Pasywne i aktywne chłodzenie kamerek z serii QHY5

Obniżamy szumy kamerek do guidingu i prostej astrofotografii

Seria kamerek do prowadzenia/guidingu - QHY5, QHY5t i QHY5v dość szybko zdobyła wielu zadowolonych użytkowników. W niskiej cenie zaoferowano kamery wyposażone w port ST-4 z dość dużymi (jak na standardy guiderów) matrycami. Dodatkowo kamery te można stosować w astrofotografii planet, Księżyca, czy Słońca.

Wydajność kwantowa matryc CMOS Microna zastosowanych w tych kamerach wynosi około 50% dla matryc monochromatycznych i 30-40% dla matryc kolorowych. Czułość nie jest tutaj problemem. Tego typu "tanie" matryce CMOS charakteryzują się sporym szumem, w tym typowym dla nich szumem o stałym układzie/wzorze ("Fixed-pattern noise"). W wielu przypadkach użytkowania kamerek nie będzie to problem, lecz czasami, gdy musimy zwiększyć gain i czas ekspozycji by wydobyć ciemne gwiazdy w OAGu to możemy mieć problem... Także w astrofotografii za pomocą kamerek QHY5* nadmierny szum nie jest mile widziany. Dark, bias czy flat pomogą w obróbce, lecz można spróbować fizycznie obniżyć szumy kamerki stosując pasywne lub aktywne chłodzenie matrycy.

Najprostszy sposób na obniżenie szumów to pasywne chłodzenie - umieszczenie radiatora (heat sink) odprowadzającego ciepło z tyłu matrycy. Takie rozwiązanie zaprezentowano na blogu thx8411. Jeżeli Twója sztuka QHY5 zawiera otwór z tyłu matrycy (nie wszystkie go mają) to modyfikacja jest prosta. Jeżeli nie ma to zostaje mniej efektywne odprowadzanie ciepła z okolic matrycy (radiator zamiast tyłu matrycy dotyka płytki).

Modyfikowanie kamerek QHY5

Cała seria kamerek posiada prostą i skuteczną obudową. Wystarczy odkręcić nagwintowany cały przedni dekiel by dostać się do modułu kamerki:
Rozkręcona QHY5
Następnie delikatnie wypychamy układ z obudowy od drugiej strony (wypychając port ST4, czy USB). Zdobędziemy dostęp do tylnej strony modułu i będziemy mogli dopasować jakiś radiator. Przyda się też pasta przewodząca ciepło (i najlepiej taka, która nie przewodzi prądu elektrycznego). Jeżeli nie masz niczego pod wymiar to można użyć samoprzylepnych radiatorów na pamięci RAM:
Radiatory i pasta
W moim przypadku wypełniłem pastą przestrzeń między tyłem matrycy a powierzchnią płytki:
Pasta nałożona na tył matrycy QHY5
Po czym przykleiłem większy od otworu aluminiowy radiator:
QHY5 z radiatorem

Radiator nie może być za wysoki bo inaczej całość nie zmieści się w obudowie. W tym przypadku pozostało jakieś 1-2mm przestrzeni. Wnętrze obudowy nad radiatorem też wysmarowałem pastą (gęsta ceramiczna, nie silikonowa - nie spływająca...) co zapewniło kontakt powierzchni obudowy z wszystkimi grzebieniami radiatora.

Taka modyfikacja może być już wystarczająca, choć można ją dalej rozwijać wedle uznania. Na zewnątrz obudowy między portem ST4 i USB można zamocować dodatkowe radiatory, czy radiator z wiatrakiem. Muszą one jednak być dość małe, np:

Radiatory miedziane na powierzchni QHY5
Najbardziej efektywne byłoby zastosowanie miedzianego bloku stykającego się z tyłem matrycy i wyprowadzonym aż do obudowy.

Aktywne chłodzenie z ogniwami Peltiera

Planując aktywne chłodzenie z ogniwem Peltiera należy wybrać bardzo słabe ogniwo. Matryca wydziela jakieś 350 mW energii i stosowanie kilkunastu watowych ogniw to zdecydowanie za dużo. Do tego ogniwo musi być małe, np. 10x10 czy 15x15 by całość zmieściła się pomiędzy portami (i nie była zbyt ciężka).

Stosując silne chłodzenie np. o jakieś 20 stopni należy pomyśleć o umieszczeniu pochłaniacza wilgoci wewnątrz obudowy, a także stosowanie filtra 1,25" (dowolnego) przykręconego do nosa lub obudowy nad matrycą tak by nie dopuścić do kondensacji pary wodnej na matrycy i elektronice kamery.

Aktywne chłodzenie jest raczej zbędne do celów guidingu. Może być przydatne jeżeli zamierzamy stosować kamerkę do astrofotografii DS - robiąc wiele kilku, kilkunastu sekundowych ekspozycji.

M27 Romana Vanura z QHY5

M27 Romana Vanura sfotografowana za pomocą QHY5 - 297x12s

Wpływ chłodzenia

Poniżej zestawienie darków wykonanych w temperaturze pokojowej dla 1 sekundowej ekspozycji i 100% gain (bez wyciągania grafik). Pierwszy dark to stan sprzed przeróbki, drugi po zastosowaniu radiatorów (widać lekki spadek szumu), a trzeci dla przykładu z lekkim chłodzeniem zewnętrznych radiatorów (położonych na ogniwie Peltiera zasilanym z USB :)).
Darki QHY5
blog comments powered by Disqus

Kategorie

Strony