StarNavigator DSLR ColdBox e DSLR Peltier Controller

StarNavigator DSLR ColdBox e Peltier Controller

In questo periodo sul Forum Astrofili.org, e su numerosi siti fra qui quello di Gary Honis, http://ghonis2.ho8.com/rebelpeltier.html si affronta il problema del rumore termico nelle macchine fotografiche digitali ad uso astronomico.

 

Questa pagina è dedicata ad una mia serie di esperimenti che hanno portato alla costruzione di un Controller Peltier ed ad una ColdBox contenente la mia attuale Canon 450D, al fine di abbassarne la temperatura di funzionamento e di conseguenza il rumore termico durante le riprese di oggetti del cielo profondo.

Prima Fase

Nella prima fase dei miei esperimenti ho adottato una serie di scatole di polistirene espanso di recupero da varie confezioni di gelato ed altri alimenti. Ho trovato la soluzione migliore utilizzando una scatola da trasporto reagenti chimici avente lo spessore di 3 cm e con un coperchio abbastanza robusto da permettere il montaggio del gruppo di raffreddamento.

 

Ecco i primi risultati in cui si può evincere un miglioramento del rumore (Deviazione Standard) sulla mia EOS 450D Baader Mod.

 

Statistiche Dark a 30.5°:

Dimensione ..... 4290 x 2856
Pixels ......... 12252240
Min ............ 33292 @ 4288 , 2855
Max ............ 64656 @ 956 , 2854
Background ..... 63036
Media .......... 63389.98
Somma ..........
7.7666924958E11
Dev.standard ... 365.20666

Statistiche Dark a -7°

Dimensione ..... 4290 x 2856
Pixels ......... 12252240
Min ............ 2020 @ 2574 , 2854
Max ............ 63392 @ 810 , 140
Background ..... 4092
Media .......... 4096.7368
Somma ..........
50194202028
Dev.standard ... 132.81113

 

Fate le vostre proporzioni mi sembra che la Deviazione Standard sia diminuita di un fattore quasi 3.

Seconda fase

Gli esperimenti di raffreddamento della Canon sono stati molto incoraggianti circa 27°C di delta termico con una cella di Peltier da 46W a 12 V. Entusiasmato dai risultati ho provato ad aumentare la potenza delle peltier, ma con scarsi rendimenti inoltre l’estetica della cold box risultava spartana e poco robusta, e nonostante alcuni accorgimenti comunque vi era formazione di condensa.

 

Terza fase

 

Proseguendo con gli esperimenti ho trovato numerose scatole in materiale plastico che potevano contenere la macchina fotografica, il miglior compromesso è stato il modello Gewiss GW44217 da 190X140X140, una volta coibentato con del polistirene da 2 cm internamente riesce a mantenere un buon isolamento termico lasciando comunque spazio alle ventole dei dissipatori che permettono lo scambio termico.

 

Una buona verniciatura ed un sistema di chiusura di tutte le fessure hanno permesso di ottenere zero condensa ed un aggancio al fochegggiatore più che sufficiente al sostegno del peso della macchina fotografica e della stessa cold box.

Un’ulteriore stato di polistirene applicato al gruppo riduttore/spianatore del Takahashi FS102  è servito per mantenere il tutto isolato termicamente al fine di non avere fastidiosa condensa nel gruppo riduttore/spianatore dando dei risultati eccellenti.

 

Quarta Fase

 

L’alimentazione delle celle di Peltier è piuttosto delicata, non basta semplicemente applicare la tensione corretta se si vuole ottenere un controllo di temperatura adeguato, in quanto gli stessi sbalzi termici e gli stessi sbalzi di tensione/corrente tendono a invecchiare velocemente la peltier riducendone l’effettiva capacità di raffreddamento e la durata.

 

Pertanto ho costruito inizialmente un controller PWM che però non era adeguato alle potenze che volevo utilizzare ed in breve ho dovuto sostituirlo con un sistema che mi permettesse almeno di conoscere ed impostare la temperatura di funzionamento.

Presi quindi un termostato di quelli da frigoriferi industriali, un ottimo termostato che permetteva il controllo al decimo di grado con la possibilità di definire il range di attivazione/disattivazione e con un buon sensore di temperatura.

 

 

 

I primi esperimenti diedero risultati piuttosto incoraggianti, ma la peltier sollecitata dai continui cicli di spegnimento/accensione si deteriorò nel giro di poco tempo, pertanto feci una ricerca in intenet e trovai un controllr Peltier di tipo industriale che finalmente era interfacciabile via seriale al PC con due sonde di temperatura e con tutti i parametri di controllo visualizzabili tramite interfaccia PC, finalmente in un colpo solo avevo isolto anche il problema del monitoraggio a distanza di tutti i paramentri e la peltier era controllata in PWM come si deve senza affaticarsi e rendendo facilmente disponibile il tutto per eseguire sia le foto che intere librerie di dark alla temperatura che volevo.

 

Questo controller che può portare sistemi fino a 650W è estremanebte duttile ed affidabile, protetto e configurabile, quindi abbinato alla cold box ne permette il controllo senza danneggiare la peltier ed ovviamente la macchina fotografica con rampe di raffreddamento/riscaldamento controllate.

 

Alcuni accorgimenti che vedete nelle foto hanno permesso di migliorarne il funzionamento, ed al momento ho creato 3 diversi tipi di dorso della cold box lasciando la parte frontale contenente la macchina fotografica sempre uguale.

 

Nei tre dorsi della cold box intercambiabili ho variato solamente la peltier e  le dimensioni dei dissipatori interni ed esterni al fine di avere un sistema da potersi utilizzare sia con le batterie sul campo (piccole potenze 46W) sia dall’osservatorio fisso con potenze variabili di 60 e 90W che richiedono un alimentatore di grande potenza e ben ventilato costantemente collegato alla rete domestica.

 

Spero che questo piccolo progetto possa tornarvi utile, accludo anche alcune immagini ottentute con questa cold box.

 

Una è un singolo frame della testa di cavallo IC434 e B33 da 20 minuti (1200Sec) alla temperarura di –7 gradi centigradi, nessun dark nesun flat solo livelli e curve.

 

Il risultato è una immagine come ben vedete quasi priva di rumore segno che il raffreddamento della camera ha permesso risultati simili ad un classico CCD raffreddato.

Lascio a voi immaginare la somma/media di una decina di queste immagini quanto segnale può raccogliere e quanto buona risulti l’informazione ai fini di un’ottima immagine finale.

 

A questo fine vi metto anche altre immagini di cui una che mi è valsa un AAPOD, premio per l’immagine del giorno su un noto sito americano, questa immagine di M45 le Pleiadi è data dalla somma di 12 frame da 20 minuti, l’elaborazione è stata fatta in collaborazione con Stefano Ciapetti ottimo astroimager italiano e mio maestro.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  

 

 

 

  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Si ringraziano tutti coloro che hanno collaborato al progetto nel forum di Astrofili.Org