پروژه, پروژه های سیسوگ, توصیه شده, دسته‌بندی نشده

ساخت درباز کن تصویری – قسمت اول

ساخت آیفون تصویری

من RichDad هستم و حدود 30 ساله کار طراحی الکترونیک انجام میدم, بعضی وقتها زمانم را تو شبکه های اجتماعی میگذرونم و سعی میکنم پاسخ برخی از افراد را در حوزه های فنی بدم, یه موضوعی که مدت زیادی هست بهش فکر میکنم محدودیت نوع نگاه طراحان تازه کار حوزه الکترونیک جهت استفاده از پتانسیل های موجود در جهان و تکنولوژی های  خاص جهت استفاده در پروژه هاشون هست, فکر کنم بهترین حالتی که میتونم منظورم را برسونم زدن یک مثال اجرایی و درگیر کردن ذهن طراحان به این موضوع مهمه و البته ترجیح دادم این معرفی را از بستر رسانه سیسوگ انجام بدم.

 

چطوره اولش یکم سوال جواب کنیم با هم، تا ببینم اصلا قراره در مورد چی حرف بزنیم:

من: یه آیفون صوتی قدیمی داریم به نظرتون چه جوری می‌شه تبدیلش کنیم به آیفون تصویری؟

شما: دوست دارین کارآییش مثل کدوم مدل توی بازار باشه؟

من: از همین مدل ساده‌ها که همه برندها دارن، مثل این:

 

 

آموزش ساخت آیفون

شما: خوب این که کاری نداره یه دونه دوربین OV7670 میذاریم یه TFT-LCD رنگی چهار اینچی  با یه دونه STM32F429ZI و تمام !  بعدش این مدار رو به آیفون صوتی قدیمیتون اضافه میکنیم به همین راحتی 🙂

من: واقعاً، چه خوب!

میشه یکمی حساب کتاب کنیم، حداقل ببینیم چقدر حافظه و پردازش نیاز هست؟ آخه من هم بلدم با میکروکنترلر کار کنم، ARM هم بلدم.
بریم سراغ محاسبه مقدار RAM مورد نیاز.

حداقل مقدار حافظه RAM برای نمایش تصویر بر روی LCD برابر است با:

تعداد پیکسل های عرض تصویر* تعداد پیکسل های ارتفاع تصویر* تعداد بایت اطلاعات به ازای هر پیکسل

RAM≥? Width*Height*Byte Per Pixel

256KByte≥?480*272*2Byte=261120 Byte

=>RAM< Width*Height*Byte Per Pixel

اگر بقیه مسائل فنی را هم در نظر نگیریم، مقدار حافظه RAM  پردازنده کمتر از مقداری شد که در عمل لازم داریم ! چه کنیم ؟

شما: خوب حافظه خارجی میگذاریم

من: خوب، با این کار شاید بشه تصویر رو نشون داد، ولی منوهای تنظیمات چی میشه؟

و اصلاً آیا میشه واسه OV7670 از درب ساختمون تا داخل خونه سیم کشی کرد؟

تازه با این میکروکنترلر و رم خارجی سایز برد مدارچاپی چقدر میشه؟

برد چند لایه میشه؟

قمیت نهایی چقدر میشه؟

باز هم من: ببینم تا حالا بردهایی که داخل این درب بازکن تصویری های معمولی هست را دیدید؟!

موافقید چند مدل مدار داخلی بخش نمایش تصویر این آیفون‌ها رو با هم ببینیم؟

شما : (البته احتمالا): 

پروژه ساخت آیفون تصویری

 

من: فقط همین! یک پردازنده و چندتا آی سی تغذیه و یک مشت خازن و مقاومت روی برد دولایه!

اما به نظر کاری که انجام میده خیلی بیشتر از کاری هست که شما میخواستید با OV7670 و یه پردزانده شناخته شده انجام بدین !!!

شما: پس داستان چی هست!؟

 

قبل از اینکه بریم و پرده از یه سری اسرار بازار درب بازکن‌های تصویری در دنیا برداریم، بازاری که هنوز غول‌هایی مثل سامسونگ و پاناسونیک بیخیالش نشدن (صرفا جهت اطلاع: سالانه بیش از 400 میلیارد تومن فروش آیفون تصویری داریم توی کشور عزیز خودمون!). بیایید با هم ببینیم این مدار به این سادگی که عکسش را بالاتر گذاشتیم چه کاری میکنه و ما با چه پردازنده‌هایی نمیتونیم! این کار رو انجام بدیم و چرا؟ 

این دوست کوچولوی ما (پردازنده هایی که روی بردهای اینچنینی استفاده میشند) سیگنال آنالوگ تصویر رو میگیره و اون رو روی TFT-LCD در سایزهای مختلف نشون میده و میتونه همزمان علاوه بر نشون دادن تصویر دوربین به صورت بلادرنگ، یک یا چند منو هم نشون بده برای تنظیمات، که اسمش هست On-Screen Display یا به اختصار OSD.

