26 KiB

Raw Permalink Blame History Unescape Escape

گرفتن تصویر - Wio Terminal

در این بخش از درس، شما یک دوربین به Wio Terminal خود اضافه می‌کنید و تصاویر را از آن ثبت می‌کنید.

سخت‌افزار

Wio Terminal به یک دوربین نیاز دارد.

دوربینی که استفاده می‌کنید ArduCam Mini 2MP Plus است. این یک دوربین ۲ مگاپیکسلی است که بر اساس حسگر تصویر OV2640 ساخته شده است. این دوربین از طریق رابط SPI برای ثبت تصاویر ارتباط برقرار می‌کند و از I2C برای پیکربندی حسگر استفاده می‌کند.

اتصال دوربین

ArduCam سوکت Grove ندارد و به جای آن از طریق پین‌های GPIO روی Wio Terminal به باس‌های SPI و I2C متصل می‌شود.

وظیفه - اتصال دوربین

دوربین را متصل کنید.

پین‌های پایه ArduCam باید به پین‌های GPIO روی Wio Terminal متصل شوند. برای راحت‌تر پیدا کردن پین‌های درست، برچسب پین GPIO که همراه Wio Terminal است را دور پین‌ها بچسبانید:

با استفاده از سیم‌های جامپر، اتصالات زیر را انجام دهید:

پین ArduCAM	پین Wio Terminal	توضیحات
CS	24 (SPI_CS)	انتخاب تراشه SPI
MOSI	19 (SPI_MOSI)	خروجی کنترلر SPI، ورودی جانبی
MISO	21 (SPI_MISO)	ورودی کنترلر SPI، خروجی جانبی
SCK	23 (SPI_SCLK)	ساعت سریال SPI
GND	6 (GND)	زمین - ۰ ولت
VCC	4 (5V)	منبع تغذیه ۵ ولت
SDA	3 (I2C1_SDA)	داده سریال I2C
SCL	5 (I2C1_SCL)	ساعت سریال I2C

اتصالات GND و VCC منبع تغذیه ۵ ولت را به ArduCam ارائه می‌دهند. این دوربین با ۵ ولت کار می‌کند، برخلاف حسگرهای Grove که با ۳ ولت کار می‌کنند. این توان مستقیماً از اتصال USB-C که دستگاه را تغذیه می‌کند تأمین می‌شود.

💁 برای اتصال SPI، برچسب‌های پین روی ArduCam و نام‌های پین Wio Terminal که در کد استفاده می‌شوند همچنان از نام‌گذاری قدیمی استفاده می‌کنند. دستورالعمل‌های این درس از نام‌گذاری جدید استفاده می‌کنند، مگر زمانی که نام پین‌ها در کد استفاده شوند.

اکنون می‌توانید Wio Terminal را به کامپیوتر خود متصل کنید.

برنامه‌ریزی دستگاه برای اتصال به دوربین

اکنون می‌توانید Wio Terminal را برای استفاده از دوربین ArduCAM متصل شده برنامه‌ریزی کنید.

وظیفه - برنامه‌ریزی دستگاه برای اتصال به دوربین

یک پروژه جدید Wio Terminal با استفاده از PlatformIO ایجاد کنید. این پروژه را fruit-quality-detector بنامید. کدی در تابع setup اضافه کنید تا پورت سریال را پیکربندی کند.
کدی برای اتصال به WiFi اضافه کنید، با اطلاعات WiFi خود در فایلی به نام config.h. فراموش نکنید که کتابخانه‌های مورد نیاز را به فایل platformio.ini اضافه کنید.
کتابخانه ArduCam به عنوان یک کتابخانه Arduino که می‌توان از فایل platformio.ini نصب کرد در دسترس نیست. در عوض باید از منبع آن در صفحه GitHub نصب شود. می‌توانید این کار را به یکی از روش‌های زیر انجام دهید:
- کلون کردن مخزن از https://github.com/ArduCAM/Arduino.git
- رفتن به مخزن در GitHub در github.com/ArduCAM/Arduino و دانلود کد به صورت یک فایل zip از دکمه Code
شما فقط به پوشه ArduCAM از این کد نیاز دارید. کل پوشه را به پوشه lib در پروژه خود کپی کنید.

