ultimo aggiornamento 4 ottobre 2010

JPEG TRIGGER
La scheda JPEG Trigger prodotta dalla Sparkfun (codice  SEN-09334) permette di semplificare l'utilizzo della microtelecamera a colori JPEG con interfaccia UART.
Il firmware del dispositivo crea un file system FAT16/FAT32 su qualsiasi memory card microSD con capacità massima di 4 GB.
Ogni foto scattata viene salvata come un singolo file JPEG 640x480. Per scattare una foto, è necessario mettere a massa uno dei due interrupt esterni (indicati come '0 'e '1' sul PCB), quindi la foto verrà salvata nella microSD card. 
La scheda il cui schema elettrico e visibile sotto , dispone di un processore ATmega328 8-bit con 32K Bytes di memoria programmabile di tipo Flash, dispone di un LED RGB che mostra la corretta esecuzione delle operazioni di inizializzazione e scrittura sulla memoria.

Esempio di foto realizzata con la Camera e registrata su memoria SD

Caratteristiche

• Alimentazione 3,3 V.

• Dimensioni: 55,8 x 27,9 mm.

La descrizione del dispositivo è tratta dal numero 149 Agosto/Settembre 2010
della rivista Elettronica In scritto da Davide Scullino

SCHEMA ELETTRICO

Delle due unità che compongono il nostro dispositivo, diamo dunque uno sguardo al modulo JPEG Trigger, analizzandone lo schema elettrico

il circuito è basato su un microcontrollore ATMega328 dell'Atmel, siglato U1 e funzionante con un clock scandito dall'oscillatore interno che si avvale di un quarzo da 14,7456 MHz; il micro gestisce mediante le proprie linee PBO, PB2, PB3, PB4 e PB5, la micro SD-Card, implementando un bus SPI.  Per l'esattezza, il piedino 15 si comporta da MOSI (Master Output and Slave Input, ovvero è l'uscita dei dati diretti alla card) il 16 è il MISO (Master Input and Slave Output, cioè l'uscita deidati dalla SD) mentre il 17 è il clock della comunicazione. Le stesse linee vengono ripetute sul connettore CN5, a disposizione di eventuali circuiti che necessitino di acquisire i dati sulla cattura dell'immagine in tempo reale.

Processore ATmega328 8-bit Microcontroller with 32K Bytes In-System Programmable Flash
Piedinatura	Datasheet	Foto dell'integrato

Infatti, volendo è possibile collegare alla scheda JPEG Trigger un microcontrollore che provveda a leggere i dati dalla micro SD senza smontarla dal circuito e inserirla in un apposito lettore.
Nello stesso CN5 è prevista una linea di alimentazione a 3,3 V, una di massa ed una linea di reset che agisce sul microcontrollore.
L'ATMega328 interroga la telecamera ed acquisisce da essa i dati sulla cattura JPEG mediante il connettore CN3, il quale fornisce alla JPEG CAMERA anche l'alimentazione a 3,3 V; i comandi di interrogazione e i dati in risposta viaggiano sulle linee PD0 e PD1 del micro, corrispondenti ai canali, rispettivamente, di ricezione e trasmissione.
Le stesse linee sono in comune con il connettore CN4, che è stato montato per interfacciare il dispositivo con un Personal Computer da cui caricare il firmware o eventuali aggiornamenti; il tutto nella piena osservanza della filosofia open - source in cui il sistema si colloca.
La programmazione avviene in-circuit e mediante bootloader precaricato nella flash-memory del microcontrollore: dopo l'accensione, per effettuare l'upload del firmware basta inviare un impulso di reset, ottenibile semplicemente facendo commutare per un istante o a permanenza la linea DTR dell'interfaccia seriale; ciò, tramite la rete C8/R1, applica un impulso a zero logico alla linea PC6 del micro, che il bootloader riconosce come richiesta di inizio della procedura di colloquio per l'acquisizione del firmware.
Proseguendo la carrellata sui connettori troviamo CN1, riservato ad espansioni ed utilizzabile da chi se la sente di aggiungere nuove funzioni alla scheda previo ampliamento delle capacità del firmware.
Più interessante è CN2, vitale perché è il connettore che fisicamente permette di eccitare il circuito, ovvero di impartire il comando di scatto della fotografia alla telecamera JPEG e di memorizzazione in SD-Card del file corrispondente; in esso si trovano due linee, siglate INT0 e INT e collegate agli I/O rispettivamente PD2 e PD3 dell'U1 (ciascuna dotata di resistore di pull-up attivato all'interno del microcontrollore dal firmware) che permettono, portate a livello logico basso, di attivare lo scatto della foto.
Proprio la possibilità di comandare il sistema con un semplice stato logico, ci consente di scattare fotogrammi e memorizzarli al verificarsi di vari eventi e semplicemente comandando il dispositivo con un' uscita a relè o a transistor NPN open-collector (o MOSFET a canale N montato ad open-drain): è sufficiente portare a zero anche per un breve istante una delle due linee o entrambe per dare il comando.
Naturalmente se una linea è già a zero logico, il comando non sortisce alcun effetto, nel senso che se i due ingressi vengono portati a livello basso uno dopo l'altro, lo scatto avviene in corrispondenza dell'arrivo a zero logico della prima in ordine cronologico.
Le linee libere del microcontrollore gestiscono un LED RGB ad anodo comune usato per le segnalazioni; il triplo diodo luminoso ha il seguente comportamento:

