Камера машинного зрения OpenMV H7 Plus: инструкция, примеры использования и документация
Используйте платформу с интегрированным модулем видеокамеры OpenMV H7 Plus для реализации проектов с машинным зрением. На плате распаян дополнительный микроконтроллер для обработки данных изображения на лету и управления внешними устройствами.
Камера OpenMV H7 Plus позволит сделать умную систему видеонаблюдения с распознаванием лиц, цифровое зрение для робота или систему сортировки на производстве.
Подключение и настройка
Шаг 1
Подключите плату к компьютеру по USB. Для коммуникации используйте кабель micro-USB.
Шаг 2
Примеры работы
Все примеры работы с камерой вы найдёте на странице документации про среду разработки OpenMV IDE.
Элементы платы
Камерный модуль OV5645
Захват изображения осуществляет светочувствительная КМОП-матрица OV5645 от компании OmniVision. Размер матрицы 1/4″ с максимальным разрешением 2592×1944. Камера позволяет снимать видео в 8-битном режиме оттенков серого или цветном 16-битном формате RGB565 с частотой 120 кадров в секунду. Поддерживаются форматы сжатия MJPEG, GIF и несжатое видео RAW.
Объектив с фокусным расстоянием 2,8 мм и диафрагмой F2.0 крепится через байонет со стандартной резьбой M12 с шагом 0,5 мм, поэтому к OpenMV H7 Plus подходят сменные объективы от GoPro и других портативных камер. На обратной стороне объектива установлен ИК-фильтр на 650 нм, который можно снять для съёмок в темноте.
Компания OpenMV также предлагает свои фирменные объективы.
Микроконтроллер STM32F743II
Мозгом платы выступает 32-битный процессор STM32H743II от компании STMicroelectronics с вычислительным ядром ARM Cortex-M7. Контроллер отвечает за обработку изображения с камерного модуля OV5640, а также предоставляет доступ к 10 пинам ввода-вывода общего назначения (GPIO) для коммуникации с внешними устройствами.
Микроконтроллер предоставляет 2 МБ Flash-памяти и 1 МБ RAM-памяти, которые дополнены 32 МБ внешней Flash-памяти W25Q256JVи 32 внешней RAM-памяти IS42S32800G.
Разъём micro-USB
Порт micro-USB предназначен для прошивки и питания платформы OpenMV H7 Plus. Для подключения к ПК понадобиться кабель micro-USB.
Слот карты microSD
Слот предназначен для установки карты памяти формата microSD. Внешняя память пригодится для записи и хранения тяжёлых медиафайлов.
Светодиодная индикация
Имя светодиода | Назначение |
---|---|
LED RGB | Пользовательский RGB светодиод с общим анодом. Катоды красного, зеленного и синего цветов выведены на пины микроконтроллера. Используйте определения LED1 для управления красным, LED2 — зелёным и LED3 — синем цветом. При задании значения высокого уровня светодиод загорается, при низком — гаснет. |
LED2 и LED3 | Два последовательно подключённых пользовательских ИК-светодиода к микроконтроллеру. Используйте определения LED4 для управления состоянием ИК-светодиодов. При задании значения высокого уровня светодиоды загораются, при низком — гаснут. |
Разъём питания
Для обеспечения автономности устройства на плате расположен разъём питания JST PH-2 Male. Для автономного питания камеры используйте аккумуляторы или батарейки с разъёмом JST PH-2. Диапазон входного напряжения от 3,6 до 5 вольт.
Регулятор напряжения
Понижающий DC-DC преобразователь PAM2305AAB330 обеспечивает питание микроконтроллера и другой логики платы при подключении питания через USB-порт или пин Vin. Диапазон входного напряжения от 3,6 до 5 вольт. Выходное напряжение 3,3 В с максимальным выходным током 250 мА.
По документации на регулятор PAM2305AAB330 , максимальный выходной ток составляет 1 А. Но в силу защиты платы от перегрева, в схеме используется ограничения до 250 мА.
Распиновка
Пины питания
- VIN: Пин для подключения внешнего источника напряжения в диапазоне от 3,6 до 5 вольт.
- 3V3: Пин от стабилизатора напряжения с выходом 3,3 вольта и максимальных током 250 мА. Регулятор обеспечивает питание микроконтроллера и другой обвязки платы.
- GND: Выводы земли.
