【Arduino】168種傳感器系列實驗（153）---Maixduino AI開發板

ID:513258 · 發表于 2020-3-11 14:22

k210 RISC-V AI+lOT ESP32視覺聽覺開發套裝，包括有
OV2640攝像頭：200W像素通用24P攝像頭
ST7789驅動器芯片2.4寸LCD屏（24P 320X240）

ID:513258 · 發表于 2020-3-11 14:23

OV2640圖像傳感器
具有200萬像素（1632x1232像素），其體積小、工作電壓低，提供單片UXGA攝像和影像處理器的所有功能。通過SCCB總線控制，可以輸出整幀、子采樣、取窗口等方式的各種分辨率10位采樣數據。該產品UXGA圖像最高達到15幀/秒。用戶可以完全控制圖像質量、數據格式和傳輸方式。所有圖像處理功能過程包括伽瑪曲線、白平衡、飽和度、色度等都可以通過SCCB接口編程。OmmiVision圖像傳感器應用獨有的傳感器技術，通過減少或消除光學或電子缺陷如固定圖案噪聲、托尾、浮散等，提高圖像質量，得到清晰的穩定的彩色圖像。

ID:513258 · 發表于 2020-3-11 14:25

ID:513258 · 發表于 2020-3-11 14:26

OV2640主要參數
可以支持定制FPC長度，鏡頭角度（70-160度）可以支持定制FPC長度，鏡頭角度（70-160度）
感光陣列1632x1232 最大格式UXGA
IO電壓1.7V-3.3V 模擬電壓2.5-3.0v(內部LDO給核供電1.2V)
功耗工作TBD 休眠<20μA
溫度操作-30℃到70℃
穩定工作0℃到50℃
輸出格式（8位）YUV/YCbCr4:2:2 RGB565/555/444 GRB4:2:2 Raw RGB Data
光學尺寸1/4"
視場角70度
最大貞率15fps SXGA
靈敏度1.3V/(Lux-sec)
信噪比40 dB
動態范圍50 dB
瀏覽模式逐行
電子曝光1行到1247行
像素面積2.2μm x 2.2μm
暗電流15mV/s at 60℃
工作電流40mA

ID:513258 · 發表于 2020-3-11 14:27

OV2640內部方塊圖

ID:513258 · 發表于 2020-3-11 14:27

OV2640模塊特點
●  高靈敏度、低電壓適合嵌入式和低照度應用
●  標準的SCCB接口，兼容I2C接口
● 支持VarioPixel子采樣方式
●RawRGB,RGB(GRB4:2:2,RGB565/555/444),YUV(4:2:2)和YCbCr(4:2:2)輸出格式
●  支持UXGA、SXGA,VGA,QVGA,QQVGA,CIF,QCIF以及直到40x30大小的各種尺寸
●  支持自動曝光控制、自動增益控制、自動白平衡，自動消除燈光條紋、自動黑電平校準.圖像質量控制包括色飽和度、色相、伽瑪、銳度ANTI_BLOOM等設置。
●ISP具有消除噪聲和壞點補償功能
● 鏡頭失光補償
● 飽和度自動調節
● 邊緣增強自動調節
● 降噪自動調節
●  支持圖像縮放、平移和窗口設置
●  支持圖像壓縮，即可輸出JPEG圖像數據
●  自帶嵌入式微處理器
●  集成有源晶振12M，無需外部提供時鐘
●  集成LDO，只需供電3.3V即可正常工作

