sample program / for arduino ide

Tab5 の内蔵カメラを、Arduino で動かす。

素の Arduino では素直に動いてくれない M5Stack Tab5 のカメラを、 映像が出るところまで確実に立ち上げるための1本です。初期化の順序、黒画面の直し方、色化けの直し方、暗い場所で画面をライトにする使い方まで。実機で確かめた設定と、つまずいた理由をそのまま書いてあります。

Arduino-ESP32 3.3.12
M5Stack Tab5
M5Unified
ESP_Video（コア同梱）
1280×720 / RGB565
シリアル操作

一式をダウンロード ↓ 外すと動かない8点を読む

MIPI-CSI · SC202CS · RGB565 1280×720

LIGHT L | SWAP | 26.0 fps | exp 1000

fps 実測 ms 1フレームの表示時間 LIGHT L 左半分が照明（白）exp 露出時間

ページを開くと、実機と同じ起動カラーバー（白→赤→緑→青→CAM INIT OK）が流れます。

integrated / 本体への組み込み版

本体統合版 v6 2026.10.25 公開

このサンプルを、生体信号取得システム本体のファームに組み込んだ差分版です。照明（左半分・常時最大点灯）とプレビューの分割、解析タスクのコア分離、B ボタンでの照明 ON/OFF まで入っています。I2C の貸し借り方式など、組み込みで必要になった知見はこちらにあります。

body/ を開く →

spec / できること

「映る」までを、確実に

本体に組み込む前の切り分けを目的にしています。カメラだけを取り出して「どこまで動くか」を確かめられる形にしました。

view

カメラ映像の表示

1280×720 の映像を5インチ画面いっぱいへ。c 生 / s バイト入替 / g 明暗伸長の3モード。既定は色化けの直る s です。

light

画面をライト代わりに

l キーで画面が真っ白に。5インチ・バックライト最大点灯の光を照明として使います。ライト中もカメラは止まりません。

half light

左半分を白く、右半分に映像

起動直後から、左半分が白（照明）／右半分がカメラ映像。暗い場所で白い面を照明や証明写真の背景にしながら、被写体を確認できます。t で全面映像、r で左右反転。

exposure

露出とゲインを手で動かす

e/E で露出時間、-/+ でゲイン。自動露出がハンチングして明るさが脈打つときの、追い込みの足がかりです。

計測を画面に出します。 実測 fps、1フレームの表示時間、いまの露出時間とゲインを下のバーに1行で表示。「動いているか」「重すぎないか」が数字で分かるので、切り分けが速くなります。

trace / 初期化の順序

この順番に意味があります

コードもこの順で読めるように並べてあります。順序を入れ替えると動きません。とくに【1】と【4】は外せません。

【1】 XCLK 24MHz 必ず M5.begin() より先に設定します。ESP32-P4 の LEDC は全タイマがクロック源を共有するため、後から設定すると M5GFX のバックライト用と衝突して24MHzが出せません。
【2】 M5Unified 開始
バックライト救済画面を横（1280×720）にし、backlightFix() で GPIO22 を素の出力として HIGH に固定します。M5GFX の調光が失敗して黒画面になるのを防ぎます。
【3】カメラ給電
IOエキスパンダ 0x43 E1.P6 = CAM_RST を解放します。これをやらないとカメラは SCCB に応答しません（0x36 が出てきません）。0x01 に 0xFF は禁止。
【4】 ESP_Video 初期化
（dont_init_ldo） SCCB は SCL=G32 / SDA=G31。csi.begin(cam_config, true) の true が必須です。MIPI PHY 用 LDO は画面と共用で、M5GFX が取得済みだからです。
【5】撮影開始 cap.begin(name, 3) → setFormat(RGB565) → startCapture()。バッファは3枚。表示中に1枚取られても余裕を持たせます。
【6】フレーム取得 captureBuffer() で RGB565 1280×720 を借用します。変数が消えると自動でドライバに返る（RAII）ので、長く握ると次のフレームが来ません。
【7】画面表示 16ラインずつ内蔵RAMのバッファ（g_lbuf）へコピーしてから pushImage()。PSRAMから直接DMAすると黒画面になることがあります。
【8】ライトモード
露出・ゲイン画面を真っ白にして照明にします。ライト中もカメラは動き続けます。露出とゲインは setSensorExposureTime() / setSensorGain() で手動調整（実験的）。

