13-01 OV5642カメラモジュール+アダプタボード+FPGAボード

●CMOSイメージセンサを直で操作する

 本企画は「ディープラーニングのハードウエア化」なので、写真13-01のような
CMOSカメラ(イメージセンサ)をロジックで直接制御します(*1)。まずはこのカメラモジュールをFPGAボードに繋いでVGAに動画を映したいと思います。

(*1)USBカメラをOSで制御して推論するといったものではなく、ガチガチのハード化を目指している。


  写真13-01 OV5642カメラモジュール。これはebayで購入したもの


●CMOSカメラは1個3〜4千円で買える

 
OV5642カメラモジュールは複数のルートで手に入れることが出来ます。以下に入手先の例を示します(2020年5月現在)。

@日昇テクノロジー社から
Aebayから(これ以外にも複数の出展者がいるのでOV5642で検索)


 ebayは安価ですが納品に2〜3週間かかります。また秋月電子で扱っているものには
水晶発振器(写真13-02参照)がないので本企画には使えません。



  写真13-02 裏側に水晶発振器がついていないとダメ


●アダプタ基板は3,900円で買える

 CMOSカメラとFPGAボードを繋ぐ
アダプタ基板ここで購入できます(*2)。写真13-03のように16ピンコネクタ、40ピンコネクタ、33Ωx4個を半田付けします。またD1はワイヤで短絡します。


(*2)DE0ボード+OV7670用だが、DE1-SoC+OV5642にも使える。16ピンコネクタは日昇カメラ側に半田付け



  写真13-03 デジタルフィルター社のアダプタ基板。このように半田付けする


●アダプタ基板はOV7670用なのでOV5642だと4ピン余る

 OV5642モジュールは20ピンですが17〜20ピンは使用しません。写真13-04のように
開放にします(*3)。

(*3)アダプタ基板の回路図はここにあるので念のためにカメラモジュールの回路と付き合わせると良い



  写真13-04 カメラモジュールの挿し方を間違えないようにする


●アダプタ基板はDE0用だがDE1-SoCにもそのまま使える

 アダプタ基板を写真13-05のようにDE1-SoCの
外側のコネクタ(GPIO1)に挿します。また12V(電源)、USB(プログラミング用)、VGAコネクタをつなぎます。



  写真13-05 FPGAボードのセットアップ


●とりあえず白黒動画を映すことができた!

 FPGAボードにQuarutusプロジェクトを書き込むと(ここにその手順)、写真13-06のようにVGAに
白黒の動画が現れます(*4)。
 画面最上部1ラインぶんがじくじくし、また左の方に縦にドットが流れるような現象がありますが(*5)、MNIST画像の推論には影響ないと思われるのでそのまま進めます。

(*4)OV5642自体はカラーだがYUVのYだけを使って推論する(MNISTテスト画像は白黒なので)。
(*5)原因、対処法が分かる方は教えてください。



  写真13-06 静止画ではなく動画です。
Youtubeにアップしたので見てください


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