ESP32-S3-WROOM CAMボード【Freenove FNK0085】を試してみました【Arduino使用】

#include "esp_camera.h"
#include "SD_MMC.h"
#include <LovyanGFX.hpp>

// Pin definition for CAMERA_MODEL_ESP32S3_EYE
#define PWDN_GPIO_NUM -1
#define RESET_GPIO_NUM -1
#define XCLK_GPIO_NUM 15
#define SIOD_GPIO_NUM 4
#define SIOC_GPIO_NUM 5

#define Y2_GPIO_NUM 11
#define Y3_GPIO_NUM 9
#define Y4_GPIO_NUM 8
#define Y5_GPIO_NUM 10
#define Y6_GPIO_NUM 12
#define Y7_GPIO_NUM 18
#define Y8_GPIO_NUM 17
#define Y9_GPIO_NUM 16

#define VSYNC_GPIO_NUM 6
#define HREF_GPIO_NUM 7
#define PCLK_GPIO_NUM 13

// Pin definition for SD MMC
#define SD_MMC_CMD 38  //Please do not modify it.
#define SD_MMC_CLK 39  //Please do not modify it.
#define SD_MMC_D0 40   //Please do not modify it.

// Pin definition for LCD
#define LCD_SCLK 41
#define LCD_MOSI 42
#define LCD_MISO -1
#define LCD_DC 3    // Data Command control pin
#define LCD_CS 1    // Chip select control pin
#define LCD_RST 46  // Reset pin

// カメラ画像の更新間隔 (ミリ秒で指定) 500ミリ秒間隔
#define UPDATE_INTERVAL (500u)

// Switch
#define SWITCH 47

// Shutter button
#define SHUTTER_BUTTON 21

int32_t lcd_width;
int32_t lcd_height;

// LCD表示画像の倍率
float zoom;

// カメラ画像フレームバッファ
camera_fb_t* fb;

// シャッター
volatile bool shutter = false;

class LGFX : public lgfx::LGFX_Device {
  lgfx::Panel_ST7735S _panel_instance;
  lgfx::Bus_SPI _bus_instance;
public:
  LGFX(void) {
    {
      auto cfg = _bus_instance.config();

      cfg.spi_host = SPI3_HOST;           // 使用するSPIを選択  ESP32-S2,C3 : SPI2_HOST or SPI3_HOST / ESP32 : VSPI_HOST or HSPI_HOST
      cfg.spi_mode = 0;                   // SPI通信モードを設定 (0 ~ 3)
      cfg.freq_write = 40000000;          // 送信時のSPIクロック (最大80MHz, 80MHzを整数で割った値に丸められます)
      cfg.dma_channel = SPI_DMA_CH_AUTO;  // 使用するDMAチャンネルを設定 (0=DMA不使用 / 1=1ch / 2=ch / SPI_DMA_CH_AUTO=自動設定)
      cfg.pin_sclk = LCD_SCLK;            // SPIのSCLKピン番号を設定
      cfg.pin_mosi = LCD_MOSI;            // SPIのMOSIピン番号を設定
      cfg.pin_miso = LCD_MISO;            // SPIのMISOピン番号を設定 (-1 = disable)
      cfg.pin_dc = LCD_DC;                // SPIのD/Cピン番号を設定  (-1 = disable)

      _bus_instance.config(cfg);               // 設定値をバスに反映します。
      _panel_instance.setBus(&_bus_instance);  // バスをパネルにセットします。
    }

    {                                       // 表示パネル制御の設定を行います。
      auto cfg = _panel_instance.config();  // 表示パネル設定用の構造体を取得します。

      cfg.pin_cs = LCD_CS;    // CSが接続されているピン番号   (-1 = disable)
      cfg.pin_rst = LCD_RST;  // RSTが接続されているピン番号  (-1 = disable)
      cfg.pin_busy = -1;      // BUSYが接続されているピン番号 (-1 = disable)

      cfg.panel_width = 128;   // 実際に表示可能な幅
      cfg.panel_height = 128;  // 実際に表示可能な高さ
      cfg.offset_x = 2;        // パネルのX方向オフセット量
      cfg.offset_y = 1;        // パネルのY方向オフセット量