⚠️ کل پوشه باید کپی شود، بنابراین کد در lib/ArduCam قرار گیرد. فقط محتوای پوشه ArduCam را به پوشه lib کپی نکنید، بلکه کل پوشه را منتقل کنید.
کد کتابخانه ArduCam برای انواع مختلف دوربین کار می‌کند. نوع دوربینی که می‌خواهید استفاده کنید با استفاده از فلگ‌های کامپایلر پیکربندی می‌شود - این کار باعث می‌شود کتابخانه ساخته شده تا حد ممکن کوچک باشد و کد مربوط به دوربین‌هایی که استفاده نمی‌کنید حذف شود. برای پیکربندی کتابخانه برای دوربین OV2640، موارد زیر را به انتهای فایل platformio.ini اضافه کنید:
```
build_flags =
    -DARDUCAM_SHIELD_V2
    -DOV2640_CAM
```
این دو فلگ کامپایلر را تنظیم می‌کند:
- ARDUCAM_SHIELD_V2 برای اطلاع دادن به کتابخانه که دوربین روی یک برد Arduino است، که به عنوان یک شیلد شناخته می‌شود.
- OV2640_CAM برای اطلاع دادن به کتابخانه که فقط کد مربوط به دوربین OV2640 را شامل شود.

یک فایل هدر به نام camera.h به پوشه src اضافه کنید. این فایل شامل کدی برای ارتباط با دوربین خواهد بود. کد زیر را به این فایل اضافه کنید:

#pragma once

#include <ArduCAM.h>
#include <Wire.h>

class Camera
{
public:
    Camera(int format, int image_size) : _arducam(OV2640, PIN_SPI_SS)
    {
        _format = format;
        _image_size = image_size;
    }

    bool init()
    {
        // Reset the CPLD
        _arducam.write_reg(0x07, 0x80);
        delay(100);

        _arducam.write_reg(0x07, 0x00);
        delay(100);

        // Check if the ArduCAM SPI bus is OK
        _arducam.write_reg(ARDUCHIP_TEST1, 0x55);
        if (_arducam.read_reg(ARDUCHIP_TEST1) != 0x55)
        {
            return false;
        }

        // Change MCU mode
        _arducam.set_mode(MCU2LCD_MODE);

        uint8_t vid, pid;

        // Check if the camera module type is OV2640
        _arducam.wrSensorReg8_8(0xff, 0x01);
        _arducam.rdSensorReg8_8(OV2640_CHIPID_HIGH, &vid);
        _arducam.rdSensorReg8_8(OV2640_CHIPID_LOW, &pid);
        if ((vid != 0x26) && ((pid != 0x41) || (pid != 0x42)))
        {
            return false;
        }

        _arducam.set_format(_format);
        _arducam.InitCAM();
        _arducam.OV2640_set_JPEG_size(_image_size);
        _arducam.OV2640_set_Light_Mode(Auto);
        _arducam.OV2640_set_Special_effects(Normal);
        delay(1000);

        return true;
    }

    void startCapture()
    {
        _arducam.flush_fifo();
        _arducam.clear_fifo_flag();
        _arducam.start_capture();
    }

    bool captureReady()
    {
        return _arducam.get_bit(ARDUCHIP_TRIG, CAP_DONE_MASK);
    }

    bool readImageToBuffer(byte **buffer, uint32_t &buffer_length)
    {
        if (!captureReady()) return false;

        // Get the image file length
        uint32_t length = _arducam.read_fifo_length();
        buffer_length = length;

        if (length >= MAX_FIFO_SIZE)
        {
            return false;
        }
        if (length == 0)
        {
            return false;
        }

        // create the buffer
        byte *buf = new byte[length];

        uint8_t temp = 0, temp_last = 0;
        int i = 0;
        uint32_t buffer_pos = 0;
        bool is_header = false;

        _arducam.CS_LOW();
        _arducam.set_fifo_burst();

        while (length--)
        {
            temp_last = temp;
            temp = SPI.transfer(0x00);
            //Read JPEG data from FIFO
            if ((temp == 0xD9) && (temp_last == 0xFF)) //If find the end ,break while,
            {
                buf[buffer_pos] = temp;

                buffer_pos++;
                i++;

                _arducam.CS_HIGH();
            }
            if (is_header == true)
            {
                //Write image data to buffer if not full
                if (i < 256)
                {
                    buf[buffer_pos] = temp;
                    buffer_pos++;
                    i++;
                }
                else
                {
                    _arducam.CS_HIGH();

                    i = 0;
                    buf[buffer_pos] = temp;

                    buffer_pos++;
                    i++;