參考電原理圖

ID:513258 · 發表于 2020-3-11 14:52

ST7789驅動器芯片2.4寸LCD屏（24P 320X240）
1. 模塊名稱：液晶顯示模塊
2. 型號：KD024C-4
3. 同類型型號:
4. 兼容型號：
5. 顯示模式：TFT
6. 顯示色彩：65/262K
7. 分辨率: 240*320
8. 點距：0.153 (H) x 0.153 (V)
9. 視角：12:00
10. 控制IC：ST7789V
11. 顯示類型：全透型，常白
12. 外形尺寸：42.72*60.26*2.6mm
13. 可視面積：38.32*50.56 mm
14. 點陣區面積：36.72*48.96mm
15. 亮度：300cd/m2
16. 對比度：500
17. 接口類型: 8/9/16/18位8080并口
16/18位RGB接口
3/4線SPI接口
18. 引腳數：24
19. 引腳距離：0.5mm
20. 連接類型: FPC插接型
21. 工作電壓：3.3V
22. 背光燈顏色及類型: 白色LED背光
23. 背光電路：4 LED 并聯, 共陽
If=80mA, Vf =3.2V
24. 使用壽命：100000h
25. 工作溫度：-20----70°C
26. 儲存溫度：-30----80°C
27. 質量體系認證：ISO9001:2008
28. 產品認證：RoHS

ID:513258 · 發表于 2020-3-11 20:43

ID:513258 · 發表于 2020-3-11 21:57

【Arduino】168種傳感器模塊系列實驗（資料+代碼+圖形+仿真）
  實驗一百五十三：Maixduino AI開發板 k210 RISC-V AI+lOT ESP32視覺聽覺開發套裝
  安裝<Sipeed_ST7789.h>庫，開發板自帶
  項目之二：測試Maixduino配套2.4寸LCD屏

ID:513258 · 發表于 2020-3-11 21:59

/*
【Arduino】168種傳感器模塊系列實驗（資料+代碼+圖形+仿真）
實驗一百五十三：Maixduino AI開發板 k210 RISC-V AI+lOT ESP32視覺聽覺開發套裝
安裝<Sipeed_ST7789.h>庫，開發板自帶
項目之二：測試Maixduino配套2.4寸LCD屏
*/
#include <Sipeed_ST7789.h>
SPIClass spi_(SPI0); // Maix系列板載LCD必須為SPI0
Sipeed_ST7789 lcd(320, 240, spi_);
void func()
{
lcd.fillScreen(COLOR_RED);
lcd.drawRect(20, 20, 50, 50, COLOR_WHITE);
lcd.fillCircle(100, 100, 40, COLOR_WHITE);
lcd.fillTriangle(10, 200, 300, 200, 300, 150, COLOR_WHITE);
lcd.setTextSize(2);
lcd.setTextColor(COLOR_WHITE);
lcd.setCursor(100, 30);
lcd.println("hello Maixduino");
}
void func2()
{
lcd.fillScreen(COLOR_RED);
lcd.drawRect(20, 20, 50, 50, COLOR_WHITE);
lcd.fillCircle(180, 50, 40, COLOR_WHITE);
lcd.fillTriangle(10, 300, 200, 300, 200, 150, COLOR_WHITE);
lcd.setTextSize(2);
lcd.setTextColor(COLOR_WHITE);
lcd.setCursor(1, 100);
lcd.println("hello Maixduino");
}
void setup()
{
lcd.begin(15000000, COLOR_RED);
}
void loop()
{
lcd.setRotation(0);
func();
delay(3000);
lcd.invertDisplay(true);
func();
delay(3000);
lcd.setRotation(1);
func2();
delay(3000);
lcd.setRotation(2);
func();
delay(3000);
lcd.setRotation(3);
func2();
delay(3000);
}

復制代碼

ID:513258 · 發表于 2020-3-11 22:00

ID:513258 · 發表于 2020-3-12 08:53

推斷Maixduino板子右上角，這顆芯片是三軸數字加速計MSA300（猜測的）

ID:513258 · 發表于 2020-3-12 08:56

ID:513258 · 發表于 2020-3-12 09:20

MSA300
1、是一種三軸低g加速度計，具有I2C/SPI數字輸出
2、消費級以及專業級應用
3、它具有動態用戶可選擇的完整
4、加速度測量范圍為±2g/±4g/±8g/±16g和al
5、輸出數據速率從1Hz到500Hz
6、MSA300提供超小型
（2毫米x 2毫米，高度1毫米）LGA包裝
7、使用溫度范圍 -40°C至+85°C