      _panel_instance.config(cfg);
    }
    setPanel(&_panel_instance);  // 使用するパネルをセットします。
  }
};


static LGFX lcd;
static LGFX_Sprite picture(&lcd);

void cameraInit(void) {
  camera_config_t config;
  config.ledc_channel = LEDC_CHANNEL_0;
  config.ledc_timer = LEDC_TIMER_0;
  config.pin_d0 = Y2_GPIO_NUM;
  config.pin_d1 = Y3_GPIO_NUM;
  config.pin_d2 = Y4_GPIO_NUM;
  config.pin_d3 = Y5_GPIO_NUM;
  config.pin_d4 = Y6_GPIO_NUM;
  config.pin_d5 = Y7_GPIO_NUM;
  config.pin_d6 = Y8_GPIO_NUM;
  config.pin_d7 = Y9_GPIO_NUM;
  config.pin_xclk = XCLK_GPIO_NUM;
  config.pin_pclk = PCLK_GPIO_NUM;
  config.pin_vsync = VSYNC_GPIO_NUM;
  config.pin_href = HREF_GPIO_NUM;
  config.pin_sscb_sda = SIOD_GPIO_NUM;
  config.pin_sscb_scl = SIOC_GPIO_NUM;
  config.pin_pwdn = PWDN_GPIO_NUM;
  config.pin_reset = RESET_GPIO_NUM;
  config.xclk_freq_hz = 20000000;
  config.frame_size = FRAMESIZE_UXGA;
  config.pixel_format = PIXFORMAT_JPEG;  // for streaming
  config.grab_mode = CAMERA_GRAB_WHEN_EMPTY;
  config.fb_location = CAMERA_FB_IN_PSRAM;
  config.jpeg_quality = 12;
  config.fb_count = 1;

  // if PSRAM IC present, init with UXGA resolution and higher JPEG quality
  // for larger pre-allocated frame buffer.
  if (psramFound()) {
    config.jpeg_quality = 10;
    config.fb_count = 2;
    config.grab_mode = CAMERA_GRAB_LATEST;
  } else {
    // Limit the frame size when PSRAM is not available
    config.frame_size = FRAMESIZE_SVGA;
    config.fb_location = CAMERA_FB_IN_DRAM;
  }

  // camera init
  esp_err_t err = esp_camera_init(&config);
  if (err != ESP_OK) {
    Serial.printf("Camera init failed with error 0x%x", err);
    return;
  }

  sensor_t* s = esp_camera_sensor_get();
  // initial sensors are flipped vertically and colors are a bit saturated
  s->set_vflip(s, 0);       // flip it back
  s->set_brightness(s, 1);  // up the brightness just a bit
  s->set_saturation(s, 0);  // lower the saturation
}

void sdmmcInit(void) {
  SD_MMC.setPins(SD_MMC_CLK, SD_MMC_CMD, SD_MMC_D0);
  if (!SD_MMC.begin("/sdcard", true, true, SDMMC_FREQ_DEFAULT, 5)) {
    Serial.println("Card Mount Failed");
    return;
  }
  uint8_t cardType = SD_MMC.cardType();
  if (cardType == CARD_NONE) {
    Serial.println("No SD_MMC card attached");
    return;
  }
  Serial.print("SD_MMC Card Type: ");
  if (cardType == CARD_MMC) {
    Serial.println("MMC");
  } else if (cardType == CARD_SD) {
    Serial.println("SDSC");
  } else if (cardType == CARD_SDHC) {
    Serial.println("SDHC");
  } else {
    Serial.println("UNKNOWN");
  }
  uint64_t cardSize = SD_MMC.cardSize() / (1024 * 1024);
  Serial.printf("SD_MMC Card Size: %lluMB\n", cardSize);
  Serial.printf("Total space: %lluMB\r\n", SD_MMC.totalBytes() / (1024 * 1024));
  Serial.printf("Used space: %lluMB\r\n", SD_MMC.usedBytes() / (1024 * 1024));
}

void createDir(fs::FS& fs, const char* path) {
  Serial.printf("Creating Dir: %s\n", path);
  if (fs.mkdir(path)) {
    Serial.println("Dir created");
  } else {
    Serial.println("mkdir failed");
  }
}

int readFileNum(fs::FS& fs, const char* dirname) {
  File root = fs.open(dirname);
  if (!root) {
    Serial.println("Failed to open directory");
    return -1;
  }
  if (!root.isDirectory()) {
    Serial.println("Not a directory");
    return -1;
  }