                    _arducam.CS_LOW();
                    _arducam.set_fifo_burst();
                }
            }
            else if ((temp == 0xD8) & (temp_last == 0xFF))
            {
                is_header = true;

                buf[buffer_pos] = temp_last;
                buffer_pos++;
                i++;

                buf[buffer_pos] = temp;
                buffer_pos++;
                i++;
            }
        }

        _arducam.clear_fifo_flag();

        _arducam.set_format(_format);
        _arducam.InitCAM();
        _arducam.OV2640_set_JPEG_size(_image_size);

        // return the buffer
        *buffer = buf;
    }

private:
    ArduCAM _arducam;
    int _format;
    int _image_size;
};

این کد سطح پایین دوربین را با استفاده از کتابخانه‌های ArduCam پیکربندی می‌کند و تصاویر را در صورت نیاز با استفاده از باس SPI استخراج می‌کند. این کد بسیار خاص ArduCam است، بنابراین نیازی نیست در این مرحله نگران نحوه کار آن باشید.

در main.cpp، کد زیر را زیر سایر دستورات include اضافه کنید تا این فایل جدید را شامل شود و یک نمونه از کلاس دوربین ایجاد کنید:
```
#include "camera.h"

Camera camera = Camera(JPEG, OV2640_640x480);
```
این یک Camera ایجاد می‌کند که تصاویر را به صورت JPEG با وضوح 640 در 480 ذخیره می‌کند. اگرچه وضوح‌های بالاتر پشتیبانی می‌شوند (تا 3280x2464)، اما طبقه‌بندی‌کننده تصویر روی تصاویر بسیار کوچک‌تر (227x227) کار می‌کند، بنابراین نیازی به ثبت و ارسال تصاویر بزرگ‌تر نیست.
کد زیر را زیر این بخش اضافه کنید تا یک تابع برای راه‌اندازی دوربین تعریف شود:
```
void setupCamera()
{
    pinMode(PIN_SPI_SS, OUTPUT);
    digitalWrite(PIN_SPI_SS, HIGH);

    Wire.begin();
    SPI.begin();

    if (!camera.init())
    {
        Serial.println("Error setting up the camera!");
    }
}
```
این تابع setupCamera با پیکربندی پین انتخاب تراشه SPI (PIN_SPI_SS) به عنوان بالا شروع می‌شود و Wio Terminal را به عنوان کنترلر SPI تنظیم می‌کند. سپس باس‌های I2C و SPI را راه‌اندازی می‌کند. در نهایت کلاس دوربین را مقداردهی اولیه می‌کند که تنظیمات حسگر دوربین را پیکربندی کرده و اطمینان حاصل می‌کند که همه چیز به درستی متصل شده است.
این تابع را در انتهای تابع setup فراخوانی کنید:
```
setupCamera();
```
کد را بسازید و آپلود کنید و خروجی مانیتور سریال را بررسی کنید. اگر پیام Error setting up the camera! را مشاهده کردید، اتصالات را بررسی کنید تا مطمئن شوید همه کابل‌ها پین‌های درست روی ArduCam را به پین‌های درست GPIO روی Wio Terminal متصل کرده‌اند و همه سیم‌های جامپر به درستی جا افتاده‌اند.

ثبت تصویر

اکنون می‌توانید Wio Terminal را برای ثبت تصویر هنگام فشار دادن یک دکمه برنامه‌ریزی کنید.

