Киевский клуб любителей астрономии "Астрополис"

astromagazin.net
* *
Добро пожаловать, Гость. Пожалуйста, войдите или зарегистрируйтесь.
11 Декабря 2017, 17:01:18


Автор Тема: Охлаждение камеры QHY5  (Прочитано 777 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Nao

  • Оффлайн Оффлайн
  • Сообщений: 600
  • Благодарностей: 1063
  • З повагою, Юрій
Охлаждение камеры QHY5
« : 21 Июля 2013, 16:28:58 »
. - .

Представляю Вашему вниманию свой вариант решения проблемы охлаждения камеры QHY5.

Небольшая предыстория: 2 года назад я решил купить эту камеру, чтобы попробовать снимать дипскай, потому что был вдохновлен весьма неплохими снимками дипская, сделанными на QHY5 словацким любителем астрономии. И в принципе кое-что из дипская у меня получилось заснять, и даже удалось более-менее проработать довольно тусклые туманности, такие как например Розетка. Но тем не менее, даже не смотря на съемки в холодное время года (камера была куплена в конце ноября 2011 года, и снимал я ею до начала марта), у QHY5 был очень высокий уровень шума, и нужно было бомбить сотни кадров, чтобы убрать его. А когда на улице потеплело, и температура снаружи стала выше 0 градусов, то снимать дипскай на QHY5 уже стало очень затруднительно, поскольку уровень теплового шума был чрезвычайно высок  :(

В сети я встречал статьи от зарубежных ЛА о пассивном охлаждении QHY5, заключавшемся в установке "холодного пальца" между корпусом чипа и корпусом камеры для теплоотвода (ссылка на описание этой процедуры). Но к сожалению, мне не повезло, поскольку окошко под матрицей для установки теплоотвода было предусмотрено только в старых версиях QHY5, а у меня была новая модификация, где сенсор наглухо закрыт платой.

В связи с этим QHY5 я далее использовал только для лунной съемки, а вскоре была куплена камера Lumenera Lu070, на которой я начал снимать и дипскай, и Луну, а QHY5 пылилась на полке. Тем не менее, продавать ее я не хотел, так как чувствовал в ней скрытый потенциал. Наиболее меня привлекал достаточно большой по меркам бюджетных астрокамер сенсор (1/2"), а значит и большое поле зрения, поэтому очень хотелось приспособить ее для съемки ярких и крупных объектов дипская (поскольку лепить мозаики с крохотных снимков Lu070 - та еще морока  :insane:)
Поиск инфы по зарубежным астрофорумам ничего хорошего не принес - хотя вопрос об охлаждении новых версий QHY5 там поднимался, но все советы были либо "зачем оно вообще надо, это же гидирующая/планетарная камера", либо "залить эпоксидкой заднюю часть платы, и на нее поставить Пельтье". Идея с эпоксидкой мне не очень нравилась, поскольку у эпоксидной смолы весьма низкая теплопроводность (всего 0,59 Вт/м*К), и к тому же сенсор QHY5 выполнен по планарной технологии, то есть выводы микросхемы лежат на верхней части платы (см. фото ниже), и снизу сквозь эпоксидную смолу и текстолит даже с Пельтье охлаждение будет никаким.

Думал я думал, крутил-вертел камеру и так и сяк, и наконец решил "а что если сделать теплоотвод непосредственно от выводов матрицы?". Ведь действительно, выводы планарной микросхемы находятся фактически на одном уровне с платой, а значит можно попробовать прямо на них установить радиатор. И принялся я за работу.
« Последнее редактирование: 21 Июля 2013, 17:23:17 от Nao »
Записан
Astro-Tech AT6IN 150/610, Sky-Watcher EQ3-2 motor, ZWO ASI174MM, Nikon D5100

Nao

  • Оффлайн Оффлайн
  • Сообщений: 600
  • Благодарностей: 1063
  • З повагою, Юрій
Re: Охлаждение камеры QHY5
« Ответ #1 : 21 Июля 2013, 16:31:34 »
. - .

Поскольку свободного места вокруг сенсора для установки теплоотвода было не так уж и много, для этих целей был выбран небольшой алюминиевый радиатор H94 для транзистора (я его отодрал от старой материнской платы). Его габариты 25х23х16мм.
Этот радиатор я решил укоротить по ширине, чтобы он не мешал другим элементам на плате, а также по высоте, чтобы крышка камеры свободно накручивалась, но вместе с тем немного упиралась в радиатор, для лучшего теплоотвода, а также для того, чтобы плата не "гуляла" всередине корпуса (похоже, что допуска у китайцев весьма вольные на этот счет, и плата изначально была не зафиксирована в корпусе).
Ну и само собой, в радиаторе нужно сделать окошко под матрицу. Габариты сенсора QHY5 составляют 15х15мм, но лучше сделать окошко с небольшим зазором.
Красным цветом я выделил, какие части радиатора я отпиливал.
« Последнее редактирование: 22 Июля 2013, 19:40:04 от Nao »
Записан
Astro-Tech AT6IN 150/610, Sky-Watcher EQ3-2 motor, ZWO ASI174MM, Nikon D5100

Nao

  • Оффлайн Оффлайн
  • Сообщений: 600
  • Благодарностей: 1063
  • З повагою, Юрій
Re: Охлаждение камеры QHY5
« Ответ #2 : 21 Июля 2013, 16:50:33 »
. - .