• all'avvio, la luce rossa fissa segnala che il file-system della SD-Card non è stato inizializzato, ovvero che la card manca o è guasta.

• la luce rossa lampeggiante indica che non c'è comunicazione seriale con la telecamera JPEG o che i relativi collegamenti sono interrotti

• la luce blu lampeggiante indica che tutto è ok, l'inizializzazione è andata a buon fine e il circuito attende il segnale di trigger sulle linee INT0/INT1

• una luce verde lampeggiante significa che la scheda è in fase di interrogazione della telecamera JPEG e che questa sta procedendo all'acquisizione dell'immagine ed all'invio all'ATMega per la scrittura nella micro SDCard. In quest'ultimo caso, completata l'acquisizione, il led torna a lampeggiare di blu.

Vuol dire che tutto è OK La scheda è in attesa di un trigger.

Se il led lampeggia in Verde  Significa che il trigger JPEG è in procinto di scattare una foto. Dopo aver scattato una foto, dovrebbe tornare a lampeggiare in blu.

Se il LED lampeggia in rosso  Significa che il processore non è in grado di comunicare con la fotocamera. Assicurarsi che sia collegata correttamente.

L'intera scheda JPEG Trigger funziona con una tensione di valore compreso tra 3,7 e 9 Vcc, applicata ai punti + e - BATT; può anche essere alimentata da una semplice batteria ricaricabile al litio (basta un elemento da 3,7 V) o da una pila a secco.  La tensione d'ingresso viene regolata a 3,3 volt dal regolatore U2, che è un MIC5205-3.3 della Micrel

MIC5205 - 150mA Low-Noise LDO Regulator
Piedinatura	Datasheet	Foto dell'integrato

il componente lavora nella sua tipica configurazione e l'EN (piedino di Enable usato per attivare o mettere in standby il regolatore) è collegato fisso a 1 logico (a zero disattiverebbe l'integrato).
La tensione uscente dall'U2 viene filtrata dai condensatori C4 e C5 e va ad alimentare sia la micro SD-Card che le due linee AVCC (ossia linea di alimentazione della sezione analogica) e VCC (alimentazione della sezione digitale) del microcontrollore ATMega.

La memoria SD

La Secure Digital (chiamate più brevemente SD) è il più diffuso formato di schede di memoria, dispositivi elettronici utilizzati per memorizzare in formato digitale grandi quantità di informazioni all'interno di memorie flash
Le "Secure Digital" hanno capacità molto elevate, seconde solo alle CompactFlash; attualmente raggiungono una capacità di 32 GB.
Esistono tre formati: le SD di dimensioni alquanto ridotte (32 x 24 x 2,1 mm), le mini-SD (21,5 x 20 x 1,4 mm), e infine un altro tipo, chiamato inizialmente T-Flash, poi transflash e infine stabilizzatosi in microSD una volta adottato dalla SD Card Association, compatibile con le SD e di dimensioni ancora più contenute (11 x 15 x 1 mm).
Le SD sono molto resistenti agli urti (2000 g, contro i 100-200 g di un comune hard disk). Analogamente alle MultiMediaCard, le SD utilizzano contatti superficiali anziché connettori maschio-femmina, fatto che ne aumenta ulteriormente la robustezza ma le rende poco indicate per applicazioni in ambienti particolarmente gravosi (specie in presenza di vibrazioni). [Fonte wikipedia]