وظیفه - ثبت تصویر

میکروکنترلرها کد شما را به طور مداوم اجرا می‌کنند، بنابراین راه آسانی برای انجام عملی مانند گرفتن عکس بدون واکنش به یک حسگر وجود ندارد. Wio Terminal دکمه‌هایی دارد، بنابراین می‌توان دوربین را طوری تنظیم کرد که با یکی از دکمه‌ها فعال شود. کد زیر را به انتهای تابع setup اضافه کنید تا دکمه C (یکی از سه دکمه بالایی، نزدیک‌ترین دکمه به کلید پاور) پیکربندی شود.
```
pinMode(WIO_KEY_C, INPUT_PULLUP);
```
حالت INPUT_PULLUP اساساً یک ورودی را معکوس می‌کند. به عنوان مثال، به طور معمول یک دکمه وقتی فشار داده نمی‌شود سیگنال پایین ارسال می‌کند و وقتی فشار داده می‌شود سیگنال بالا ارسال می‌کند. وقتی به INPUT_PULLUP تنظیم شود، وقتی فشار داده نمی‌شود سیگنال بالا ارسال می‌کند و وقتی فشار داده می‌شود سیگنال پایین ارسال می‌کند.
یک تابع خالی برای پاسخ به فشار دکمه قبل از تابع loop اضافه کنید:
```
void buttonPressed()
{

}
```
این تابع را در متد loop زمانی که دکمه فشار داده می‌شود فراخوانی کنید:
```
void loop()
{
    if (digitalRead(WIO_KEY_C) == LOW)
    {
        buttonPressed();
        delay(2000);
    }

    delay(200);
}
```
این کلید بررسی می‌کند که آیا دکمه فشار داده شده است یا خیر. اگر فشار داده شده باشد، تابع buttonPressed فراخوانی می‌شود و حلقه به مدت ۲ ثانیه تأخیر می‌اندازد. این کار برای این است که زمان کافی برای رها شدن دکمه وجود داشته باشد تا یک فشار طولانی دوبار ثبت نشود.

💁 دکمه روی Wio Terminal به INPUT_PULLUP تنظیم شده است، بنابراین وقتی فشار داده نمی‌شود سیگنال بالا ارسال می‌کند و وقتی فشار داده می‌شود سیگنال پایین ارسال می‌کند.
کد زیر را به تابع buttonPressed اضافه کنید:
```
camera.startCapture();

while (!camera.captureReady())
    delay(100);

Serial.println("Image captured");

byte *buffer;
uint32_t length;

if (camera.readImageToBuffer(&buffer, length))
{
    Serial.print("Image read to buffer with length ");
    Serial.println(length);

    delete(buffer);
}
```
این کد با فراخوانی startCapture ثبت تصویر را آغاز می‌کند. سخت‌افزار دوربین به این صورت کار نمی‌کند که داده‌ها را هنگام درخواست بازگرداند، بلکه شما دستوری برای شروع ثبت ارسال می‌کنید و دوربین در پس‌زمینه کار می‌کند تا تصویر را ثبت کند، آن را به JPEG تبدیل کند و در یک بافر محلی روی خود دوربین ذخیره کند. سپس فراخوانی captureReady بررسی می‌کند که آیا ثبت تصویر به پایان رسیده است یا خیر.

پس از اتمام ثبت، داده‌های تصویر با فراخوانی readImageToBuffer از بافر روی دوربین به یک بافر محلی (آرایه‌ای از بایت‌ها) کپی می‌شوند. طول بافر سپس به مانیتور سریال ارسال می‌شود.
کد را بسازید و آپلود کنید و خروجی را روی مانیتور سریال بررسی کنید. هر بار که دکمه C را فشار دهید، یک تصویر ثبت می‌شود و اندازه تصویر به مانیتور سریال ارسال می‌شود.
```
Connecting to WiFi..
Connected!
Image captured
Image read to buffer with length 9224
Image captured
Image read to buffer with length 11272
```
تصاویر مختلف اندازه‌های متفاوتی خواهند داشت. آن‌ها به صورت JPEG فشرده شده‌اند و اندازه یک فایل JPEG برای یک وضوح مشخص به محتوای تصویر بستگی دارد.

💁 می‌توانید این کد را در پوشه code-camera/wio-terminal پیدا کنید.

😀 شما با موفقیت تصاویر را با Wio Terminal خود ثبت کردید.

اختیاری - بررسی تصاویر دوربین با استفاده از کارت SD

ساده‌ترین راه برای مشاهده تصاویری که توسط دوربین ثبت شده‌اند، نوشتن آن‌ها روی یک کارت SD در Wio Terminal و سپس مشاهده آن‌ها روی کامپیوتر است. این مرحله را انجام دهید اگر یک کارت microSD اضافی و یک سوکت کارت microSD در کامپیوتر خود یا یک آداپتور دارید.

Wio Terminal فقط از کارت‌های microSD با حداکثر ظرفیت 16GB پشتیبانی می‌کند. اگر کارت SD بزرگ‌تری دارید، کار نخواهد کرد.