主要特征
1、超小包裝2x2x1毫米，LGA-12針
2、用戶可選擇范圍， ±2g, ±4g, ±8g, ±16g
3、1.62V至3.6V工作電源電壓
4、1.2V至3.6V IO電源電壓
5、用戶可選擇的數據輸出速率
6、接口I2C/SPI（4線/3線）
7、具備二個中斷引腳
8、14位分辨率
9、低功耗
10、編程偏移和敏感
11、符合RoHS應用規范
12、適合手機和平板電腦
13、顯示方向
14、手勢識別
15、振動監測
16、內傾角和傾斜感應
17、計步器
18、玩游戲
19、自由落體檢測

ID:513258 · 發表于 2020-3-12 09:39

ID:513258 · 發表于 2020-3-12 10:26

ID:513258 · 發表于 2020-3-12 11:07

本帖最后由 eagler8 于 2020-3-12 11:09 編輯

/*【Arduino】168種傳感器模塊系列實驗（資料+代碼+圖形+仿真）
實驗一百五十三：Maixduino AI開發板 k210 RISC-V AI+lOT ESP32視覺聽覺開發套裝
安裝 <MSA300.h>庫，開發板自帶
項目之三：測試Maixduino板載三軸數字加速計MSA300
*/
#include <MSA300.h>
#include <Wire.h>
// 這是將創建的字符串的長度
// 包含減號和小數點
const signed char formattedStringLength = 11;
// 待打印的異常點后的位數
const unsigned char numVarsAfterDecimal = 6;
acc_t data;
MSA300 msa;
static char outstr[formattedStringLength];
char * formatValue(float value)
{
dtostrf(value, formattedStringLength, numVarsAfterDecimal, outstr);
return outstr;
}
void setup()
{
Serial.begin(9600);
Wire.begin();
msa.begin();
}
void loop()
{
data = msa.getAcceleration();
Serial.printf("Xa:%s ", formatValue(data.x));
Serial.printf("Ya:%s ", formatValue(data.y));
Serial.printf("Za:%s", formatValue(data.z));
Serial.println();
delay(1000);
}

復制代碼

ID:513258 · 發表于 2020-3-12 11:18

二種可能：
一是只有示例，Maixduino板上沒有MSA300硬件
二是有硬件，但設置接口有誤，沒有信號輸入

ID:513258 · 發表于 2020-3-12 16:12

ID:513258 · 發表于 2020-3-12 16:14

板載MEMS麥克風
MEMS（微型機電系統）麥克風是基于MEMS技術制造的麥克風，簡單的說就是一個電容器集成在微硅晶片上，可以采用表貼工藝進行制造，能夠承受很高的回流焊溫度，容易與 CMOS 工藝及其它音頻電路相集成，并具有改進的噪聲消除性能與良好的 RF 及 EMI 抑制能。MEMS麥克風的全部潛能還有待挖掘，但是采用這種技術的產品已經在多種應用中體現出了諸多優勢，特別是中高端手機應用中。