حالا یکی یکی بخش های مختلف را با محاسباتش با هم میریم جلو:

تصویر آنالوگ چی هست و چرا تصویر آنالوگ؟

اول چرا؟ چون کل اطلاعات تصویر روی یک جفت سیم استخونی معمولی منتقل میشه و تا چند صد متر هم میشه منتقلش کرد!!!

 از اون طرف دوربین‌های دیجیتال معمولا 24 پایه دارن و سیگنالشون رو بیشتر از چند ده سانت نمیشه سیم کشی کرد!

تصویر آنالوگ با یه مدل مدولاسیون تمام اطلاعات مربوط به فریم و پیکسل و حتی اطلاعات اضافه‌تری مثل همون تلتکست (البته در تلوزیون) را روی یک خط منتقل می‌کنه!

سیگنال تصویرآنالوگ تاریخچه مفصل و البته زیبایی داره که اگه مجالی بود، توی یه مقاله جدا مفصل در موردش صحبت میکنیم. فعلا بدونید که سه تا استاندارد داره: PAL، NTSC، SECOM که متداولترینشون در حال حاضرPAL  هست و بعدش NTSC.

هر فریم تصویر PAL شامل دو تا فیلد Field هست، فیلد زوج Odd و فیلد فرد Even  که مجموع این دو فیلد با هم شامل 625 خط میشه:

 

فرمت ارسال تصویر آنالوگ

 

و هر خط تصویر رنگی شکلش اینجوری هست:

 

اگه دقت کنید هر خط شامل سه قسمت میشه: Horizontal Sync Pulse، Color Burst و قسمت سوم که اطلاعات پیکسل‌های خط هست.

فرکانس اطلاعات این خط در سیستم PAL مقدار  4.43361875 مگاهرتز هست پس برای آوردنش توی دنیای دیجیتال طبق قضیه‌ی نایکویست نیاز به نمونه برداری با فرکانس حداقل 8.8 مگاسمپل در ثانیه داریم که البته اگه تمهیدات دنیای واقعی رو بخوایم در نظر بگیریم حداقل 24 مگاسمپل در ثانیه باید نمونه برداری کنیم تا اطلاعات تصویر از دست نره و قابل نمایش باشه !!!

این یعنی اینکه مبدل آنالوگ به دیجیتال میکروکنترلر باید بتونه با نرخ نمونه برداری گفته شده، تبدیل انجام بده.

خوب پس همینجا متوجه میشیم که باید از خیر هرچی میکروکنترلر که تا الان میشناختیم واسه این کار بگذریم!!!

 

پس راه حل چیه؟

نظرتون چیه  شما برید در مورد سیگنال آنالوگ تصویر و نحوه تبدیلش به دیجیتال یه کم جست و جو کنید و ما هم فرصت کنیم قسمت بعد رو بنویسم و راه‌های ممکن رو بگیم؟

 

Rich_Dad

درباره Rich_Dad

R&D، طراحی و بومی سازی، بهینه سازی و تولید سیستم ها ومحصولات الکترونیکی وکنترلی، با توجه به تکنولوژی روز و نیاز تولیدکنندگان میهن عزیزمان ایران در حوزه های تجاری، صنعتی و پزشکی

انتشار مطالب با ذکر نام و آدرس وب سایت سیسوگ، بلامانع است.

شما نیز میتوانید یکی از نویسندگان سیسوگ باشید.   همکاری با سیسوگ

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

26 دیدگاه در “ساخت درباز کن تصویری – قسمت اول

  1. علی محسنیان aLimec گفت:

    سلام
    در میکروی 429 میتونید خروجی دیتای dcmi رو
    با فرمت rgb565 مستقیما از طریق dma به رم lcd منتقل کنید. البته Lcd هم باید به fmc وصل بشه.

    برای میکرو 407 هم میتونید همین عملیات رو انجام بدین منتهی lcd به fsmc متصل میشه.