build / コンパイル・実行に必要な注意点

外すと動かない、8つのポイント

実機で1つずつ確かめた項目です。症状と原因が対応するように書きました。

Tab5 内蔵カメラ / Arduino IDE
注意点	外すとどうなるか	対処
XCLK を `M5.begin()` より先に設定	LEDC のタイマ衝突で24MHzが出ず、カメラが応答しない	`xclkSetup()` を setup の最初に置く。ログが `24000000 Hz` なら成功
`csi.begin(cam_config, true)`＝dont_init_ldo	LDO の取り合いで初期化失敗（画面が先に取得している）	第2引数を必ず `true` にする
IOエキスパンダの `0x01` に `0xFF` を書かない	LCD_RST / TP_RST まで戻り、画面が真っ黒になる	`camPowerOn()` の値（`0x0D/0x0B/0x05/0x07/0x03`）を変えない
GPIO22（バックライト）を直High に	M5GFX のLEDC調光が失敗し、画面が真っ黒のまま	`backlightFix()` を呼ぶ。`setBrightness()` だけでは直りません
表示は16ラインずつ内蔵RAMを経由する	PSRAMから直接DMAしようとすると黒画面になることがある	`g_lbuf[1280*16]` にコピーしてから `pushImage()`
フレームバッファを長く握らない	次のフレームが来ず、fps が落ちる／止まる	重い処理の前に、必要な分だけコピーして手放す
表示はバイト入替をする（`s`）	赤と青が入れ替わって見える（色化け）	表示は入替、解析は入替なしが原則。用途で別系統と覚える
このサンプルでは `M5.update()`・タッチを使わない	内蔵I2C（G31/G32）とカメラSCCBが同じピンで `clear bus failed` が多発。fps も 6→1.7 に低下（実測）	モード切替はシリアル入力で行う。タッチが要るなら 250ms 間隔に間引く

色化けの正体。 カメラが返す RGB565 は標準の並び（赤が上位ビット）です。画面に出すときはバイトを入れ替えると赤青反転が直ります（s キー）。逆に、輝度を計算して解析する用途では入れ替えてはいけません。ここを混同すると「どんなデコーダでも読めない画像」になります。

setup / ライブラリとファイルの置き方

ESP_Video の入れ方だけ、少し手がかかります

Arduino-ESP32 コア 3.3.11 以降には ESP_Video が同梱されていますが、環境によってはコア内の libraries\ESP_Video が見当たりません。その場合は配布しているZIPを次の形に展開してください。

# Windows の例
C:\Users\<ユーザー名>\Documents\Arduino\libraries\ESP_Video\src\ESP_Video.h
                                                     ↑ この形になるように

# NG: 1階層深くなっている
...\libraries\ESP_Video\ESP_Video\src\ESP_Video.h

展開後は Arduino IDE を再起動してください。スケッチ冒頭のマクロ定義（CONFIG_ESP_VIDEO_ENABLE_MIPI_CSI_VIDEO_DEVICE など）は消さないでください。

スケッチの置き方 — フォルダ名と .ino 名は必ず一致させます。

Arduino/
└─ Tab5_Camera_Basic_20261106/
   ├─ Tab5_Camera_Basic_20261106.ino   ← これを開く
   └─ README.md

ino と M5Unified だけでビルドできます。コマンドラインなら次の1行。

arduino-cli compile -b esp32:esp32:m5stack_tab5 Tab5_Camera_Basic_20261106

書き込みが Write timeout で失敗するときは、クラッシュ再起動ループでUSBが掴めなくなっています。シリアルモニタを閉じる → リセットを約2秒長押し（内部の緑LEDが高速点滅＝ダウンロードモード）→ 書き込み → もう一度リセット、の順で復帰します。USBケーブルはデータ通信対応のものをお使いください。

keys / 操作

シリアルモニタに1文字

Arduino IDE のシリアルモニタを 115200bps で開き、1文字送るだけで切り替わります。

キー	動作	使いどころ
`c`	COLOR（生）	そのままの映像
`s`	COLOR バイト入替	色化け（赤青反転）が直る。既定はこれ
`g`	GRAY（明暗を伸ばす）	暗い・コントラストが弱いとき
`t`	半分照明 ON/OFF	既定はON（左半分が白／右半分が映像）。OFFで全面映像
`l`	全面ライト ON/OFF	画面全体を白くして照明にする（従来のライト）
`r`	白い側を左右反転	カメラの位置に合わせて、照らしたい側へ（1=左／0=右）
`e` / `E`	露出時間を 1段下げる / 上げる	自動露出がハンチングするとき
`-` / `+`	ゲインを 1段下げる / 上げる	暗いとき（ノイズと引き換え）
`0`	露出・ゲインを初期値へ	元に戻す
`h`	ヘルプ	—