ID:513258 · 發表于 2020-3-12 16:17

MEMS MIC優勢
實際使用的大多數麥克風都是ECM(駐極體電容器)麥克風，這種技術已經有幾十年的歷史。ECM 的工作原理是利用駐有永久電荷的聚合材料振動膜。與ECM的聚合材料振動膜相比，MEMS麥克風在不同溫度下的性能都十分穩定，其敏感性不會受溫度、振動、濕度和時間的影響。由于耐熱性強，MEMS麥克風可承受260℃的高溫回流焊，而性能不會有任何變化。由于組裝前后敏感性變化很小，還可以節省制造過程中的音頻調試成本。MEMS麥克風需要ASIC提供的外部偏置，而ECM沒有這種偏置。有效的偏置將使MEMS麥克風在整個操作溫度范圍內都可保持穩定的聲學和電氣參數，還支持具有不同敏感性的麥克風設計。傳統ECM的尺寸通常比MEMS麥克風大，并且不能進行SMT（表面貼裝技術）操作。在MEMS麥克風的制造過程中，SMT回流焊簡化了制造流程，可以省略一個通常以手工方式進行的制造步驟。在ECM麥克風內，必須添加進行信號處理的電子元件；而在MEMS麥克風中，只需在上添加額外的專用功能即可。與ECM相比，這種額外功能的優點是使麥克風具有很高的電源抑制比，能夠有效抑制電源電壓的波動。另一個優點是，集成在芯片上的寬帶RF抑制功能，這一點不僅對手機這樣的RF應用尤其重要，而且對所有與手機操作原理類似的設備（如助聽器）都非常重要。MEMS麥克風的小型振動膜還有另一個優點，直徑不到1mm的小型薄膜的重量同樣輕巧，這意味著，與ECM相比，MEMS麥克風會對由安裝在同一PCB上的揚聲器引起的PCB 噪聲產生更低的振動耦合。

MEMS MIC發展前景
對于大型的半導體制造商來說，他們具備制造該產品系列的核心能力。首先是MEMS 設計和制造能力，其次是ASIC設計和制造能力，最后是大容量、低成本的封裝能力。迄今為止，音頻公司一直占據著幾乎整個MEMS麥克風市場，它們必須依賴半導體代工廠提供相關技術并與他們分享利潤。現在，英飛凌的進入意味著該市場擁有了新的選擇，并且降低了元件購買者的風險。尺寸方面的限制主要來自MEMS本身。另外，由于音頻端口不能采用真空工具進行操作，尺寸的進一步縮小將會受到制造過程中標準自動化貼裝工具的限制。ASIC中將會集成更多功能：和數字輸出是第一步；還可利用標準組件，如風噪信號過濾組件；專用接口和信號預處理將成為很大的應用領域；RF屏蔽也會得到進一步改進。在音頻方面，MEMS麥克風也會有很多變化。SMM310不只在20Hz20kHz的頻率范圍內針對人聲進行了優化，還有較高的聲學敏感性。很難預測何時會出現帶有集成式麥克風并能記錄美妙立體聲的單芯片攝像電話，但毫無疑問，技術正在朝著這個方向發展。

ID:513258 · 發表于 2020-3-12 16:21

MEMS麥克風的構造圖
相較于ECM麥克風的聚合材料振動膜，在不同溫度下，MEMS麥克風所展現的性能都相當穩定，不會受到時間、溫度、濕度和振動的影響。MEMS麥克風的耐熱性相當強，可以承受攝氏260度的高溫回流焊，但是其性能不會有任何變化。再加上MEMS麥克風可以有效的降低射頻所產生的干擾，這就讓其逐漸發展成為麥克風主流。MEMS麥克風包含一個靈活懸浮的薄膜，它可在一個固定背板之上自由移動，所有元件均在一個硅晶圓上制造。該結構形成一個可變電容，固定電荷施加于薄膜與背板之間。傳入的聲壓波通過背板中的孔，引起薄膜運動，其運動量與壓縮和稀疏波的幅度成比例。這種運動改變薄膜與背板之間的距離，進而改變電容，如下圖所示。在電荷恒定的情況下，此電容變化轉換為電信號。

ID:513258 · 發表于 2020-3-12 16:28

ID:513258 · 發表于 2020-3-12 16:30

ID:513258 · 發表于 2020-3-12 16:34

/*【Arduino】168種傳感器模塊系列實驗（資料+代碼+圖形+仿真）
實驗一百五十三：Maixduino AI開發板 k210 RISC-V AI+lOT ESP32視覺聽覺開發套裝
項目之四：測試板載MEMS麥克風之添加語音識別庫
安裝<Maix_Speech_Recognition.h>庫，開發板自帶
*/
#include "Maix_Speech_Recognition.h"
SpeechRecognizer rec;//語音識別器記錄
void setup()
{
rec.begin();
Serial.begin(115200);
Serial.println("start rec...");
if( rec.record(0, 0) == 0) // 關鍵字num，型號num
{
rec.print_model(0, 0);
}
else
Serial.println("rec failed");
}
void loop()
{
}

