Refrigeració Peltier per a càmera ZWO Astro: 10 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:16

Després d'ensopegar en aquests dos vídeos de YouTube que mostren com afegir refrigeració a una ZWO Optics Astro Cam sense refredar

Guia de bricolatge Creació d'un mod de ventilador de refrigeració Peltier per a ZWO ASI120MC S

Refrigerador Peltier per a càmeres ZWO: basat en Vid de Martin Pyott

Vaig pensar que ho provaria jo mateix.

La modificació completa es mostra a la imatge superior.

Pas 1: Eines i materials

EINES

• Un trepant amb broques esglaonades de 4 mm.
• Fitxers (rodons i plans)
• Dremel o similar amb fixació de fulla circular.
• Soldador amb soldadura, flux etc., a més de tubs termorretractables.
• Ganivet artesà.
• Punxó buit.
• Tornavisos (posidrive i plans)
• Serra mecànica
• 1/4 "-20 Tap & Die (opcional)

MATERIALS

Per començar, necessiteu una càmera ZWO Optics, una versió sense refredar, segur que totes inclouen els trípodes estàndard M4 i 1/4 a la part posterior, però haureu de comprovar-ho.

He utilitzat el meu 224MC per a aquesta modificació.

• Ventilador de 12vdc per a preses Intel 1150, 1155, 1156 o 775. Vaig triar: ARCTIC Alpine 11 Pro Rev.2 a causa del preu i la vibració.
• TEC1 - 12703 12v 3a Peltier Refrigerador termoelèctric 40mm x 40mm. Estan disponibles a molts llocs.
• DC12V -50-110 ° C Control de temperatura del termòstat digital W1209WK
• Caixa principal de control i entrada d’alimentació: CAIXA PROJECTE TANCAMENT 79 X 61 X 40MM
• Caixa de distribució d'energia per satèl·lit: Caixa de connexions 60x36x25mm
• Làmina de cautxú EPDM de 2 mm com a mínim quadrat de 100 mm x 100 mm.
• Vareta de coure massís de 1/4 "de diàmetre d'almenys 100 mm de longitud (opcional).
• Full de neoprè de 6 mm d'almenys quadrat de 200 mm x 200 mm inclòs adhesiu de neoprè.
• Cable de 7 nuclis 5a classificat com aquest
• Botes de descàrrega de cables.
• Diversos cargols de niló M4 de llargada amb volanderes coincidents, femelles més algunes femelles de papallona a joc.
• Compost de transferència tèrmica adequat per a l’ús d’alumini.
• Peces d'alumini tallades amb làser segons els dibuixos adjunts, tot d'alumini de 2 mm. Caldrà tallar 2 x PLANTILLA DE GASKET.
• 1 bloc d'alumini de 40 mm x 40 mm x 6 mm

Podeu veure que hi ha 2 fitxers de dibuix de CÀMERA, un amb el retall central de muntatge del trípode de 1/4 i un sense, la ruta que heu de fer depèn de vosaltres.

Pas 2: la fusteria metàl·lica

Després de rebre les peces d’alumini tallades amb làser, s’hauran de desbarbar totes per eliminar les arestes.

Alternativament, podríeu tallar les peces per raig d’aigua, ja que crec que això donarà un millor acabat i no seria necessària la desbarbatura.

Pas 3: fabricació de la junta

1. Col·loqueu una de les peces de la PLANTILLA DE GASKET a la làmina de goma EPDM, marqueu acuradament les posicions dels quatre forats de fixació M4 i del forat de muntatge del sensor de temperatura més gran.
2. Traieu la peça de la plantilla de la làmina EPDM i utilitzeu punxons buits adequats per retallar aquests forats marcats.
3. Alineeu les dues peces de la PLANTILLA DE GASKET amb aquests forats a banda i banda de la làmina EPDM i assegureu-les amb alguns dels cargols de niló M4, intercalant fermament l’EPDM.
4. Amb un ganivet artesanal afilat, talleu amb cura tots els accessoris EPDM de les peces de la PLANTILLA DE GASKET, inclòs el retall quadrat central.
5. Traieu els perns de subjecció de niló per mostrar una junta EPDM.

Pas 4: retrocés de la càmera

Mitjançant proves i errors, vaig trobar que podia ajudar a refredar-me més utilitzant el forat de muntatge del trípode de 1/4 al centre de la càmera.

En fer-ho, el dit de refredament s’aproxima uns 5 mm al sensor d’imatge i just darrere d’aquest.

Aquest pas és opcional, per això he inclòs dos dibuixos CAMERA BACK, un amb el forat central i un sense.