画面のバーに、いまの状態が1行で出ます。半分照明のときは映像側の下端、全面表示のときは画面の下端です。

半分照明: SWAP | 26.1 fps | exp 1000
全面表示: COLOR swap | 26.1 fps | 16 ms | exp 1000 | gain 0
         表示モード  実測fps   表示時間  露出時間   ゲイン

* が付いているときは「手で動かした（手動）」の印です。

exposure / 明るさが脈打つとき

自動露出を、手で押さえに行く

本体に組み込んだ版では、映像が白っぽく、明るさが脈打つ現象が残っています。カメラ側の AE（自動露出）が行ったり来たりしている疑いが濃いのですが、 ESP_Video の公開 API には AE を止める手段が見当たりません。そこで、露出時間とゲインを直接投げる道具を入れておきました。

// ESP_Video.h にある V4L2 拡張コントロール
cap.setSensorExposureTime(int32_t);   // V4L2_CID_EXPOSURE_ABSOLUTE
cap.setSensorGain(int32_t);           // V4L2_CID_GAIN
cap.setSensorExposure(int32_t);       // V4L2_CID_EXPOSURE
cap.setSensorAETargetLevel(int32_t);  // V4L2_CID_CAMERA_AE_LEVEL

本スケッチが投げる値（出発点。単位はドライバ実装依存）
段	露出時間	ゲイン
初期値	1000	0
下限	100	0
上限	20000	64

正直な注意点。 返り値は「ioctl が通ったか」であって、映像が変わったかではありません。ログに OK が出ても暗さが変わらないことがあります。その場合はドライバの AE が優先されています。値の単位（マイクロ秒相当か、行数相当か）も実装依存です。
したがって 「固定露出版」はこの版では未完成です。実機で e/E を押しながら、g モードの見え方と fps を見て決めてください。

files / ダウンロード

一式をどうぞ

まずはZIPを落として展開するのが早いです（中のフォルダ名と ino 名が一致しているので、そのまま Arduino で開けます）。md5 4813f2e3b7ed3c4e6d78e0c9ad03683a body/ にあります。

Tab5_Camera_Basic_20261106.zip 一式（スケッチ + README） download 16,854 bytes · md5 fa3f59e0323400b802252652238f0086
Tab5_Camera_Basic_20261106.ino スケッチ本体（映像表示 + モード + ライト + 露出/ゲイン） download 29,606 bytes · md5 a9a184aac1528c701e3ba55cb7dd3ddc
README.md 解説書（初期化の順序 / 罠8点 / 露出 / 既知の制限） download 13,861 bytes · md5 71f2193b83bcfda6084ef0533835dac1
ESP_Video_for_3.3.12.zip ESP_Video ライブラリ（コアに見当たらないとき用） download 15,685 bytes · md5 6c1c757ca3cc5087c1585a78d05116cb

# ビルド確認（この版を作ったときの実測）
Arduino-ESP32 コア 3.3.12 / esp32:esp32:m5stack_tab5
Flash   1,075,612 bytes (16%)
RAM        70,052 bytes (21%)
warning 0 / error 0

notes / 正直な記載

確認できたこと・これからのこと

お知らせ。 現状ではI2Cと画面描画の性能に影響するため、本ライブラリとしては、二次元コードの読み取りサンプル部分を抹消しました。

ビルド

3.3.12 / warning 0

実機表示

以前の版で確認済み

この版の実機

確認済み・26fps

露出固定

未完成（実験的）

内蔵カメラの映像表示、IOエキスパンダ経由の給電、ESP_Video の初期化手順は、 実機（Tab5）で動作を確認済みです。本ライブラリは、その確認できた処理に露出・ゲイン操作と fps 表示を足したものです。2026.11.06 に実機で書き込み・起動・カメラ初期化まで確認しました。左半分が白・右半分が映像の状態で 26.0 fps / I2Cエラー0 / AEエラー0。全面表示（1280×720）では 6〜7 fps なので、律速は表示転送です。差異があればお知らせください。

既知の制限

解像度は 1280×720 固定。SC202CS は 1600×900 / 1600×1200 も持っていますが未対応です。
露出・ゲインの固定は未完成（戻り値が OK でも AE が優先される場合がある）。
バックライトの PWM調光は未実装（LEDC が XCLK と競合するため）。常時最大点灯です。
タッチ操作は使いません（内蔵I2C がカメラSCCB とピンを共有するため）。操作はシリアル1文字。