وظیفه - بررسی تصاویر دوربین با استفاده از کارت SD

یک کارت microSD را به صورت FAT32 یا exFAT با استفاده از برنامه‌های مربوطه روی کامپیوتر خود (Disk Utility در macOS، File Explorer در ویندوز، یا استفاده از ابزارهای خط فرمان در لینوکس) فرمت کنید.
کارت microSD را در سوکت زیر کلید پاور قرار دهید. مطمئن شوید که تا انتها وارد شده و کلیک کرده و در جای خود باقی می‌ماند. ممکن است نیاز باشد با ناخن یا یک ابزار نازک آن را فشار دهید.
دستورات include زیر را به بالای فایل main.cpp اضافه کنید:
```
#include "SD/Seeed_SD.h"
#include <Seeed_FS.h>
```
تابع زیر را قبل از تابع setup اضافه کنید:
```
void setupSDCard()
{
    while (!SD.begin(SDCARD_SS_PIN, SDCARD_SPI))
    {
        Serial.println("SD Card Error");
    }
}
```
این تابع کارت SD را با استفاده از باس SPI پیکربندی می‌کند.
این تابع را از داخل تابع setup فراخوانی کنید:
```
setupSDCard();
```
کد زیر را بالای تابع buttonPressed اضافه کنید:
```
int fileNum = 1;

void saveToSDCard(byte *buffer, uint32_t length)
{
    char buff[16];
    sprintf(buff, "%d.jpg", fileNum);
    fileNum++;

    File outFile = SD.open(buff, FILE_WRITE );
    outFile.write(buffer, length);
    outFile.close();

    Serial.print("Image written to file ");
    Serial.println(buff);
}
```
این کد یک متغیر سراسری برای شمارش فایل تعریف می‌کند. این متغیر برای نام فایل‌های تصویر استفاده می‌شود تا چندین تصویر با نام‌های افزایشی ثبت شوند - 1.jpg، 2.jpg و به همین ترتیب.

سپس تابع saveToSDCard تعریف می‌شود که یک بافر از داده‌های بایت و طول بافر را می‌گیرد. یک نام فایل با استفاده از شمارش فایل ایجاد می‌شود و شمارش فایل برای فایل بعدی افزایش می‌یابد. داده‌های باینری از بافر به فایل نوشته می‌شوند.
تابع saveToSDCard را از داخل تابع buttonPressed فراخوانی کنید. این فراخوانی باید قبل از حذف بافر باشد:
```
Serial.print("Image read to buffer with length ");
Serial.println(length);

saveToSDCard(buffer, length);

delete(buffer);
```
کد را بسازید و آپلود کنید و خروجی را روی مانیتور سریال بررسی کنید. هر بار که دکمه C را فشار دهید، یک تصویر ثبت شده و روی کارت SD ذخیره می‌شود.
```
Connecting to WiFi..
Connected!
Image captured
Image read to buffer with length 16392
Image written to file 1.jpg
Image captured
Image read to buffer with length 14344
Image written to file 2.jpg
```
کارت microSD را خاموش کرده و با فشار دادن کمی و رها کردن آن را خارج کنید، و کارت بیرون می‌آید. ممکن است نیاز باشد از یک ابزار نازک برای این کار استفاده کنید. کارت microSD را به کامپیوتر خود متصل کنید تا تصاویر را مشاهده کنید.

💁 ممکن است چند تصویر طول بکشد تا تراز سفیدی دوربین تنظیم شود. شما این را بر اساس رنگ تصاویر گرفته شده متوجه خواهید شد، چند تصویر اول ممکن است رنگ غیرعادی داشته باشند. شما همیشه می‌توانید با تغییر کد برای گرفتن چند تصویر که در تابع setup نادیده گرفته می‌شوند، این مشکل را حل کنید.

سلب مسئولیت:
این سند با استفاده از سرویس ترجمه هوش مصنوعی Co-op Translator ترجمه شده است. در حالی که ما تلاش می‌کنیم دقت را حفظ کنیم، لطفاً توجه داشته باشید که ترجمه‌های خودکار ممکن است شامل خطاها یا نادرستی‌ها باشند. سند اصلی به زبان اصلی آن باید به عنوان منبع معتبر در نظر گرفته شود. برای اطلاعات حساس، توصیه می‌شود از ترجمه حرفه‌ای انسانی استفاده کنید. ما مسئولیتی در قبال سوء تفاهم‌ها یا تفسیرهای نادرست ناشی از استفاده از این ترجمه نداریم.

26 KiB Raw Permalink Blame History Unescape Escape