  File file = root.openNextFile();
  int num = 0;
  while (file) {
    file = root.openNextFile();
    num++;
  }
  return num;
}

void writejpg(fs::FS& fs, const char* path, const uint8_t* buf, size_t size) {
  File file = fs.open(path, FILE_WRITE);
  if (!file) {
    Serial.println("Failed to open file for writing");
    return;
  }
  file.write(buf, size);
  Serial.printf("Saved file to path: %s\r\n", path);
}

void shutterTask(void* arg) {
  for (;;) {
    if (!shutter && digitalRead(SHUTTER_BUTTON) == HIGH) {
      shutter = true;
    }
    yield();
  }
}

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  // デバッグ用
  // Serial.setDebugOutput(true);
  // Serial.println();

  // LCD ON/OFFスイッチ
  pinMode(SWITCH, INPUT);
  // シャッターボタン
  pinMode(SHUTTER_BUTTON, INPUT_PULLDOWN);

  // LCD初期化
  lcd.init();
  lcd.setRotation(1);
  lcd.setColorDepth(16);
  lcd.clear(TFT_BLACK);

  lcd_width = lcd.width();
  lcd_height = lcd.height();

  // LCD画像用スプライト
  picture.setColorDepth(16);
  picture.createSprite(lcd_width, lcd_height);

  // カメラ初期化
  cameraInit();
  // カメラ画像の横幅を取得
  fb = esp_camera_fb_get();
  if (!fb) {
    Serial.println("Camera capture failed");
    // カメラ画像が取得できない場合は停止
    for (;;)
      yield();
  }
  // LCD画像の倍率をセット
  zoom = lcd_width / (float)fb->width;
  // フレームバッファ解放
  esp_camera_fb_return(fb);

  // SDカード初期化
  sdmmcInit();
  createDir(SD_MMC, "/camera");

  //Start Shutter tasks
  xTaskCreateUniversal(shutterTask, "shutterTask", 8192, NULL, 1, NULL, CONFIG_ARDUINO_RUNNING_CORE);
}

void loop() {
  static auto last = millis();
  static bool cleared = true;

  // スイッチONでLCD表示
  if (digitalRead(SWITCH) == HIGH) {
    auto now = millis();
    if (now - last > UPDATE_INTERVAL) {
      if (cleared) {
        cleared = false;
      }

      // フレームバッファ解放
      esp_camera_fb_return(fb);

      // カメラのフレームを取得
      fb = esp_camera_fb_get();
      if (!fb) {
        Serial.println("Camera capture failed");
        // カメラ画像が取得できない場合は停止
        for (;;)
          yield();
      }
      Serial.println("Taking picture..");

      picture.drawJpg(fb->buf, fb->len, 0, 0, lcd_width, lcd_height, 0, 0, zoom);
      picture.pushSprite(0, 0);

      last = now;
    }
    if (shutter) {
      while (digitalRead(SHUTTER_BUTTON) == HIGH) yield();
      if (fb != NULL) {
        int photo_index = readFileNum(SD_MMC, "/camera");
        if (photo_index != -1) {
          lcd.clear(TFT_DARKGREY);
          Serial.println("camera shutter");

          String path = "/camera/" + String(photo_index) + ".jpg";
          // 画像保存
          writejpg(SD_MMC, path.c_str(), fb->buf, fb->len);
          // LCDの画像を元に戻す
          picture.pushSprite(0, 0);
          shutter = false;
        }
      }
    }
  } else if (digitalRead(SWITCH) == LOW && !cleared) {
    lcd.clear(TFT_BLACK);
    cleared = true;
  }
}

      cfg.offset_x = 2;        // パネルのX方向オフセット量
      cfg.offset_y = 1;        // パネルのY方向オフセット量

class LGFX : public lgfx::LGFX_Device {
  lgfx::Panel_ST7735S _panel_instance;
  lgfx::Bus_SPI _bus_instance;
public:
  LGFX(void) {
    {
      auto cfg = _bus_instance.config();

