segunda-feira, 28 de maio de 2018

Análise do Módulo câmera VGA OV7670

A câmara VGA OV7670 é um módulo que permite a captura de imagens coloridas e vídeo em conjunto com um Arduino ou outros microcontrolador, este modulo apresenta uma taxa de captura de até 30fps (frames por segundo), com uma resolução máxima de 640 x 480 Pixels.



Apesar de ser um módulo com muitos recursos, é também um componente que exige muitos cuidados na hora de ser utilizado, como veremos mais adiante.

Principais Características:

  • Módulo Câmara OV7670 640x480 VGA CMOS SCCB 
  • Alta sensibilidade em ambientes com pouca luz
  • Interface SCCB (Serial Camera Control Bus), padrão compatível com a interface I2C
  • Raw RGB, RGB (GRB4:2:2, RGB565/555/444), YUV (4:02:02) e , YCbCr (04:02:02) formato de saída
  • Suporte VGA, CIF e de CIF a 40x30
  • Formato, método Pixel Vario para sub-amostragem
  • Auto Controlo de Imagem: AEC, AGC, AWB, ABF, ABLC
  • Controlo de Qualidade da Imagem: A saturação de cor, matiz, gama, nitidez e anti-blooming
  • ISP inclui redução de ruído e correção do ruído 
  • Correção sombreamento Lens
  • Auto deteção de flicker (50/60 Hz)
  • Cor de saturação com ajuste automático
  • Borda de aprimoramento com ajuste automático
  • Baixa tensão de operação, ideal para projetos compactos 
  • Controle automático de funções de imagem
  • Suporte image scaling



Principais Especificações:

  • Modelo: OV7670
  • Material: PCB, plástico e metal
  • Matriz fotossensível: 640 x 480
  • Tensão de alimentação: 2.5V - 3.0V
  • Potência de operação: 60mW/15fpsVGAYUV
  • Modo Sleep: <20 uA
  • Temperatura de operação: -30°C to 70°C
  • Estável: 0 ℃ a 50 ℃
  • Formato de Saída: YUV/YCbCr4: 2 2 RGB565/555/444 GRB4: 02:02 Raw RGB de Dados (8 dígitos)
  • Tamanho da lente: 1/6 ", Ângulo de visão: 25 graus 
  • Max frame Rate: 30fps VGA
  • Sensibilidade: 1,3 V / (Lux-sec )
  • SNR - Signal to Noise Ratio: 46 dB
  • Dynamic Range: 52 dB
  • Modo de visualização: progressivo
  • Modo de Browse: por linha
  • Exposição eletrónica: 1 - 510 linha 
  • Cobertura Pixel: 3.6um x 3.6um
  • Dark current: 12 mV / s at 60°C
  • Dimensões: 3,5 x 3,5 cm

Esquemas dos pinos de ligação:



Apesar de ser muito poderoso, este módulo exige a utilização de hardware adicional, pois as frequências de operação deste e do Arduino são diferentes, o que pode resultar em perda de sincronismo e alterações na imagem captada, além de outros problemas de conexão.

Desta forma somos obrigados a recorrer a um circuito integrado intermediário, que permitem fazer a ligação entre a câmara e o Arduino. A função destes circuitos integrados é receber as informações da câmara, armazená-las e depois enviá-las para o Arduino utilizando as portas digitais, de maneira muito mais rápida do que se utilizássemos a comunicação serial.

Um exemplo de circuito integrado que poderia ser utilizado é o AL422, próprio para tratar sinais de vídeo, que inclusive vem embutido em alguns módulos OV7670. Este circuito integrado é chamado de FIFO (First In, First Out: “Primeiro a entrar, primeiro a sair”), cuja função basicamente é “empilhar” as informações que foram recebidas, e depois enviá-las para o nosso microcontrolador pela mesma ordem em esta entrou, daí o seu nome.





Outro detalhe importantíssimo é a voltagem deste módulo. Olhando o datasheet, vemos que :
  • A alimentação digital vai de 1.62 Vdc à 1.98 Vdc (1.8Vdc +-10%) – A alimentação analógica vai de 2.45 V à 3 V – Os pinos de entrada/saída (I/O), suportam de 1.7 à 3.0V
Apesar de existirem 2 reguladores soldados no verso da placa (U1 e U2), esses componentes podem variar de fabricante para fabricante, alterando, por exemplo a sua tolerância. Assim, convém utilizar circuitos reguladores adicionais para não se sobrecarregar o módulo.

Como referido existem módulos que dispõem já dos componentes adicionais como o AL422, no entanto o nosso modulo é o modulo mais simples e mais barato e não dispõem deste componente o que nos obriga à aquisição de um destes circuitos para acoplar aos nosso sistema.
A imagem seguinte ilustra um modelo da câmara OV7670 com este circuito já integrado.




Considerações Finais
O módulo OV7670 é sem dúvida um dispositivo de grande utilidade e funcionalidade, com um custo hoje muito reduzido, este pode ser facilmente incorporado em muitas montagens.
Aqui temos de referir o contra de muitos deste módulos sobretudos os mais baratos não terem integrado um circulo como o AL422 o que nos vai obrigar a ter custos adicionais na aquisição do mesmo para o bom funcionamento do nosso sistema.
No entanto para podermos realizar a captura de imagem através do nosso Arduino este é sem dúvida um módulo eficiente e de fácil utilização.




Esperamos que este artigo tenha sido útil e se gostaram comentem e partilhem. Alguma dúvida ou questão deixem em comentário ou utilizem o formulário de contatos.


Um bom dia em nome da TecnoDomos.


Conteúdo redigido ao abrigo do novo Acordo Ortográfico

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