CameraProbe.cpp

#include "CameraProbe.h"

#include <M5Unified.h>

#include "Config.h"

namespace {

constexpr uint32_t kFreq = 100000;  // 走査は遅めにします。取りこぼしを避けるためです

// カメラのレジスタ番地は16ビットです。M5Unifiedの readRegister8() は8ビットの
// 番地しか扱えないので、ここは自分で組み立てます。
//
// 手順は「書き込みで始める → 番地を上位・下位の順に送る → 読み込みへ切り替える
// → 1バイト受け取る → 終わる」です。
bool readReg16(uint8_t address, uint16_t reg, uint8_t *out) {
  auto &i2c = M5.In_I2C;
  if (!i2c.start(address, false, kFreq)) return false;
  uint8_t regBytes[2] = {uint8_t(reg >> 8), uint8_t(reg & 0xFF)};
  if (!i2c.write(regBytes, 2)) {
    i2c.stop();
    return false;
  }
  if (!i2c.restart(address, true, kFreq)) {
    i2c.stop();
    return false;
  }
  bool ok = i2c.read(out, 1, true);
  i2c.stop();
  return ok;
}

// 機種を表す番号を読みます。SC2356（型番SC202CS）は0x3107と0x3108の2バイトです。
bool readSensorId(uint8_t address, uint16_t *outId) {
  uint8_t hi = 0, lo = 0;
  if (!readReg16(address, 0x3107, &hi)) return false;
  if (!readReg16(address, 0x3108, &lo)) return false;
  *outId = uint16_t(hi) << 8 | lo;
  // 全部0や全部1は、応答していないのと同じです。読めたことにしません。
  return *outId != 0x0000 && *outId != 0xFFFF;
}

// 本体内部のI2Cにぶら下がっている機器のアドレスを並べます。
String scanBus() {
  String found;
  int count = 0;
  for (uint8_t addr = 0x08; addr <= 0x77; addr++) {
    if (!M5.In_I2C.scanID(addr, kFreq)) continue;
    char buf[8];
    snprintf(buf, sizeof(buf), "%02X ", addr);
    found += buf;
    count++;
  }
  return String(count) + "台: " + found;
}

// カメラがいそうなアドレスを順に試します。
//
// SCCBのアドレスは機種ごとに決まっていますが、実機で確かめていないので
// 候補を複数当たります。走査で見つかったアドレスに対して総当たりするより、
// 意味のある候補に絞るほうが、他の機器に妙な読み出しを送らずに済みます。
const uint8_t kCandidates[] = {0x36, 0x30, 0x3C, 0x21, 0x60};

bool findCamera(uint8_t *outAddr, uint16_t *outId) {
  for (uint8_t addr : kCandidates) {
    if (!M5.In_I2C.scanID(addr, kFreq)) continue;
    if (!readSensorId(addr, outId)) continue;
    *outAddr = addr;
    return true;
  }
  return false;
}

// リセットを解除します。
//
// カメラのリセットはIOエクスパンダ（PI4IOE5V6408）の6番に繋がっています。
// どちらのエクスパンダかが分かっていないので、両方を順に試します。
//
// 他のビットには触れません。同じエクスパンダには画面のリセットや電源の制御も
// ぶら下がっているので、まとめて書き換えると画面が消えたり電源が切れたりします。
void releaseReset(int expanderIndex) {
  auto &ioexp = M5.getIOExpander(expanderIndex);
  ioexp.setDirection(CAMERA_RESET_IO_PIN, true);       // 出力にする
  ioexp.setHighImpedance(CAMERA_RESET_IO_PIN, false);  // 実際に駆動する
  ioexp.digitalWrite(CAMERA_RESET_IO_PIN, false);      // いったんリセットをかける
  delay(10);
  ioexp.digitalWrite(CAMERA_RESET_IO_PIN, true);       // 解除
  delay(20);                                           // 立ち上がりを待つ
}

}  // namespace

namespace CameraProbe {

String run() {
  String report;
  report += "内部I2Cの走査\n  " + scanBus() + "\n";

  uint8_t addr = 0;
  uint16_t id = 0;

  if (findCamera(&addr, &id)) {
    char buf[80];
    snprintf(buf, sizeof(buf), "カメラを検出: アドレス 0x%02X / 番号 0x%04X\n", addr, id);
    report += buf;
    report += "リセットは既に解除されています";
    Serial.printf("[CAM] %s", report.c_str());
    return report;
  }

  report += "カメラの応答なし。リセットの解除を試します\n";

  for (int i = 0; i < 2; i++) {
    releaseReset(i);
    if (findCamera(&addr, &id)) {
      char buf[100];
      snprintf(buf, sizeof(buf), "カメラを検出: アドレス 0x%02X / 番号 0x%04X\n", addr, id);
      report += buf;
      snprintf(buf, sizeof(buf), "リセットはIOエクスパンダ%d番（0x%02X）のピン%dでした", i,
               0x43 + i, CAMERA_RESET_IO_PIN);
      report += buf;
      Serial.printf("[CAM] %s\n", report.c_str());
      return report;
    }
  }

  report += "どちらのエクスパンダでも検出できませんでした\n";
  report += "供給クロックが必要か、リセットのピンが違う可能性があります";
  Serial.printf("[CAM] %s\n", report.c_str());
  return report;
}

String dumpExposure() {
  uint16_t id = 0;
  if (!readSensorId(CAMERA_SCCB_ADDR, &id)) {
    return "カメラが応答しません";
  }

  // 読むレジスタと、その意味です。番地はEspressifのSC202CS用ドライバの
  // 定義に合わせています（実機のチップIDが同ドライバの値と一致することを
  // 確認済みです）。
  struct Entry {
    uint16_t reg;
    const char *label;
  };
  static const Entry kEntries[] = {
    {0x0100, "動作中"},      {0x3e00, "露出 上位"}, {0x3e01, "露出 中位"},
    {0x3e02, "露出 下位"},   {0x3e06, "ゲイン 微"}, {0x3e07, "ゲイン 粗"},
    {0x3e09, "ゲイン アナログ"},
  };

  String report;
  uint32_t exposure = 0;
  for (const Entry &e : kEntries) {
    uint8_t v = 0;
    bool ok = readReg16(CAMERA_SCCB_ADDR, e.reg, &v);
    char buf[48];
    snprintf(buf, sizeof(buf), "%s(%04X)=%s%02X  ", e.label, e.reg, ok ? "" : "??", ok ? v : 0);
    report += buf;
    if (e.reg == 0x3e00) exposure = uint32_t(v) << 16;
    if (e.reg == 0x3e01) exposure |= uint32_t(v) << 8;
    if (e.reg == 0x3e02) exposure |= v;
  }
  // 露出は3つのレジスタに分かれているので、繋げた値も出します。
  // 明るさとの対応を見るときは、こちらのほうが分かりやすいためです。
  char buf[48];
  snprintf(buf, sizeof(buf), "\n露出をつなげた値: %lu", (unsigned long)exposure);
  report += buf;

  Serial.printf("[CAM] %s\n", report.c_str());
  return report;
}

}  // namespace CameraProbe