1. Col·loqueu una lleugera conicitat a l'extrem de la vareta de coure per facilitar el tall del fil.
2. Amb un troquel UNC de 1/4 "-20, talleu un fil a la vareta de coure segons un procediment normal de tall de fil. Talleu una mica més de fil del que calgui (al voltant de 5 mm realment necessari), ja que facilita la seva manipulació.
3. Amb un toc UNC de 1/4 "-20, talleu un fil al forat central de la peça CAMERA BACK, això no trigarà gaire, possiblement només dues voltes com a màxim.
4. Feu la prova per fixar la vareta de coure roscada al forat roscat, s'hauria de cargolar fàcilment i ser perpendicular a la cara de la CÀMERA.
5. Proveu acuradament la fixació de la vareta roscada al forat de muntatge del trípode de la càmera real, de nou s'hauria de cargolar fàcilment sense danyar ni posar tensió a la carcassa de la càmera.
6. Ara assegureu la peça CAMERA BACK a la càmera amb només dos perns de niló M4 inserits a les fixacions externes del trípode de la càmera.
7. Enrosqueu la vareta de coure roscada a través de la peça CAMERA BACK i introduïu-la al forat central de muntatge del trípode de la càmera. Feu-ho amb cura, no estrenyiu-lo en excés i atureu-lo tan aviat com sentiu que estreny.
8. Marqueu amb cura i talleu l’excés de vareta de coure que sobresurt amb una serra per a metalls. Si rasqueu la superfície de la peça CAMERA BACK com jo, no us preocupeu massa, ja que la llana d’acer i l’esmalt metàl·lic eliminen molts esgarrapades i el compost tèrmic agafa la marxa.
9. El més probable és que el cargol de rosca de coure roscat que heu fabricat ara estigui lleugerament orgullós de la peça CAMERA BACK i sigui difícil d’estrènyer, una vegada més, amb una serra talladora tallar una ranura a la part superior per permetre l’ús d’un tornavís pla, sense tenir una ment massa profunda, suficient.
10. Utilitzeu un fitxer per aconseguir que aquest cargol nou de coure de nova fabricació quedi al ras de la cara externa de la CAMERA BACK.
11. Com he dit anteriorment, utilitzeu llana d’acer i esmalt metàl·lic per eliminar les pitjors ratllades de la peça CAMERA BACK durant aquest procés.

Pas 5: Estructura principal

1. Col·loqueu la CAMERA BACK a la cara posterior de la càmera i introduïu el cargol de rosca de coure pel forat central de muntatge del trípode de la càmera, si utilitzeu aquest mètode.
2. Col·loqueu la junta EPDM, alineant acuradament els forats amb la peça CAMERA BACK.
3. Col·loqueu la peça d'alumini PRINCIPAL sobre aquest punt alineant els quatre forats de fixació M4 amb la junta EPDM i la CAMERA BACK assegurant-vos que el port USB de la càmera sigui a les 6 hores i que la secció rectangular de la peça d'alumini PRINCIPAL estigui a 90 graus. El meu és a la dreta.
4. Assegureu-los junts mitjançant perns de niló M4 tallats a la longitud correcta per a un ajust perfecte.
5. Col·loqueu una bona capa de compost tèrmic sobre el cargol de coure, si s’utilitza.
6. Unteu una fina capa uniforme de compost al bloc d'alumini de 6 mm x 40 mm x 40 mm i premeu al quadrat retallat del compost de la junta cap avall.
7. D'acord amb les dimensions del ventilador de refrigeració que he utilitzat, només hi hauria d'haver 4 mm entre la superfície de muntatge i la part inferior del dissipador de calor, donat que ara hi ha 2 mm del bloc d'alumini que sobresurt per sobre de la superfície de la peça d'alumini PRINCIPAL i que TEC1 té 4 mm de gruix, vaig pensar que això seria suficient, però vaig trobar que encara no era un ajust prou segur i ho vaig superar afeitant els peus al bressol de muntatge del ventilador. Vegeu les imatges. ventilador que utilitzeu.
8. Col·loqueu el bressol de muntatge del ventilador a la peça PRINCIPAL, fixant-lo amb cargols de niló, arandeles i fent servir femelles de papallona a tots els cargols, excepte el que es troba en línia amb el port USB de la càmera. Això facilita l’eliminació en qualsevol moment i el que està en línia amb el port USB no té espai per a una femella de papallona.
9. Esbrineu quin costat té el costat fred del TEC1 connectant-lo molt ràpidament a una bateria AA, si col·loqueu el TEC1 entre els llavis que siguin molt més sensibles, ajudarà però serà ràpid, és fàcil destruir el TEC1 executant-lo sense dissipador de calor de refrigeració.
10. Unteu una fina capa uniforme de compost a banda i banda del TEC1 i col·loqueu-la al bloc d'alumini que sobresurt amb el costat fred cap a la càmera.
11. Ara col·loqueu el ventilador i el dissipador de calor a la part superior i fixeu el conjunt al bressol de muntatge.

Pas 6: Cablejat i control

1. Mitjançant un Dremel amb el fixador circular de la fulla, retalleu una secció a la tapa del quadre principal de control i entrada d’alimentació i munteu la unitat de control de temperatura del termòstat.
2. Utilitzeu un trepant per tallar els forats del recinte per a la presa d’entrada de la presa de corrent continu, la sortida del cable de 7 nuclis (que permet alleugerir la tensió) i, si hi ha, el portafusibles.
3. Si utilitzeu un fusible, soldeu el + ve in des del pin central de la presa de la presa de corrent continu fins al portafusibles.
4. Als 2 cables de soldadura del costat de sortida del fusible, 1 serà un aliment directe + ve al ventilador i l’altre és l’alimentació + ve a la connexió 1, el + ve in de la unitat de control de temperatura del termòstat, vegeu el següent pas.

