Atmega328 и MAX7456. OSD модули для разработки

В данном материале расскажем о микросхеме MAX7456 которая умеет накладывать на входящий видеосигнал различную текстовую и графическую информацию в черно-белом виде, что называется OSD - On Screen Display. На выходе вы получаете исходный видеосигнал уже с необходимыми вам символами. С помощью данной микросхемы можно создать настоящее меню для выполнения различных настроек.

Подобные микросхемы получили широкое распространение среди пилотов беспилотников. Для удаленных полетов на беспилотнике имеется камера которая смотрит вперед, на основании ее пилот и ориентируется "куда лететь". А уже с помощью модулей построенной на микросхеме можно на это видео наложить различную информацию, которая очень важна во время полета.

Это может быть напряжение аккумулятора, потребляемая мощность, остаток емкости, текущие координаты, текущее направление полета по компасу, текущая высота, уровень положение относительно горизонта, скорость определенная по GPS и многое другое.

Так же микросхема MAX7456 встроена в большинство камер видеонаблюдения, чтобы иметь возможность произвести различные настройки непосредственно в самой видеокамере.

По сути, микросхема MAX7456 является генератором видеосигнала. А вот что показывать, ей уже должен сказать микроконтроллер. Мы выбрали для данных целей микроконтроллер Atmega328.

Оказывается, большинство вариантов модулей OSD на Aliexpress выполнены с использованием микроконтроллера который установлен в Arduino Nano или UNO.

Мы решили разработать несколько вариантов модулей с данным функционалом:
1. DevBoard Arduino Nano. Модуль для разработки и тестирования ПО с использованием Arduino Nano которая должна монтироваться на плату.
2. DevBoard Arduino UNO. Все тоже самое что и в первом варианте, но только плата будет вставляться в Arduino UNO сверху.
3. FPV OSD модуль. Это полный аналог модуля minimOSD. Оказывается, дешевле заказать много плат и отдельно на том же Али заказать компоненты для сборки чем покупать готовые модули)

DevBoard Arduino Nano

Разрабатываемая плата модуля разработки должна иметь в себе разъемы подключения Arduino Nano, тюльпаны для подключения видеосигнала, светодиоды индикации и место под другие модули и компоненты.

Разъемы для подключение видеосигнала я выбрал под партномерами производителя Switchcraft PJRAN1X1U04X (желтый) для видеовхода и PJRAN1X1U02X для видеовыхода.

Так же были добавлены различные точки подключения к портам ввода/вывода микроконтроллера Atmega328.

Итоговая схема и печатная плата получились следующие:

Не смогу найти готовую модель разъемов-тюльпанов. Поэтому получились такие черные фигурки.
Можно увидеть какие получились контактные площадки с подписанными портами к которым они подключены. Так же имеются свободные контакты которые  можно использовать на свое усмотрение.

DevBoard Arduino UNO

По факту и схемотехнике, данный вариант является полным аналогом варианта для Arduino Nano. Отличие только в используемой плате Arduino UNO и способе подключения.

Схема и печатная плата данного варианта следующая:

FPV minimOSD модуль

Как и писал ранее, это аналог модуля minimOSD. Программируется такой модуль с помощью конвертера USB-TTL CP2102, или при помощи другой платы Arduino. Как прошивать Atmega328 через arduino читайте в статье Заливаем скетч в Atmega328 при помощи Arduino UNO.

Я лишь добавил данной плате немного универсальности, а именно возможность монтировать два типа корпусов микроконтроллера Atmega328, TQFP и QFN.

Схема и печатная плата данного варианта следующие:

В сети достаточно много примеров работы с данным модулем. Есть даже интересные Open Source проекты, к примеру mwosd.com которые ведут разработку и поддерживают ПО для данного модуля на базе Arduino.

А о возможностях микросхемы MAX7456, очень подробно рассказано здесь.

Изготовление печатных плат и монтаж компонентов и в этот раз доверю инженерами сервиса PCBWay.ru. При изготовлении выбрал обычные параметры. Толщина платы 1,2 мм, цвет паяльной маски синий, а цвет шелкографии белый. Бывали случаи, когда на стадии проверки моего заказа мне указывали на ошибки которые могут помещать в изготовлении, что требовало дальнейшей доработки. В проектах разработки и изготовления электроники это очень важно, с первого раза максимально создать рабочий прототип.

Печатная плата и исходники схем в формате DipTrace по запросу в комментах
Как залить скетч в Atmega328 при помощи Arduino UNO
Модуль miminOSD - заказать
Драйвер для CP2102 - скачать
Конвертер CP2102 - заказать

Разработка и копирование печатных плат
Инструкция по заказу печатных плат на PCBWay
Видеоуроки по DipTrace