    1. علی محسنیان aLimec گفت:

      سلام مجدد
      من در محل کار بودم و محتوای پست رو خیلی سریع نگاه انداختم و چون نظر خواهی بود متن بالا رو سریعتر نوشتم.
      برای همین تشکر و بررسی دقیق تر محتوا رو فاکتور گرفته بودم تا ساعت کار تمام بشه.

      ولی الان من پست دوم آقای مهندس رو هم خوندم.
      خیلی سپاسگزارم بخاطر این پست های جالب و اطلاعاتی که در مورد روش های انجام و سیگنال تصویر آنالوگ در اختیار ما قرار میدین.

      1. Rich_Dad Rich_Dad گفت:

        سلام بر شما
        تشکر می کنم بابت توجه شما به موضوع و پیگیری مقاله ها

  2. Mohammad Noori noorsun0035 گفت:

    سلام مجدد و دوباره

    یک مسئله که یادم رفته بود متذکر بشوم این است که در زمان حال ما تولید کننده های قدرت مندی در حوزه دربازکن تصویری آنالوگ داریم. و همچنین تکنولوژی این دستگاه ها تا حداکثر ممکن اقتصادی شده است. (من خودم در دو شرکت بخش R&D مدتی کار می کردم).
    ولی خبر خوش این است که در حوزه IP هیچ کدام از این شرکت های قدرت مند حرفی برای گفتن ندارند که هیچ، حتی دانش کوچکی هم در این زمینه ندارند. فقط یک شرکت آن هم صرفا به صورت سفارش از چین به صورت کامل و ارائه با مارک خودش. (اگر عمیق شوید داستان خنده دار می شود)
    حال در این فضا اگر استاد نویسنده این مطلب بحث را به سمت طراحی دربازکن تصویری دیجیتال (تحت شبکه) هدایت کنند قطعا بحث قدرتمند جدید و بسیار مفید خواهد بود.
    ضمن این که محصولات دربازکن شبکه به چند شرکت محدود هستند (برندهایی که در ایران وارد شدند)
    حال در این فضا قیمت یک پنل و مانیتور می تواند از یک برد سیستم دار مانند کوبی یا بردهای ارزان تر با حداقل قطعات و یک دوربین 2 مگاپیکس که قطعا برای این سیستم خیلی هم زیاد است تشکیل شود.
    در پنل حداقل پورت شبکه ورودی دوربین و مقدار کمی نند فلش و مقداری هم رم نیاز داریم. در بخش مانیتور هم راه انداز ال سی دی + رم + پورت شبکه + خشاب رم + اگر USB هم داشت بهتر و قطعا یک سیستم عامل کاستوم شده و سبک.

    و قیمتهای بازار در این عرصه غیر رقابتی است. هر چند از نظر تجاری برای شرکت ها توجیه ندارد. زیرا مصرف کننده محصول یا همان مشتری هم کم است.
    ولی قطعا دانش این محصول بسیار ارزشمند است.
    پس از استاد عزیز (چرا اینکه تجربه ایشان با توجه به این که اعلام کردند 30 سال در این رشته فعالیت دارند و از جملات بار علمی ایشان نیز مشخص است در حالی که سابقه من اندکی کمتر است) تقاضا دارم که حرکت این مطلب را غنی تر و قدرتمندتر ادامه بدهند و در صورت امکان به سمت تحت شبکه حرکت کنند.

    1. Rich_Dad Rich_Dad گفت:

      سلام بر شما
      این موضوع در حالت کلی در زیر مجموعه مبحث امبدد لینوکس می باشد، که یکی از کاربردهای آن ،دربازکن تصویری است.
      هدف از نگارش چنین مقاله هایی باز شدن گلوگاه های طراحی از پروژه های اینچنینی است، تا مخاطب فعال و هوشمند بتواند مسیر حرکت خودش را به سمت هدف انتخاب و هموارتر نماید.

      1. Mohammad Noori noorsun0035 گفت:

        سلام استاد.

        خیلی خیلی عالی است. اگر قرار است به سمت به اصطلاح اینترنت اشیائ برای عموم و خواص مثل ما به پروتکل دربازکن تصویری دیجیتال (تحت شبکه) برسیم خیلی خیلی خوب است.
        و من از شما همین الان بابت این شروع بسیار بسیار متشکر و سپاسگذار هستم.

