AtomS3R CAMで写真を保存 ～ ATOMIC TFカードリーダーを使う

2025年7月22日

今までにAtomS3R CAMのカメラ映像をPCやスマートフォンで映してみましたが、今回はSDカードに画像として保存する仕組みを作ってみました。これは、トイカメラを作成するプロトタイプとなります。

1.ATOMIC TFカードリーダーを使う

ATOMシリーズでSDカードを使う周辺機器として「ATOMIC TFカードリーダー」があります。これは、ATOMシリーズを本体に格納して使うことができるため、配線の手間が省けて便利な機器です。しかしながら、ATOMシリーズにある本体下部のGPIOを占有してしまうため、空いたGPIOが使えなくなる欠点もあります。

今回はシャッターボタンが必要ですが、GROVEのGPIOを使用することで対応しました。

なお、AtomS3R CAMはATOMIC TFカードリーダーの適応機種とはなっていません。あくまでも自己責任の上、利用することとなります。ご注意ください。

2.ハードウェア構成

AtomS3R CAMとATOMIC TFカードリーダー、バッテリーであるTAILBAT、シャッターボタンのためのプッシュボタン、各種配線を用意しました。

SDカードはSPI接続になり、以下のGPIOを使用します。

SCK  -> GP07
MISO -> GP08
MOSI -> GP06

使わないGPIOもありますが、ATOMIC TFカードリーダーに端子がないために使えなくなります。そのため、シャッターボタンはGROVE端子にあるGP01を使います。唯一、GP02が空いていますが、これだけでは背面液晶を用意することができません。

3.プログラム

既にJPEG画像の取得までプログラムを作っているので、画像をSDカードへ保存するロジックを追加すれば良いです。また、シャッターボタンを処理するロジックを追加します。

プログラムは、公式で提供しているAtomS3R CAMとATOMIC TFカードリーダーのサンプルを参考にさせて頂いています。

以下、今回のプログラムです。

#include "camera_pins.h"
#include "esp_camera.h"

#include <SPI.h>
#include "FS.h"
#include "SD.h"

#define SCK  7
#define MISO 8
#define MOSI 6

#define SHUTTER 1 // GROVE GPIO 1番

camera_fb_t* fb    = NULL;
uint8_t* out_jpg   = NULL;
size_t out_jpg_len = 0;

static camera_config_t camera_config = {
    .pin_pwdn     = PWDN_GPIO_NUM,
    .pin_reset    = RESET_GPIO_NUM,
    .pin_xclk     = XCLK_GPIO_NUM,
    .pin_sscb_sda = SIOD_GPIO_NUM,
    .pin_sscb_scl = SIOC_GPIO_NUM,
    .pin_d7       = Y9_GPIO_NUM,
    .pin_d6       = Y8_GPIO_NUM,
    .pin_d5       = Y7_GPIO_NUM,
    .pin_d4       = Y6_GPIO_NUM,
    .pin_d3       = Y5_GPIO_NUM,
    .pin_d2       = Y4_GPIO_NUM,
    .pin_d1       = Y3_GPIO_NUM,
    .pin_d0       = Y2_GPIO_NUM,

    .pin_vsync = VSYNC_GPIO_NUM,
    .pin_href  = HREF_GPIO_NUM,
    .pin_pclk  = PCLK_GPIO_NUM,

    .xclk_freq_hz = 20000000,
    .ledc_timer   = LEDC_TIMER_0,
    .ledc_channel = LEDC_CHANNEL_0,

    .pixel_format  = PIXFORMAT_RGB565,
    .frame_size    = FRAMESIZE_QVGA,
    .jpeg_quality  = 0,
    .fb_count      = 2,
    .fb_location   = CAMERA_FB_IN_PSRAM,
    .grab_mode     = CAMERA_GRAB_LATEST,
    .sccb_i2c_port = 0,
};

void setup() {
  // put your setup code here, to run once:
    Serial.begin(115200);

    pinMode(POWER_GPIO_NUM, OUTPUT);
    digitalWrite(POWER_GPIO_NUM, LOW);

    delay(500);
    esp_err_t err = esp_camera_init(&camera_config);
    if (err != ESP_OK) {
        Serial.println("カメラの初期化に失敗しました");
        delay(1000);
        esp_restart();
    } else {
        Serial.println("カメラの初期化に成功しました");
    }

  // 画像反転
//    sensor_t *s = esp_camera_sensor_get();
//    s->set_vflip(s, 0);
  
    delay(100);

    pinMode(SHUTTER, INPUT_PULLUP);  // シャッター プルアップ

    SPI.begin(SCK, MISO, MOSI, -1);
    if(!SD.begin()){
        Serial.println("カードが入っていません");
        return;
    }

}

void saveImageToSD(camera_fb_t *fb) {
    if (!fb) {
        Serial.println("画像の取得に失敗しました");
        return;
    }

    String path = "/image_" + String(millis()) + ".jpg";
    Serial.println(path);

    File file = SD.open(path, FILE_WRITE);
    if(!file){
        Serial.println("画像ファイルのオープンに失敗しました");
        return;
    }

    file.write(out_jpg, out_jpg_len);
    file.close();
    Serial.println("画像を保存しました: " + path);

}

void loop() {
  // put your main code here, to run repeatedly:
 
  int btn = digitalRead(SHUTTER);

  if (btn == LOW) {
    // シャッターが押された
    //
    fb = esp_camera_fb_get();
    if (fb) {
        frame2jpg(fb, 255, &out_jpg, &out_jpg_len);
        Serial.printf("pic size: %d\n", out_jpg_len);

        saveImageToSD(fb);
        esp_camera_fb_return(fb);

    }
  }

  // 終了処理がないので、追加してください        

  delay(250);  // 0.25秒ごとに更新    

}

4.トイカメラにするには

今回、筐体に組み込んでみようと思ったのですが、丁度良い筐体がなくて断念しています。やっぱり、3Dプリンタが必要ですね。欲しいけれど運用する資金が厳しいので、購入していません。

また、背面モニタが欲しいですが、空きのGPIOが足りないため難しいです。解決するには、ATOMIC TFカードリーダーにAtomS3R CAMを直接接続しないで、空きのGPIOを有効活用するようにすればできると思います。I2CのSD1306ドライバを使うOLEDであれば、白黒ですが実現できそうです。

5.自作カメラを作ってみよう

今回は30万画素のAtomS3R CAMを使いましたが、AtomS3R M12カメラキットなら300万画素ですから、そこそこきれいな写真が撮れると思います。でも、オートフォーカスは欲しいかな。のっぺりした写真は好みではないので。

それと、やっぱり3Dプリンターが欲しいです。AtomS3R CAMを使ったトイカメラを公開している方もいらっしゃるので、それを使うとちょっとしたトイカメラになります。何とか3Dプリンターの資金集めをしなければなりませんね。

みなさんも、自作のトイカメラを作ってみてはいかがでしょうか。