5. La unitat de control de temperatura del termòstat hauria d’incloure marques que indiquin on fer connexions + ve & -ve, però en cas que no ho faci, consulteu la imatge 2, on els connectors de blocs de quatre connexions de 1 a l’esquerra a 4 a la dreta són les següents:

   1. + ve in, subministrament principal a la unitat de control
   2. -ve in i també comú -ve feed via cable de 7 nuclis a la caixa de distribució d'alimentació per satèl·lit (S. P. D)
   3. + ve en el cable d'enllaç del pin 1 per al relé
   4. + ve out, alimentació mitjançant un cable de 7 nuclis a Peltier + ve (fil groc a la meva imatge)
6. Tallar una secció curta de cable des de l'extrem de l'endoll del sensor de temperatura, empènyer l'endoll de forma segura a la placa de control de temperatura del termòstat i realitzar dues connexions de cable al cable de 7 nuclis.
7. Marqueu i foradeu els dos forats M4 per muntar la caixa S. P. D al marc d'alumini PRINCIPAL.
8. Amb un trepant esglaonat, retalleu un punt d’entrada per al cable de 7 nuclis, inclòs el punt de sortida de cables i de descàrrega de tensió al S. D. P.
9. La caixa S. P. D és on es fan totes les connexions finals al ventilador, al sensor de temperatura i al TEC1.

10. Al quadre S. P. D us connectareu des del cable de 7 nuclis:

    1. Un -ve comú al ventilador -ve i TEC1 -ve
    2. A + ve al ventilador
    3. A + ve al TEC1
    4. Dues connexions al sensor de temperatura
11. Hi haurà dos cables no utilitzats al cable de 7 nuclis, els he deixat per a un possible ús futur de la funció PWM del meu ventilador.
12. Assegureu-vos que la part superior del sensor de temperatura s’adapti perfectament al forat de muntatge de la junta EPDM & CAMERA BACK, pot ser que calgui un arxivament i que el cable surti pel forat més petit perforat al marc PRINCIPAL; pot ser que calgui de nou. El sensor de temperatura s’ha d’adaptar molt bé al cos de la càmera i la jaqueta de neoprè (vegeu el pas 7) us ajudarà a mantenir-la allà.
13. Redueixi la calor de tots els cables per obtenir una protecció addicional.

Pas 7: aïllant

Pot semblar estrany afegir una capa aïllant a la càmera, ja que intentem refredar-la, però abans de fer-ho vaig llegir molts articles de projectes similars on la formació de rosada a la càmera dificultava el refredament i que en suprimir encara més aquesta formació de rosada es podria aconseguir un refredament sense necessitat de més energia per fer-ho.

Simplement feu una jaqueta aïllant ajustada per a la càmera de neoprè de 6 mm i llisqueu-la.

Pas 8: proves

Abans d’utilitzar-lo, haureu de saber com està configurada la funció de la unitat de control de temperatura del termòstat i, per desgràcia, la unitat no ve amb cap mena d’instruccions, però gràcies a Buddy Moore per crear un conjunt d’instruccions que inclouré aquí. (vegeu la baixada en PDF a continuació)

El vídeo que he publicat aquí mostra un lapse de temps del refrigerador funcionant sense que la càmera estigui engegada, de manera que no hi ha calor del sensor d’imatge.

Mostra la temperatura ambiental inicial a través del sensor de temperatura contra la carcassa externa de la càmera a 23,8 ° C.

El lapse de temps cobreix gairebé exactament 45 minuts de temps real abans que la temperatura baixés a 0,7 ° C i no baixés més.

En aquest moment, vaig connectar el cable USB de la càmera i el vaig connectar al meu ordinador portàtil amb SharpCap Pro 3, on la temperatura interna de la càmera es mostra a -0,5 ° C

Després d'1 minut i encara connectat a SharpCap, la temperatura externa es va llegir a 1,5 ° C mentre que la interna mostrava 3,8 ° C

Pas 9: en acció

Només algunes imatges que mostren la configuració in situ del meu abast Celestron CPC9.25.

Disculpeu el soroll del vídeo, és l'enfocament lent de la lent de la meva DSLR.

Pas 10: Resultats

A continuació, es mostren alguns fotogrames foscos resultants presos com a subs 10 x 10 minuts a través de SharpCap Pro 3.

La imatge 1 no es refreda i la temperatura màxima era de 29,7 ° C

La imatge 2 és un zoom 4x de la imatge 1.

La imatge 3 es refreda i la temperatura màxima era de 7,3 ° C

La imatge 4 és un zoom 4x de la imatge 3.

Es pot veure que el soroll es redueix enormement.