアダプターの美しい写真を見つけられなかったので、自分で写真を撮りました）：







彼らが言うように、私たちは部分的に積分を取るでしょう：



最初に、LinkSpriteカメラの仕組みを見てみましょう。



1）図に従って回路を組み立てましょう（カメラモジュールにはワイヤの指定はありませんが、 LinkSpriteマニュアルには説明があります。図面でそれを理解できない場合は、参照してください）。







この設計はうまくいくはずです（私自身は、カメラモジュールからのすべてのワイヤにマークを付けました）。 サイト上の情報を信じている場合、1本のワイヤは未接続のままです。これはアナログビデオ出力です。







2）次に、アダプターをコンピューターに接続し、 LS-Y201プログラムを実行します。 アダプターのComポートを選択する必要があります（特殊なのは、1から4までしか選択できないため、アダプターの値が大きい場合は、再構成する必要があります）。 次に、[ 開く ]ボタンをクリックします。 その後、Comポートが開き、カメラから写真を受信できます。 これを行うには、 シングルショット （1枚の写真を撮る）、 ショットを続ける （ Stop Shotボタンが押されるまで写真を撮る）、 写真を保存 （キャプチャーした写真をコンピューターのディスクに保存）、 リセット （カメラを初期設定にリセット）、 終了 （ 終了 ）を使用しますプログラムから）。







プログラム設定では、画像の解像度320x240または640x480（ Image Style ）、512バイトまたはフレーム全体の転送モード （ Transfer Mode ）、転送レート（ Rate 、9600から115200に設定、Comポートの速度を変更する必要があります）を選択できます。写真の圧縮率（ 圧縮率 ）、写真を保存するフォルダー（ パス ）。



コンピューターとカメラ間の交換は、「LinkSprite JPEGカラーカメラ」で説明されているプロトコルに従って実行されます。

シリアルUARTインターフェース」。



次のコマンドが存在します。

• リセット-カメラを初期設定にリセットします。
• 写真を撮る-写真を形成するようにカメラに指示します。
• JPEGファイルサイズの読み取り-生成された写真のサイズを要求します。
• JPEGファイルコンテンツの読み取り-カメラから写真を読み取ります。
• takinkの写真を停止-写真を読んだ後にカメラに送信：
• 圧縮率-写真の圧縮率を設定します。
• 画像サイズ-写真のサイズを設定します。
• 省電力-カメラを省電力モード（またはそこから表示）にします。
• ボーレートの変更-UART経由でカメラとの交換レートを設定します。

カメラモジュールは多かれ少なかれ理解されていますが、今度はSTM32カメラを組み立てます。







このような設計は、ワイヤの山から作成する必要があります。







仕事には十分ですが、すべてを建物に詰め込むことができます。 バッテリーの段ボール箱を使いました。







ここで、マイクロコントローラプログラムについて考えてみましょう。



マイクロコントローラーは、PLLを使用してビルトイン16 MHzジェネレーターから最大周波数32 MHzに調整されます。 カメラモジュールを使用するには、UART1が使用されます。 UART2はデバッグポートへの出力に使用されます（割り込みとリングバッファーはUARTでの作業に使用されます。これをすべて構成する方法の詳細については、この記事のSTM32L（STM32）のUART（USART）を参照してください）。 SPI2を介して接続されたSDカード。 また、RTCタイマーを使用して、時刻と日付に基づいて写真を保存します。

周辺機器を操作するために、STM32L1xx_StdPeriphライブラリを使用しました。 その説明はStLibフォルダーにあります。

マイクロコントローラーとカメラモジュール、SDカード、USB-UARTアダプターの相互作用機能はすべてMyLibで説明されています。



Fatを使用するには、FatFsライブラリが使用され、そのファイルはfatfsフォルダーにあります。

main.hファイルには、使用するマイクロコントローラーのレッグの説明、使用する周辺機器のパラメーターの説明など、プロジェクトのすべての基本設定が含まれています。



これらの行に焦点を当てたいと思います。

#define DEBUG //     UART2 #define ENABLE_POWER_SAVING //      //#define JPEG_TO_UART //   jpg  UART2
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

カメラのパフォーマンスのデバッグと検証に役立ちます。



マイクロコントローラーとカメラモジュールの相互作用アルゴリズムを検討してください。



カメラモジュールの設定には、次の機能が使用されます。

1. ResetCameraAtDifferentSpeeds（） -最初にカメラモジュールを再起動する必要があります。 これを行うには、リセットコマンドが彼に送信されます。これは、カメラが以前に設定された速度がわからないため、使用可能なすべて（19200から115200）にリセットしようとするためです。 リセットに成功した場合、起動時にカメラは「init end」で終わるシーケンスを提供します。 その後、2〜3秒の間隔を維持する必要があり、カメラの設定を続行できます。