復制代碼

ID:513258 · 發表于 2020-3-12 16:38

項目之四：測試板載MEMS麥克風之添加語音識別庫
安裝<Maix_Speech_Recognition.h>庫，開發板自帶

ID:513258 · 發表于 2020-3-19 12:45

【Arduino】168種傳感器模塊系列實驗（資料+代碼+圖形+仿真）
  實驗一百五十三：Maixduino AI開發板 k210 RISC-V AI+lOT ESP32視覺聽覺開發套裝
  項目之五：尋找Maixduino板載LED端口號（pin1）
  Maixduino 支持基本的 Arduino 輸入輸出函數，你可以像使用其他 Arduino 開發板一樣使用它們。
  Maixduino 可以自由操作不超過 32 個數字 IO 口，并可以將它們同時映射到 48 個 FPIO 上。

/*
【Arduino】168種傳感器模塊系列實驗（資料+代碼+圖形+仿真）
實驗一百五十三：Maixduino AI開發板 k210 RISC-V AI+lOT ESP32視覺聽覺開發套裝
項目之五：尋找Maixduino板載LED端口號（pin1）
Maixduino 支持基本的 Arduino 輸入輸出函數，你可以像使用其他 Arduino 開發板一樣使用它們。
Maixduino 可以自由操作不超過 32 個數字 IO 口，并可以將它們同時映射到 48 個 FPIO 上。
*/
void setup() {
pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);
}
void loop() {
digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH);
delay(1000);
digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW);
delay(1000);
}

復制代碼

ID:513258 · 發表于 2020-3-19 12:46

ID:513258 · 發表于 2020-3-19 16:46

項目之六：通過模擬輸出功能來設置呼吸燈
  Maixduino 使用 K210 芯片的 PWM 模塊實現模擬輸出 analogWrite() 功能。
  不能使用模擬輸入 analogRead() 功能。
  Maixduino 可以在 48 個自由引腳中最多選擇 12 個設置模擬輸出功能。

/*
【Arduino】168種傳感器模塊系列實驗（資料+代碼+圖形+仿真）
實驗一百五十三：Maixduino AI開發板 k210 RISC-V AI+lOT ESP32視覺聽覺開發套裝
項目之六：通過模擬輸出功能來設置呼吸燈
Maixduino 使用 K210 芯片的 PWM 模塊實現模擬輸出 analogWrite() 功能。
不能使用模擬輸入 analogRead() 功能。
Maixduino 可以在 48 個自由引腳中最多選擇 12 個設置模擬輸出功能。
*/
int led1 = 1; // 板載LED
void setup()
{
pinMode(led1, OUTPUT);
}
void setColor(int value)
{
analogWrite(led1, 220-value);
}
void loop()
{
int i;
for (i=0; i<221; i++)
{
setColor(i);
delay(5);
}
delay(100);
}

復制代碼

ID:513258 · 發表于 2020-3-19 17:25

項目之七：串口輸出]

] 序列對應于UARTHSClass，其余的Serial1、Serial2和Serial3是UARTClass。

]

/*
【Arduino】168種傳感器模塊系列實驗（資料+代碼+圖形+仿真）
實驗一百五十三：Maixduino AI開發板 k210 RISC-V AI+lOT ESP32視覺聽覺開發套裝
項目之七：串口輸出"Hello world！"
在Maixduino中，有兩種類型的串行設備：UARTHSClass和UARTClass。
序列對應于UARTHSClass，其余的Serial1、Serial2和Serial3是UARTClass。
串行使用默認引腳4（RX），5（TX）。
*/
#include <Arduino.h>
void setup()
{
Serial.begin(9600);
}
void loop()
{
Serial.println("Hello world！");
delay(2000);
}