        قطعا فضای قوی در این بخش است. کار شما هم بسیار قابل تقدیر است.
        در ضمن اگر کمی هم از من برمی آید در خدمت شما هستم. بسیار هم خوشحال می شود.
        امیدوارم که از این مبحث بتوانیم یک محصول خوب لینوکس بیس دربیاوریم.

        از پاسخ شما هم بسیار خوشحال و سپاسگذارم…
        با تشکر و سپاس فراوان.
        موفق باشید.
        منتظر قسمت دوم هستم..

  3. شهرام گفت:

    عالی بود. یه مقاله ناب. واقعا ممنون.

  4. mahan گفت:

    به نظر من میشه از ایده اشکار سازی سیگنال انالوگی که تو تلویزیون ها استفاده میشد ، استفاده کنیم که درواقع سیگنال رو فرکانسش رو میاریم پایین تر و بعد اون رو میدیم به adc میکرومون (البته که تصویر رنگی هستش و چشم انسان به روشنایی بیشتر حساسه در نتیجه با این دو سیگنال جدا رفتار میکنیم) منبع حرفام هم کتاب کارلسون سیگنال تلویزیون هست ولی خب این فقط یک ایده هستش و منتظرم توی سری بعدی حتما برخورد حرفه ای با مسئله رو ببینم.

    1. Rich_Dad Rich_Dad گفت:

      سلام
      تشکر بابت اشاره ای که شد، یکی از چالش ها مسئله فرکانس نمونه برداری و حافظه پردازنده است، درصورتی که برای اجرای چنین پروژه هایی چالش های بیشتری پیش رو داریم، که در حد امکان در بخش دوم مطرح میگردد.
      یکی از مهمترین مسائل درطراحی سیستم ها مخصوصاً سیتم های تجاری استفاده از حداقل قطعات در طراحی به دلایل زیر می باشد:
      1- کاهش فضای اشغال شده که باعث کاهش هزینه تولید برد مدارچاپی می شود
      2- کاهش تعداد قطعات که باعث کاهش هزینه تولید و مونتاژ میگردد
      3- کاهش پیچیدگی مدار که باعث کاهش هزینه تست و عیب یابی میگردد
      4- کاهش تاثیر عوامل محیطی مانند تغییرات دما، مخصوصا بر روی بخش های آنالوگ و حساس مدار

      البته مواردی که می بایست در طراحی محصول در نظر گرفته شود، با توجه به نوع محصول، شرایط استفاده و . . . بسیار است، که اصطلاحا ً به آن طراحی مفهومی اطلاق می شود.

      موفق باشید

  5. احسان گفت:

    ممنون عالی بود منتظر قسمت بعد هستیم

  6. Mohammad Noori noorsun0035 گفت:

    سلام به همه دوستان و مخصوصا بچه های سیسوگ،

    برای من این بخش لذت بخش بود با اینکه کوتاه و شاید هنوز خیلی اطلاعات سطحی داشت.
    ابتدا یک توضیح کوتاه درباره خودم؛
    محمد نوری، طراح تولید کننده مخترع نویسنده در حوزه سیستم های دربازکن صوتی تصویری و محافظ برق
    از سال 1380 به صورت کاملا تخصصی (علمی و عملی) در حوزه دربازکن صوتی تصویری مشغول هستم. در اکثر نقاط ایران پروژه های دربازکن تصویری داشتم (مشهد زاهدان تهران قم کرج و…) از یک واحد تا 500 واحد به صورت مجموع.
    مخترع سویچر هوشمند آیفون تصویری (ثبت شده)
    نویسنده کتاب “مرجع تخصصی اصول طراحی تولید تعمیر محافظ یخچال”
    و مربی دوره 3 گانه محافظ یخچال تولید تعمیر طراحی

    خوب با این پیش زمینه خواستم بگویم که این مقاله قطعا برای شروع یک چالش خیلی خیلی عالی است.
    و کسانی مثل من هم می تونند این مطلب رو چکش کاری کنند و به ارزش اون اضافه کنند.

    بازار دربازکن تصویری قطعا بازار بزرگی است. البته نگاه تجاری به آن با نگاه مهندسی می تواند خیلی خیلی متفاوت باشد.
    من تولید برد تغذیه و برد صوت همان مدلی که تصویرش آمده (4PNC COMMAX) که البته از نوع تقلبی است (محصول کماکش اصلی این مدل رو نداره) هستم. البته برد صوت برای مدل های 7 اینچ هم داریم.
    پس اشراف کامل به این موضوع دارم.