2. Camera_ChBaudRate（4） -フレーム転送を高速化するために、UARTの交換レートを上げるか、その逆にして伝送エラーを減らすことができます。 デフォルトでは、カメラは38400に設定されています（4は115200の速度です）。

3. Camera_ChPictureSize（2） -カメラで生成された写真の解像度を設定します。 160x120、320x240、640x480のいずれかです。 （2解像度640x480）

4. Camera_ChCompression（0x36） -写真の圧縮率（0x00〜0xFF）を設定します。大きいほど、サイズが小さくなります。

5. Camera_PowerSaving（1） -最後に、カメラを省エネモードにすると、電力消費を削減できます。 （1-省エネモードへの移行）



これらのアクションはすべて、MyLibプロジェクトフォルダーにあるinit_JPEGCamera.hおよびinit_JPEGCamera.cファイルで説明されています。



カメラをセットアップした後、カメラから写真を受け取ることができます。そのためには、次のシーケンスを実行する必要があります。

1. Camera_PowerSaving（0） -カメラが省電力モードの場合、このモードから削除します..（0-省電力モードを終了します）

2. Camera_TakePicture（） -写真を作成するコマンドを送信します。

3. Camera_ReadData（） -カメラから生成された写真を読み取ります。

4. Camera_StopPictures（） -写真の形成を完了するコマンドを送信します。

5. Camera_PowerSaving（1） -必要に応じて、カメラを省エネモードにします。



これらの関数の説明は、MyLibプロジェクトフォルダーにあるfunctions_JPEGCamera.hおよびfunctions_JPEGCamera.cファイルにあります。



次に、SDカードとの相互作用アルゴリズムを検討します。

この記事によると、FatFSライブラリを使用しています。SDカードをSPI経由でSTM32F4xxおよびFatFSに接続する



カード接続は、次の2つの機能を使用して実行されます。

1. disk_initialize関数を使用して、カードを初期化します。

2.次に、 f_mountをマウントする必要があります。



これらの手順を正常に完了した後、次のようなカードでさまざまな操作を実行できます。

1. f_open-ファイルを開き、

2. f_close-ファイルを閉じます。

3. f_mkdir-ディレクトリを作成します。

4. f_chdir-ディレクトリを選択します。

5. f_write-ファイルに書き込みます。

6. f_read-ファイルから読み取ります。



カメラとSDカードを使用した作業について説明しましたが、プログラム全体の作業を検討します。

1. SDカードを初期化します。

2.カメラモジュールを初期化します。

3.ファイルtime.txtを開きます（ファイルには、 01.01.2014_12：00の形式の1行が含まれている必要があります） 。RTCタイマーをカウントする時間を保存します。

4.ファイルから時刻と日付を読み取り、RTCを構成します。

5.ファイルtime.txtを閉じます。

6.写真「LinkSpritePhoto」を保存するためのディレクトリを作成します。

7.ボードのPA0ボタンを押すと、写真を撮ってカードに保存します（写真が撮られると、青色のLEDが点灯します）。

8.いずれかの機能を実行できない場合、無限ループに陥り、緑色のLEDが点滅します。



カメラを連続モードで起動するには、main.cの次の行のコメントを解除する必要があります。

 //EnabledButtonStart = 101; //        //Delay(300); //     
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

そして、この行をコメントアウトしてください：

 EnabledButtonStart = 0; //       
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

次に、電源を入れると、カメラが連続して写真の書き込みを開始します。



一般に、このカメラがどのように機能するかについて説明しましたが、作業の結果を表示できるようになりました。









何らかの理由で、すべてのフレームが黄色になります。おそらく、IR補正のないレンズです。



カメラはUART情報をコンピューターに送信します。







フレームをSDカードに保存します。







さて、私がやったことすべてからの結論：

• STM32L1xx_StdPeriphライブラリは、STM32lを学習するためのエントリのしきい値を下げますが、それでもデータシートを学習せずにはできません。
• 将来的には、カメラにバッテリーで電力を供給できるように、stm32l電力モードに対処する予定です。

私がしたすべてを繰り返すために必要なリンクのリスト：

• 手動モジュロLinkSprite JPEGカメラ。
• LinkSprite JPEGカメラモジュールの説明
• SPI経由でSTM32F4xxおよびFatFSにSDカードを接続します
• STM32L（STM32）上のUART（USART）

STM32Camera.rarプロジェクトをダウンロードするためのリンク