Пины ввода/вывода
В отличии от большинства плат Arduino, родным напряжением OpenMV является 3,3 В, а не 5 В. Выходы для логической единицы выдают 3,3 В, а в режиме входа ожидают принимать 3,3 В. Но есть дополнительный бонус, все пины, кроме P6, толерантны к 5 вольтам, так что смело можете подключать свои любимые датчики к этой платформе.
- Цифровые входы/выходы: 10 пинов:
P0
–P9
Логический уровень единицы — 3,3 В, нуля — 0 В. Максимальный ток выхода — 25 мА. К контактам подключены подтягивающие резисторы, которые по умолчанию выключены, но могут быть включены программно. - АЦП: 1 пин:
P6
Позволяет представить аналоговое напряжение в цифровом виде. По умолчанию разрядность АЦП установлена в 12 бит. Диапазон входного напряжения от 0 до 3,3 В. При подаче большего напряжения микроконтроллер может выйти из строя. - ЦАП: 1 пин:
P6
Позволяет выводить аналоговое напряжение из цифровых значений. Разрядность ЦАП не меняется и установлена в 12 бит. - ШИМ: 8 пинов:
P0
–P2
иP4
–P8
Позволяет выводить аналоговое напряжение в виде ШИМ-сигнала из цифровых значений. По умолчанию разрядность ШИМ установлена в 16 бит. - I²C Для общения OpenMV H7 c платами расширения и сенсорами по интерфейсу I²C.
- I²C2: пины
SDA2/P5
иSCL2/P4
- I²C4: пины
SDA4/P7
иSCL4/P8
- SPI Для общения OpenMV H7 c платами расширения и сенсорами по интерфейсу SPI.
- SPI2: пины
MOSI2/P0
,MISO2/P1
,SCK2/P2
иSS/P3
- Serial/UART Для общения OpenMV H7 c платами расширения и сенсорами по интерфейсу UART.
- UART1: пины
TX1/P1
иRX1/P0
- UART3: пины
TX3/P4
иRX3/P5
- CAN Для общения OpenMV H7 c модулями по интерфейсу CAN.
- CAN2: пины
TX2/P2
иRX2/P3
Принципиальная и монтажная схемы
Схема основного модуля
Схема камерного модуля
Габаритный чертёж
Характеристики
Параметры платформы
- Чипы: микроконтроллер STM32H743II и камера OmniVision OV5640
- Входное напряжение питания:
- Через USB: 5 В
- Через пин Vin: 3,6–5 В
- Ток потребления в фоновом режиме: до 140 мА
- Ток потребления в активном режиме: до 240 мА
- Максимальный выходной ток пина 3V3: 250 мА
- Напряжение логических уровней: 3,3 В
- Максимальный ток с пина или на пин: 25 мА
- Карта памяти: microSD
- Встроенная подсветка:
- 1× RGB-светодиод
- 2× ИК-светодиод (850 нм)
- Габариты: 45×36×32 мм
Микроконтроллер STM32H743II
- Ядро: ARM Cortex®-M7
- Разрядность: 32 бита
- Тактовая частота: 480 МГц
- Flash-память:
- Встроенная в микроконтроллер: 2 МБ
- Внешняя на плате: W25Q256JV 32 МБ
- RAM-память:
- Встроенная в микроконтроллер: 1 МБ
- Внешняя на плате: IS42S32800G 32 МБ
- Контакты ввода-вывода: 10 (9 толератны к 5 В)
- Контакты с прерываниями: 10
- Контакты с АЦП: 1
- Разрядность АЦП: 12 бит
- Контакты с ЦАП: 1
- Разрядность ЦАП: 12 бит
- Контакты с ШИМ: 9
- Разрядность ШИМ: 16 бит
- Аппаратные интерфейсы: 2× UART, 2× I²C, 1× SPI, 1× CAN
Камера OmniVision OV5640
- Форм-фактор: 1/4″
- Разрешение: 2592×1944
- Частота кадров:
- QSXGA (2592×1944): 15 к/с
- 1080p (1920×1080): 30 к/с
- 720p (1280×720): 60 к/с
- VGA (640×480): 90 к/с
- QVGA (320×240): 120 к/с
- Фокусное расстояние объектива: 2,8 мм
- Диафрагма: F2.0
- ИК-фильтр: 650 нм (убираемый)
- Чёрно-белый режим: 8-бит
- Цветной режим: 16 бит (RGB565)
- Байонет объектива: M12/0,5 мм
Ресурсы
- Камера машинного зрения OpenMV H7 Plus в магазине.