OV2640: характеристики, даташит, камеры, особенности и альтернативы

17 декабря 2020 · По материалам Arducam

OV2640 — «вечнозелёный» сенсор OmniVision. Он вышел в 2005 году и снят с производства в 2009-м, но до сих пор широко используется в продуктах. Сенсор остаётся популярным, но у него есть и неопределённое будущее. Возможно, у вас есть такие вопросы:

• Чем он хорош?
• Почему он так популярен?
• Что делать с тем, что он снят с производства?

Arducam давно и активно применяет OV2640 и ответит на эти вопросы в статье.

Содержание

1. Характеристики OV2640
2. Даташит OV2640
3. Камеры на OV2640 от Arducam: готовые продукты, модули камер OV2640, OV2640 ESP32 CAM
4. Чем хорош сенсор OV2640
5. Что сделало его ещё популярнее: OV2640 на Arduino, OV2640 на ESP32, компактные модули камер (CCM) на OV2640
6. Альтернативы OV2640: 1. Сенсор 720p, 2. 2 Мп MT9D111, 3. 3 Мп, 4. 5 Мп
7. Дополнительные материалы
8. Серия Arducam Mega SPI

Характеристики OV2640

Сенсор вышел в 2005 году и, по данным Arducam, стал первым в мире полностью интегрированным сенсором формата 1/4″ на 2 Мп.

Полные характеристики сенсора приведены в его кратком описании 2006 года.

Даташит OV2640

Первая страница даташита OV2640:

Камеры на OV2640 от Arducam

Arducam выпускает компактные модули камер (CCM) на OV2640, платы ESP32 CAM, отладочные платы с OV2640 и камеры SPI, а также альтернативные сенсоры и решения на замену OV2640.

Готовые продукты

Модули камер OV2640

• Цветной модуль камеры Arducam 2MP OV2640 1/4″ с объективом LS-4011 на креплении M12
• Arducam Mini 2MP Plus — модуль камеры SPI на OV2640 для Arduino UNO, Mega2560 и Raspberry Pi Pico
• Модуль камеры Arducam 2MP OV2640 с КМОП-сенсором 1/4″ на плате-адаптере, вывод JPEG (снят с производства)

OV2640 ESP32 CAM

• Отладочная плата Arducam IoTai ESP32 CAM с Wi-Fi, Bluetooth, PSRAM и модулем камеры OV2640 (снята с производства)

Чем хорош сенсор OV2640

По формату сенсора, разрешению и качеству изображения OV2640 сильно уступает камерам современных смартфонов Huawei или iPhone.

Но это не мешает ему оставаться отличным сенсором.

OV2640 — сенсор класса SoC со встроенным ISP: в крошечном корпусе он сам выполняет автоэкспозицию и автобаланс белого и выдаёт хорошее изображение.

Интерфейс сенсора — DVP (цифровой видеопорт). Это параллельный синхронный интерфейс камеры: 8 бит данных, сигналы горизонтальной и вертикальной синхронизации и пиксельный тактовый сигнал.

С таким интерфейсом работают большинство недорогих микроконтроллеров ARM и RISC, например STM32 и ESP32. Интерфейс MIPI, для сравнения, поддерживают только производительные процессоры.

Главная особенность OV2640 — аппаратный JPEG-кодер. Он снимает вычислительную нагрузку с микроконтроллера и уменьшает расход памяти.

Типичный кадр 1600 × 1200 в формате RGB565/YUV занимает 3,66 МБ ОЗУ, а тот же кадр в JPEG при хорошем качестве — всего 150 КБ: сжатие почти в 25 раз.

При меньшем разрешении или более сильном сжатии JPEG-файл получается ещё меньше, и его легко хранить и обрабатывать во внутренней памяти микроконтроллера. Это огромное преимущество.

Итог: удобный интерфейс камеры, хорошее качество изображения и мощный встроенный ISP с JPEG-кодированием делают OV2640 неизменно популярным сенсором для камер интернета вещей (IoT).

Что сделало его ещё популярнее

OV2640 на Arduino

В 2012 году команда Arducam, по её данным, первой перенесла сенсор OV2640 на платформу Arduino — в виде камеры SPI — и открыла исходный код драйвера. (Затем OV2640 портировали на STM32, ESP32 и другие платформы.)

Камера, совместимая с Arduino, имела большой успех: до этого микроконтроллер уровня Arduino не мог работать с сенсором разрешением 2 Мп и выше.

Ниже — исходная публикация 2012 года о выпуске камеры для Arduino.

ArduCAM — шилд камеры для Arduino

Опубликовано 18 сентября 2012 г.

Этот шилд камеры заменён более новым шилдом Rev.C+ и платой ArduCAM-Mini. ArduCAM — открытая платформа камер на базе Arduino, хорошо совместимая с платами Arduino. Сейчас она поддерживает плату Arduino UNO, в планах — поддержка Mega1280/2560, а также недавно вышедших Leonardo, Maple и Chipkit.

