３６０度カメラを自作しようとして、１８０度という顛末に (3 of 4)

 

前回からの続きです。

複数のカメラを繋ぐと上手くいかない

I2C通信に問題があることが判明しました。次は、それがデモプログラムの組み方の問題なのか、もっとハードウェア寄りの問題なのかを見極める必要があります。

そこで、Edison上のLinuxに同梱されている、i2c-toolsというI2C通信用コマンドセットを使って、現象の再現を試みました。再現しないならデモプログラムの問題で、再現するならハードの問題という事になります。

まず、i2cdetectコマンドを使って、接続されているI2C機器（今回の場合はカメラモジュール）のアドレスを取得できるか確認しました。1台のカメラを接続した状態であれば100%取得できます。（”30″というのが、ArduCAMのアドレスです）

２台繋ぐと少し取得の成功率が下がり、３台を超えると全く取得できなくなりました。

i2cdumpコマンドによるパラメーターの読み出しも試みましたが、同じ傾向が見られます。

EdisonのI2CバスにArduCAMを複数台繋げると、通信障害が起きるようです。結局、ハードの問題でした。（プログラムの問題なら対処も簡単だったのに・・・現実は厳しい）

とはいえ、手元のArduCAMカメラモジュールがJPEG画像を出力したところを一度も見たことがない自分としては、そもそも初期不良なのでは？という不安も払拭しきれません。

Arduino UNO なら問題なし

そこで、初期不良かどうかはっきりさせる為に、Arduino UNOも購入することにしました。

現品の到着後、早速、Edison for ArduinoをArduino UNOに差し替えてリトライしました。１台でも複数台でも、ちゃんと動きます。これで、初期不良ではないことがはっきりしました。

余談ですが、実はArduino UNO上で動かす時に、少々ハマりました。Arduino UNOは、Edisonと違ってメモリ領域の制限が厳しい為、デバッグ用にSerial.print(“xxx”)を挟みすぎると、文字列定数(“xxx”の部分)が貴重なメモリ領域を圧迫してしまいます。これが一定量を超えると、変数の読み書きが正しく行えず、プログラムの挙動が不安定になります。（本家サイトにも注意書きがありました）

結局、１台だけでも上手く行かない

この自作カメラは、１本のI2Cバス上に、同じI2Cアドレスを持つArduCAMカメラモジュールを複数台繋げる構成になっています。普通は、複数の機器を同一バスに繋ぐのであれば、それぞれが異なるアドレスを持つべきです。しかし、開発者本人は、「確かに良い設計とは言えない。でも、動くよ。」という見解のようです。実際、Arduino UNOで動くことは私も確認しました。でも、EdisonのI2Cバスにはその力技が通用しないという事なのかもしれません。

そこで、一旦複数台のカメラを繋ぐ事は先送りして、１台だけつないだ状態で動かしてみる事にしました。１台のみであれば、I2C通信に問題がないことは前述のi2c-toolsで確認済みです。

ところが・・・デモプログラムは動きません。

デモプログラムを動かす為には数十個のパラメーターを設定する必要があるのですが、ある特定のパラメーターに書き込みすると、それ以降、どのパラメーター書き込みもエラーになるのです。しかも、動作電圧(3.3V / 5V)によって、エラーの引き金となるパラメーターが異なります。加えて、3.3Vなら、同じパラメーター書き込みを何度も繰り返しているうちにいずれ成功するのですが、5Vだと、どれだけリトライしても失敗し続けます。

もはや説明がつきません。EdisonとArducamは相性が悪いのでしょうか？

デジアナを買って、原因を追求

それでも、ここまで来たら諦めきれません。I2C通信の波形を見れば、何かヒントが得られるかも知れないと思い、Analog Discovery 2 というデジタルアナライザを購入しました。（今回の自作は、結構な額を出費しています（泣））

早速、波形を観測してみました。

I2C通信のプロトコルシーケンス自体に問題はなく、Arducamがエラー応答（NAK）を返しているように見えます。

ちなみに、書き込みに成功した場合は以下のシーケンスになります。

残念ながら、カメラセンサーの内部構造を知らない私には、NAKを返す原因を調べる術がありません。

通信速度を落としてみるも効果なし

実は、デジアナであれこれ調べている時に、NAKとは別にもう１つ気になる点がありました。EdisonとArduino UNOの波形が少し違うのです。

Arduinoと比べると、Edisonの方はクロックのHI電圧が上がりきっていないように見えます。これが問題の原因とは考えにくいものの、他にやれることも見当たらないので、ここに対策を打ちます。

いろいろ調べた結果、Arduino UNOは100kHzのスタンダードモードがデフォルト設定で、一方のEdisonは400kHzのファーストモードがデフォルト設定だと知りました。

そこで、Edisonをスタンダードモードに落とした状態で、再度波形を観測してみます。

理想的な波形になりました。なったのですが・・・やはり、NAKを返す問題は解消されませんでした。

もう、打てる手がありません。