      cfg.spi_host = SPI3_HOST;           // 使用するSPIを選択  ESP32-S2,C3 : SPI2_HOST or SPI3_HOST / ESP32 : VSPI_HOST or HSPI_HOST
      cfg.spi_mode = 0;                   // SPI通信モードを設定 (0 ~ 3)
      cfg.freq_write = 40000000;          // 送信時のSPIクロック (最大80MHz, 80MHzを整数で割った値に丸められます)
      cfg.dma_channel = SPI_DMA_CH_AUTO;  // 使用するDMAチャンネルを設定 (0=DMA不使用 / 1=1ch / 2=ch / SPI_DMA_CH_AUTO=自動設定)
      cfg.pin_sclk = LCD_SCLK;            // SPIのSCLKピン番号を設定
      cfg.pin_mosi = LCD_MOSI;            // SPIのMOSIピン番号を設定
      cfg.pin_miso = LCD_MISO;            // SPIのMISOピン番号を設定 (-1 = disable)
      cfg.pin_dc = LCD_DC;                // SPIのD/Cピン番号を設定  (-1 = disable)

      _bus_instance.config(cfg);               // 設定値をバスに反映します。
      _panel_instance.setBus(&_bus_instance);  // バスをパネルにセットします。
    }

    {                                       // 表示パネル制御の設定を行います。
      auto cfg = _panel_instance.config();  // 表示パネル設定用の構造体を取得します。

      cfg.pin_cs = LCD_CS;    // CSが接続されているピン番号   (-1 = disable)
      cfg.pin_rst = LCD_RST;  // RSTが接続されているピン番号  (-1 = disable)
      cfg.pin_busy = -1;      // BUSYが接続されているピン番号 (-1 = disable)

      cfg.panel_width = 128;   // 実際に表示可能な幅
      cfg.panel_height = 160;  // 実際に表示可能な高さ
      cfg.rgb_order = true;  // パネルの赤と青が入れ替わってしまう場合 trueに設定

      _panel_instance.config(cfg);
    }
    setPanel(&_panel_instance);  // 使用するパネルをセットします。
  }
};

class LGFX : public lgfx::LGFX_Device {
  lgfx::Panel_ILI9341 _panel_instance;
  lgfx::Bus_SPI _bus_instance;
public:
  LGFX(void) {
    {
      auto cfg = _bus_instance.config();

      cfg.spi_host = SPI3_HOST;           // 使用するSPIを選択  ESP32-S2,C3 : SPI2_HOST or SPI3_HOST / ESP32 : VSPI_HOST or HSPI_HOST
      cfg.spi_mode = 0;                   // SPI通信モードを設定 (0 ~ 3)
      cfg.freq_write = 40000000;          // 送信時のSPIクロック (最大80MHz, 80MHzを整数で割った値に丸められます)
      cfg.dma_channel = SPI_DMA_CH_AUTO;  // 使用するDMAチャンネルを設定 (0=DMA不使用 / 1=1ch / 2=ch / SPI_DMA_CH_AUTO=自動設定)
      cfg.pin_sclk = LCD_SCLK;            // SPIのSCLKピン番号を設定
      cfg.pin_mosi = LCD_MOSI;            // SPIのMOSIピン番号を設定
      cfg.pin_miso = LCD_MISO;            // SPIのMISOピン番号を設定 (-1 = disable)
      cfg.pin_dc = LCD_DC;                // SPIのD/Cピン番号を設定  (-1 = disable)

      _bus_instance.config(cfg);               // 設定値をバスに反映します。
      _panel_instance.setBus(&_bus_instance);  // バスをパネルにセットします。
    }

    {                                       // 表示パネル制御の設定を行います。
      auto cfg = _panel_instance.config();  // 表示パネル設定用の構造体を取得します。

      cfg.pin_cs = LCD_CS;    // CSが接続されているピン番号   (-1 = disable)
      cfg.pin_rst = LCD_RST;  // RSTが接続されているピン番号  (-1 = disable)
      cfg.pin_busy = -1;      // BUSYが接続されているピン番号 (-1 = disable)

      _panel_instance.config(cfg);
    }
    setPanel(&_panel_instance);  // 使用するパネルをセットします。
  }
};