復制代碼

ID:513258 · 發表于 2020-3-19 17:25

ID:513258 · 發表于 2020-3-22 13:10

【Arduino】168種傳感器模塊系列實驗（資料+代碼+圖形+仿真）
實驗一百五十三：Maixduino AI開發板 k210 RISC-V AI+lOT ESP32視覺聽覺開發套裝
程序之八：I2C測試

/*
【Arduino】168種傳感器模塊系列實驗（資料+代碼+圖形+仿真）
實驗一百五十三：Maixduino AI開發板 k210 RISC-V AI+lOT ESP32視覺聽覺開發套裝
程序之八：I2C測試
*/
#include <Wire.h>
void setup() {
Serial.begin (115200);
// 等待串行端口連接
while (!Serial)
{
}
Serial.println ();
Serial.println ("I2C Testing ...");
byte count = 0;
Wire.begin();
Wire.beginTransmission(0x3C);
Wire.write(0x80);
Wire.write(0xAF);
Wire.endTransmission();
Serial.println ("Done.");
} // 安裝結束
void loop() {}

復制代碼

ID:513258 · 發表于 2020-3-22 13:11

ID:513258 · 發表于 2020-3-22 13:30

【Arduino】168種傳感器模塊系列實驗（資料+代碼+圖形+仿真）
實驗一百五十三：Maixduino AI開發板 k210 RISC-V AI+lOT ESP32視覺聽覺開發套裝
程序之九：I2C設備掃描儀

/*
【Arduino】168種傳感器模塊系列實驗（資料+代碼+圖形+仿真）
實驗一百五十三：Maixduino AI開發板 k210 RISC-V AI+lOT ESP32視覺聽覺開發套裝
程序之九：I2C設備掃描儀
*/
#include <Wire.h>
void setup() {
Serial.begin (115200);
// 等待串行端口連接
while (!Serial)
{
}
Serial.println ();
Serial.println ("I2C scanner. Scanning ...");
byte count = 0;
Wire.begin();
for (byte i = 8; i < 120; i++)
{
Wire.beginTransmission (i);
if (Wire.endTransmission () == 0)
{
Serial.print ("Found address: ");
Serial.print (i, DEC);
Serial.print (" (0x");
Serial.print (i, HEX);
Serial.println (")");
count++;
//delay (1); //也許不需要？
} // 良好反應結束
} // 結束for循環
Serial.println ("Done.");
Serial.print ("Found ");
Serial.print (count, DEC);
Serial.println (" device(s).");
} // 安裝結束
void loop() {}

復制代碼

ID:513258 · 發表于 2020-3-22 13:31

ID:513258 · 發表于 2020-3-23 11:17

Maixduino系列實驗（8）---嘗試PlatformIO IDE開發環境（win10）

ID:513258 · 發表于 2020-3-23 12:14

PlatformIO 是一款超級方便的跨平臺開源物聯網硬件集成開發環境，支持 30 多款平臺，630 多鐘開發板的集成開發。提供跨平臺的代碼構建器、集成開發環境（IDE），兼容 Arduino，ESP8266和mbed等。PIO 還擁有豐富的第三方庫支持，僅需簡單幾步操作就可以輕松配置開發環境。現在Maix系列開發板(包括Maixduino)已經加持了 PIO IDE，可以同時支持 kendryte-standalone-sdk 和 Arduino 下的開發。

ID:513258 · 發表于 2020-3-23 12:25

PlatformIO 安裝

首先需要下載VSCode，打開瀏覽器輸入code.visualstudio(進入到官網),然后進入VSCode的首頁，按照下圖中紅色箭頭指示步驟點擊下載，大家可以根據自己的操作系統進行下載，VSCode支持windows OS等系統。

ID:513258 · 發表于 2020-3-23 12:36

在 vscode 上安裝 platformIO 插件

在搜索欄搜索 platformIO 后點擊下面列表的第一個 platformIO IDE

ID:513258 · 發表于 2020-3-23 12:38

點擊插件界面上的安裝

帳號		自動登錄	找回密碼
密碼			立即注冊

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【Arduino】168種傳感器系列實驗（153）---Maixduino AI開發板