OV2640 на ESP32

Изначально ESP32 не поддерживал камеры. Поддержка параллельной камеры появилась примерно в конце 2018 года. Новые платы ESP32 с интерфейсом камеры оснащаются PSRAM, поэтому на этом микроконтроллере проще делать камеры для IoT и даже несложные приложения ИИ.

Arducam также выпускала плату на ESP32 в форм-факторе Arduino UNO с поддержкой параллельных камер:

Arducam IoTai — плата для интернета вещей (IoT) на ESP32 в форм-факторе Arduino UNO с поддержкой камеры

Опубликовано 9 августа 2019 г.

Платформа IoT на ESP32. Если вас интересуют платы для мейкеров и проекты интернета вещей, вы наверняка слышали о платформах ESP, например о серии ESP-32. Со встроенными Wi-Fi и Bluetooth это очень дешёвое и интересное устройство. Недорогое решение IoT на Arduino. Arduino, в свою очередь, — ещё одна широко […]

Компактные модули камер (CCM) на OV2640

Arducam выпускает разные компактные модули камер на OV2640 — с разными объективами и длиной шлейфа. Если нужен модуль под особые требования, напишите нам на quote@arducam-russia.ru.

Альтернативы OV2640

OV2640 хорош, но снят с производства (EOL) больше 10 лет назад. Почему же модулей камер на нём до сих пор так много в продаже?

Сенсор предназначался для мобильных телефонов и выпускался очень большими партиями, поэтому складских запасов осталось много. И всё же, встраивая эту камеру в свой продукт, учитывайте риски с поставками и подберите альтернативы.

У Arducam есть модули камер со встроенным ISP, интерфейсом DVP и JPEG-кодером — их можно использовать вместо OV2640.

1. Сенсор 720p

NT99141 производства Novatek — сенсор 1/4″ с разрешением 1280 × 720, 8-битным параллельным интерфейсом камеры и встроенным ISP со следующими возможностями:

1. Размер пикселя: 3,0 × 3,0 мкм
2. Затвор: электронный скользящий
3. Частота кадров: 640 × 360 при 60 к/с, 1280 × 800 при 30 к/с
4. Цветной фильтр: RGB-фильтр Байера
5. Потребляемая мощность: 215 мВт в режиме HD JPEG, в режиме ожидания < 10 мкА
6. Формат вывода: YCbCr 4:2:2, RGB565, RGB555, RGB444, Raw, CCIR656, кодирование JPEG
7. Встроенное масштабирование с 1280 × 720
8. Автоэкспозиция (AE) и автобаланс белого (AWB)
9. Регулировка резкости, шумоподавление, коррекция дефектов, гамма-коррекция, регулировка насыщенности
10. Спецэффекты

2. 2 Мп MT9D111

MT9D111 изначально выпускала Micron, затем Aptina, теперь — ONSemi. Сенсор MT9D111 появился в одно время с OV2640, но выпускается до сих пор. Это сенсор 1/3.2″ с разрешением 1600 × 1200, 8-битным параллельным интерфейсом и встроенным ISP со следующими возможностями. Учтите: JPEG-кодер MT9D111 не добавляет заголовок JPEG в видеопоток — чтобы получить изображение, которое можно открыть, заголовок нужно дописать самостоятельно. В этом главное отличие кодера от OV2640.

1. Размер пикселя: 2,8 × 2,8 мкм
2. Затвор: электронный скользящий
3. Частота кадров: 800 × 600 при 30 к/с в режиме предпросмотра, 1600 × 1200 при 15 к/с при съёмке фото
4. Цветной фильтр: RGB-фильтр Байера
5. Потребляемая мощность: 348 мВт при 2 Мп
6. Формат вывода: YCbCr 4:2:2, RGB565, RGB555, RGB444, Raw, кодирование JPEG
7. Автоэкспозиция (AE), автобаланс белого (AWB), автофокус (AF)

3. 3 Мп

OV3640 и OV3660 — SoC-сенсоры OmniVision на 3 Мп (2048 × 1536, QXGA). Оба — улучшенные версии 2-мегапиксельного OV2640. OV3640 — сенсор формата 1/4″, OV3660 — удешевлённая версия формата 1/5″.

4. 5 Мп

OV5640, OV5642, MT9P111 и S5K4ECGX — SoC-сенсоры формата 1/4″ на 5 Мп со встроенным ISP и JPEG-сжатием.

OV5640 и OV5642 выпускает OmniVision. OV5642 стоит в камере SPI Arducam Mini 5MP Plus, OV5640 — «старший брат» OV5642. MT9P111 выпускает ONSemi, S5K4ECGX — Samsung.

Дополнительные материалы

Серия Arducam Mega SPI

• Новое поколение эффективных камер SPI от Arducam
• Упрощает аппаратную часть систем компьютерного зрения
• До 4 камер одновременно с платой-адаптером
• Открытый SDK: полностью открытые SDK и API
• Энергосбережение: потребляемая мощность менее 200 мВт
• Быстрый отклик: время пробуждения — до 94 мс
• Универсальность: работает с любым микроконтроллером