Опубликовано: 19/03/2005

Тепловой шум – главная причина, ограничивающая время максимальной экспозиции web-камеры до 4-5 с. Поэтому если Вы захотите снимать с такой камерой deep-sky вам потребуется для начала охладить матрицу. Есть множество способов для этого. Это и охлаждение льдом, азотом, СО2, холодильником Пельте. Самым хорошим из них, пожалуй, будет Пельте. Это специальное термоэлектронное устройство, где охлаждение достигается движениями электронов в полупроводниках. Эндотермическая сторона охлаждает, тогда как экзотермическая, наоборот, нагревает. Поэтому важно будет установить калорифер, который и будет это тепло убирать. Эго с успехом может заменить небольшой вентилятор.

Здесь есть одно но: модуль Пельте очень дорог, и мы решил пойти другим путём.

Мы решили взять вентилятор, калорифер и прочее из так называемой сумки-холодильника (помните, такие раньше выпускались в СССР для хранения замороженных предварительно продуктов) и повесить всё это на 12в. Батарею.

Во Франции такая сумка-холодильник стоит примерно, 300 франков.

Она хорошо видна на рисунке.



 

Нам необходимо собрать модуль Пельте размерами 40х40 мм. (потребление тока 3,5а. при 12в., два калорифера размерами140-120мм и 100х100мм, алюминиевый корпус 40х40х40мм, термопару, вентилятор 80х80мм и 12в., безопасный терморезистор, кабель и саму сумку-холодильник.

Последующая сборка производилась с камерой QuickCam Color 2, CCD которой (цветная матрица TC236P от Texas) была заменена на матрицу TC237 (такая же, которая используется Bernard Dalstein в его Kitty 237 камере). Это ч/б сенсор (данные Texas немного неверны, так как перепутаны местами разъёмы 5 и 6 (OUT1 и OUT2 на рисунке ,однако это не играет принципиального значения и лучшее тому доказательство – снимки, сделанные с помощью данной камеры), который имеет большую чувствительность, чем цветной и не боится засветки (поскольку для цветного снимка необходимы 3 раздельных цветовых канала. Будьте аккуратны, не возможно поменять матрицу QuickCam VC и QuickCam pro, поскольку не существует эквивалентного ч/б сенсора к данному виду цветной матрицы.

TC236P (цветная)TC237 (ч/б)

Наша цель – собрать всё, что удастся достать и доработать алюминиевый корпус следующим образом.

Это необходимо, чтобы осуществить «холодную посадку» матрицы, который посажен на разъём типа «тюльпан». (резьба 1,78мм.)

Поскольку размер второго калорифера 100х100мм, мы можем использовать геометризированный корпус (как это сделано у Bernard Dalstein). Он взять из шунта IP65, который можно достать в любом магазине электроники. Когда всё помещено на корпус, детали можно закрепить силиконовым герметиком, какой используется обычно для ванных комнат.

Все отверстия, дырочки и болты должны быть замазаны этим герметиком. В отверстие для CCD можно вставить ультрафиолетовый или любо другой фильтр.



Матрица прикрепляется на холодную посадку двумя болтами на две небольшие эпоксидные полоски, которые можно взять со старой печатной схемы. После этого не забудьте помесить термопасту между матрицей и корпусом, поскольку важно, чтобы тепло не застаивалось возле CCD и не портило изображение. На рисунке можно заметить небольшой штырёк размером 1,778мм. Он нужен не только, чтобы оставить зазор между матрицей и платой, но и служит защитой от короткого замыкания контактов матрицы с алюминиевым корпусом.



 

Калорифер монтируется на модуле Пельте (не забудьте про пасту между обеими частями). Поэтому холод, образующийся внутри не будет исчезать. Изолируйте алюминиевый корпус вентилятора нейлоновыми винтами или изолирующими прокладками. Можно разместить и сопротивление для контроля температуры матрицы.

Видны остатки герметика. Это не очень эстетично, но практично для закрепления всех деталей в корпусе. Для избавления от накапливающееся влаги и изморози на матрице можно поместить небольшие пакетики с силикагелем прямо внутри корпуса для ещё более надёжной защиты от влаги.

Сборка закончена. Можно подуть на крышку корпуса вентилятором с сухим воздухом и затем закрыть его.

При обычной температуре получаются следующие результаты.
 

Первое испытание проводим, сняв два кадра в полной темноте с экспозицией 30с. Первый сделан пари температуре 34,4 С, без охлаждения. Второй сделан уже после 10минутного охлаждения при температуре 10,3 С (3,5А при напряжении 12в). В результате были получены следующие два снимка. Они немного обработаны ,чтобы усилить разницу в тепловом шуме.



Комментарии излишни…



А теперь можно устроить настоящие испытания, снимая deep-sky объекты.

Следующие снимки были сделаны в условиях города в фокусе 102мм, F/D=8.

Температура матрицы: 1,5 С. Лёгкая облачность и небольшая турбуленция. Темный кадр (dark frame) не вычитался.

Здесь можно посмотреть на результаты съёмки.

http://www.astrocam.org/galerie/albireo.JPG  - Альбирео. 9 экспозиций по 5с. Некоторые звёзды слабее 12m.

http://www.astrocam.org/galerie/mizar2.JPG  - Мицар и Алькор. 5с. экспозиция. Небольшая звезда в правом верхнем углу 7,59m.

http://www.astrocam.org/galerie/m13.JPG  - Только 2 экспозиции по 5с. Жалко, что было сделано мало снимков. Результаты очень обещающие…

Больше снимков в Галерее сайта AstroCam: http://www.astrocam.org/gallery.htm



Мы попробовали также поснимать туманности и галактики.

Эти снимки были сделаны во Франции в местечке le col de Chavade на высоте 1300м в фокусе 102мм рефрактора.

Температура матрицы: -6 С. Тёмное небо, очень чистая атмосфера и очень низкая турбуленция. Тёмный кадр не вычитался.

http://www.astrocam.org/galerie/M27.JPG  - Туманность М 27 Лисичка. 40 экспозиций по 5с. Можно заметить даже тусклые части туманности.

http://www.astrocam.org/galerie/M51.JPG  - Туманность М 51 Водоворот. 50 экспозиций по 5с. хорошо проработались только центральные части галактики её спутника. Для сравнения рядом помещена фотография, сделанная B.Daversin не далеко от Парижа. Рефрактор тот же, но камера HX516 Xpress Starlight. 8 экспозиций по 2мин. Соревноваться не реально!!!

Выводы.

Испытания, проведённые с охлаждённой web-камерой очень интересны. Снимки рассеянных и шаровых звёздных скоплений, двойных, переменных звёзд и астероидов довольно любопытны. С хорошим небом на 102мм. рефракторе можно достигнуть 13,5m. С такой камерой можно добиваться неплохих результатов, снимая двойные и переменные звёзды, осуществлять астрометрию астероидов и т.д.

Однако мы должны признать следующее: почти невозможно снимать тусклые объекты с выдержкой 5с. Можно модифицировать ПО камеры, чтобы она не складывала снимки, выдержка которых выше 5с.

Однако мы не должны забывать, что и цена такой установки ниже 1500 франков, включая саму матрицу и охлаждение. Мы можем использовать её во многих сферах, а наблюдение за звёздами в реальном времени доставляет большое удовольствие.