คู่มือที่ครอบคลุมสำหรับเซ็นเซอร์ CMOS ที่รองรับโดย Raspberry Pi 5

ในฐานะรุ่นเรือธงของตระกูล Raspberry Pi Raspberry Pi 5 (ตัวย่อว่า Pi 5) ได้รับการอัปเกรดความสามารถในการรับภาพอย่างมีนัยสำคัญ อินเทอร์เฟซ MIPI CSI-2 คู่และเฟรมเวิร์กไดรเวอร์ที่ได้รับการปรับปรุงให้รองรับเซ็นเซอร์ภาพ CMOS หลักที่หลากหลาย ครอบคลุมสถานการณ์ที่หลากหลายตั้งแต่การสร้างภาพขั้นพื้นฐานไปจนถึงการประมวลผล AI Edge และการถ่ายภาพความเร็วสูง จากมุมมองทางวิทยาศาสตร์ที่ได้รับความนิยม บทความนี้จะแยกแยะประเภท คุณสมบัติหลัก และทิศทางการใช้งานของเซ็นเซอร์ CMOS ที่ Pi 5 รองรับอย่างเป็นระบบ โดยเป็นข้อมูลอ้างอิงสำหรับนักพัฒนาและผู้ที่ชื่นชอบ

I. รากฐานฮาร์ดแวร์: แกนหลักของการปรับตัวเซ็นเซอร์สำหรับ Pi 5

เหตุผลที่ Pi 5 สามารถใช้งานร่วมกับเซ็นเซอร์ CMOS หลายตัวได้นั้นอยู่ที่อินเทอร์เฟซฮาร์ดแวร์ที่ได้รับการอัพเกรดและระบบนิเวศของซอฟต์แวร์:

• พร้อมด้วยอินเทอร์เฟซ MIPI CSI-2 22 พินคู่(CAM0 และ CAM1) รองรับการเชื่อมต่อกล้องสองตัวพร้อมกัน เมื่อเปรียบเทียบกับอินเทอร์เฟซแบบ 15- พินก่อนหน้านี้ จะปรับปรุงแบนด์วิดท์การรับส่งข้อมูล ตอบสนองความต้องการความละเอียดสูง- และการส่งภาพที่มีอัตราเฟรมสูง-
• อินเทอร์เฟซมีเอาต์พุตกำลังไฟคู่ที่ 3.3V และ 1.8V ซึ่งปรับให้เข้ากับเซนเซอร์ CMOS ที่มีข้อกำหนดการใช้พลังงานที่แตกต่างกัน และเข้ากันได้กับกล้องอินเทอร์เฟซ 15 พินรุ่นเก่าผ่านอะแดปเตอร์
• ยอมรับเฟรมเวิร์กไดรเวอร์ libCamera(ซึ่งจะค่อยๆ เปลี่ยนไปใช้เครื่องมือซีรีส์ rpicam) รองรับเซ็นเซอร์กระแสหลักส่วนใหญ่โดยกำเนิด โดยไม่มีการพัฒนาไดรเวอร์พื้นฐานที่ซับซ้อน

ครั้งที่สอง เซ็นเซอร์ CMOS ที่รองรับอย่างเป็นทางการ

โมดูลกล้องที่ Raspberry Pi เปิดตัวอย่างเป็นทางการนั้นมาพร้อมกับเซ็นเซอร์ CMOS ที่ผ่านการทดสอบความเข้ากันได้อย่างเข้มงวด ทำให้เป็นการกำหนดค่าที่ต้องการสำหรับ Pi 5 พารามิเตอร์เฉพาะมีดังนี้:

ที่สาม เซ็นเซอร์ CMOS ที่เข้ากันได้กับบริษัทภายนอกกระแสหลัก-

ด้วยความเปิดกว้างของเฟรมเวิร์กไดรเวอร์ libCamera Pi 5 จึงสามารถเข้ากันได้กับเซ็นเซอร์ CMOS อินเทอร์เฟซ MIPI CSI-2 ของบริษัทอื่น-ที่หลากหลาย ซึ่งจะช่วยขยายสถานการณ์การใช้งานของแอปพลิเคชันเพิ่มเติม:

IV. คำแนะนำการใช้งานและการเลือกคีย์

1. การปรับระบบและไดร์เวอร์: ขอแนะนำให้ใช้ Raspberry Pi OS (64-บิต) เพื่อความเข้ากันได้เต็มรูปแบบ เซ็นเซอร์ AI เช่น IMX500 ไม่รองรับระบบ Ubuntu ชั่วคราว เซ็นเซอร์ของบริษัทอื่น เช่น IMX519 จำเป็นต้องติดตั้งไดรเวอร์เพิ่มเติมจากผู้ผลิต
2. การกำหนดค่ากล้องคู่-: เมื่อใช้เซ็นเซอร์สองตัวพร้อมกัน คุณจะต้องเพิ่มการกำหนดค่าแผนผังอุปกรณ์ใน /boot/config.txt โดยระบุรุ่นเซ็นเซอร์ที่สอดคล้องกับอินเทอร์เฟซ CAM0 และ CAM1
3. สถานการณ์-การเลือกตาม: เลือก IMX708 สำหรับการใช้งานรายวัน, IMX477 สำหรับคุณภาพของภาพระดับมืออาชีพ, IMX296 สำหรับสถานการณ์ความเร็วสูง-, IMX500 สำหรับการอนุมาน AI และ IMX219 หรือเซ็นเซอร์บุคคลที่สามที่เข้ากันได้-สำหรับโครงการที่มีต้นทุนต่ำ-
4. หมายเหตุ: เซ็นเซอร์ความละเอียดสูง- (เช่น IMX477) ต้องการแหล่งจ่ายไฟที่เสถียร เซ็นเซอร์อินเทอร์เฟซ 15 พินรุ่นเก่าจำเป็นต้องเชื่อมต่อผ่านอะแดปเตอร์ และควรให้ความสนใจกับการจัดตำแหน่งพินเพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้อุปกรณ์เสียหาย

V. สรุป

ด้วยการอัปเกรดอินเทอร์เฟซฮาร์ดแวร์และการเพิ่มประสิทธิภาพระบบนิเวศของซอฟต์แวร์ Raspberry Pi 5 ได้สร้างระบบความเข้ากันได้ของเซ็นเซอร์ CMOS ซึ่งครอบคลุม "การถ่ายภาพขั้นพื้นฐาน-คุณภาพของภาพระดับมืออาชีพ-การเร่ง AI-การถ่ายภาพความเร็วสูง-" ไม่เพียงแต่สนับสนุนโมเดลที่มีความเสถียรซึ่งได้รับการตรวจสอบอย่างเข้มงวดโดยเจ้าหน้าที่อย่างเป็นทางการ แต่ยังมีพื้นที่ในการปรับเปลี่ยนที่ยืดหยุ่นสำหรับเซ็นเซอร์ของบริษัทอื่น- ซึ่งตอบสนองความต้องการที่หลากหลายตั้งแต่โครงการระดับเริ่มต้น-ไปจนถึงการพัฒนาทางวิชาชีพ ด้วยการอัพเดตเฟิร์มแวร์และไดรเวอร์อย่างต่อเนื่อง รายการเซ็นเซอร์ที่รองรับ Pi 5 จะถูกขยายเพิ่มเติม ขอแนะนำให้นักพัฒนาอัปเดตระบบเป็นประจำเพื่อรับการสนับสนุนความเข้ากันได้ล่าสุด