    توضیح دوستمان درباره آیسی ال سی دی تقریبا درست است. برد درایور صفحه نمایش (البته TFT ها 50 پین هستند که به برد های رزبری پای هم متصل می شوند) ورودی آنالوگ رو می گیره و تنها وظیفه اش نمایش اونه.
    در ساده ترین حالت. کمی پیشرفته مدل های حافظه دار است که تصویر یا فیلم چند ثانیه ای رو هم ذخیره می کند.
    نکته مهمی که باعث شد من چنین کامنتی رو قرار بدهم بحث قیمتی و تجاری است.
    اگر با برد معرفی شده stm به قیمت حدودی 800 ت پیش بریم قطعا به جای خوبی نمی رسیم. چون قیمت یک مانیتور ساده الان حدود 500 ت و است. یک مانیتور کامل با جعبه و برد صوت و هر چی که فکر کنید.
    اضافه بر این قیمت دوربین هم با قیمت پنل نزدیک خواهد بود. و شما هنوز برای آن باید جعبه هم در نظر بگیرید.
    در حال حاضر قیمت کیت آموزشی محافظ یخچال ما حدود 10 درصد کمتر از محصول آماده می باشد. تا دانشجو به ساخت و یادگیری آن علاقه مند شود و یک انگیزه کوچکی داشته باشد.
    من امیدوارم که با این دوستمان به نتیجه خوبی در ایجاد یک کیت آموزشی دربازکن تصویری برسیم.

    چون من هدف گذاری کردم تمام محصولاتی که تولید می کنم را آموزش بدهم. یعنی آموزش محصولات تجاری الکترونیک. آنها را به صورت کیت و کتاب آموزشی طراحی کنم.
    البته قطعا دوستان می دانند که کار سختی است.
    من با اینکه محافظ برق تعمیرات داشتم وقتی خواستم کتاب و بعدا کیت آموزشی بسازم زمان بسیار زیادی را برای تحقیق و تدوین صرف کردم.

    در هر صورت با بیان این نوشته آمادگی همکاری خودم رو با دوستان سیسوگ و نشر اطلاعات لازم اعلام می کنم.
    با تشکر و سپاس فراوان.

    1. Rich_Dad Rich_Dad گفت:

      سلام جناب نوری عزیز
      خیلی خوشحال هستیم که شما به صورت موثر و مفید و در حوزه تخصصی مشخصی مشغول به فعالیت و نقل تجربه هستید
      باعث خوشحالیست بتوانیم در نشر اطلاعات مفید، موثر و صحیح فعالیت داشته باشیم.

  7. هادی گفت:

    خیلی سخت بود توضیحات!

    1. Rich_Dad Rich_Dad گفت:

      سلام
      با تشکر، اجازه بدید پس از انتشار بخش دوم، اگر سوالی داشتید بفرمایید تا دقیقتر بتوانیم راهنمایی کنیم
      اگر هم نقطه نظری دارید لطفا” اعلام نمایید

  8. حسن خانمحمدی مهندس گفت:

    از آیسی های Display controller شرکت solomon استفاده میشه

    1. Rich_Dad Rich_Dad گفت:

      سلام بر شما
      آی سی های این شرکت به عنوان درایور ال سی دی یا OLED و . . . مورد استفاده دارند
      و برای نمایش سیگنال تصویر آنالوگ مانند سیگنال PAL محصولی تا کنون نداشته اند

  9. محمد گفت:

    با سلام و ممنون از مطالب عالی سایت
    اگر مطلبی در مورد اقتصادسنجی بازار ،قبل از تولید یک محصول منتشر کنید بسیار سپاسگزار خواهم بود

    1. Rich_Dad Rich_Dad گفت:

      سلام و احترام
      از دقت نظر و همچنین پیشنهاد شما سپاسگزارم.
      پیشنهاد شما بررسی می شود
      موفق باشید

  10. کاوه گفت:

    آخه چرا ما رو توی خماری میزارین؟؟؟!!!!

  11. میثم گفت:

    عااااالی بود،لطفا ادامه بدید

    1. Rich_Dad Rich_Dad گفت:

      سلام و سپاس، حتماً

  12. کامبیز گفت:

    خیلی جالب بود
    ممنون

  13. سهیل گفت:

    عالی منتظر قسمت بعدی هستیم

    1. Rich_Dad Rich_Dad گفت:

      سلام بر سهل
      قسمت دوم منتشر شده است و مبحث eLinux هم در حال کار است