Сначала я сделал на поверхности радиатора отметки шилом, а затем вооружившись напильниками и потратив несколько часов, уменьшил радиатор до нужных размеров. Отверстие под матрицу я сначала рассверлил дрелью, а затем мелким напильником придал ему нужной формы.
Остатки старой краски были сошкурены, а деталька была перекрашена наново. Слой краски дает электроизоляцию металлического радиатора.
« Последнее редактирование: 22 Июля 2013, 12:02:52 от Nao »
Записан
Astro-Tech AT6IN 150/610, Sky-Watcher EQ3-2 motor, ZWO ASI174MM, Nikon D5100

Nao

  • Оффлайн Оффлайн
  • Сообщений: 600
  • Благодарностей: 1063
  • З повагою, Юрій
Re: Охлаждение камеры QHY5
« Ответ #3 : 21 Июля 2013, 16:55:37 »
. - .

Далее я установил эту штуковину всередину камеры, предварительно смазав выводы сенсора и остальную поверхность стыка термопастой (обязательно нужно брать диэлектрическую!). В качестве термопасты я применил Arctic Cooling MX-2, у нее достаточно неплохие показатели теплопроводности (5,6 Вт/м·K). Для лучшего термоконтакта крышка камеры также была смазана этой термопастой.
« Последнее редактирование: 22 Июля 2013, 12:01:26 от Nao »
Записан
Astro-Tech AT6IN 150/610, Sky-Watcher EQ3-2 motor, ZWO ASI174MM, Nikon D5100

Серега

  • Оффлайн Оффлайн
  • Сообщений: 5965
  • Благодарностей: 293
Re: Охлаждение камеры QHY5
« Ответ #4 : 21 Июля 2013, 16:59:07 »
. - .

ИМХО, нужно было сплошной кусок металла применить, лучше на корпус теплоотдача будет.
Записан

Nao

  • Оффлайн Оффлайн
  • Сообщений: 600
  • Благодарностей: 1063
  • З повагою, Юрій
Re: Охлаждение камеры QHY5
« Ответ #5 : 21 Июля 2013, 17:06:49 »
. - .

Ну и после сборки камеры наступил самый интересный этап - тестирования :)
Прикрутив камеру к закрытому крышкой объективу, я решил сделать несколько темновых кадров.
И вот примеры дарков с выдержкой 5с и усилением 100% (программный шумодав отключен), до установки радиатора и после.
Видно, что среднее значение яркости пикселей уменьшилось приблизительно в 2,2 раза. Конечно, темновой кадр с радиатором не идеален, вертикальные полосы остались (хотя и стали заметно темнее), но следует учесть, что во время тестирования в комнате было довольно жарко (температура около 27 градусов). При ночной съемке, когда намного прохладнее, результаты лучше: на второй картинке показаны темновые кадры при температуре 27 градусов днем, и во время ночной астрофотосессии, когда температура воздуха была около 21 градуса (выдержка 12с, усиление 100%). Думаю, что осенью и зимой ситуация будет еще лучше.
« Последнее редактирование: 21 Июля 2013, 17:26:38 от Nao »
Записан
Astro-Tech AT6IN 150/610, Sky-Watcher EQ3-2 motor, ZWO ASI174MM, Nikon D5100

Nao

  • Оффлайн Оффлайн
  • Сообщений: 600
  • Благодарностей: 1063
  • З повагою, Юрій
Re: Охлаждение камеры QHY5
« Ответ #6 : 21 Июля 2013, 17:09:44 »
. - .

Ну и пробный дипскай - туманность Омега, суммарное время экспозиции где-то 75 минут, выдержки по 12с, усиление 100%, кроп кадра, никакой пост-обработки, просто калибровка дарками и сумма в Deepskystacker, уровни/гамма - в Fitstacker.
« Последнее редактирование: 21 Июля 2013, 17:31:44 от Nao »
Записан
Astro-Tech AT6IN 150/610, Sky-Watcher EQ3-2 motor, ZWO ASI174MM, Nikon D5100


Nao

  • Оффлайн Оффлайн
  • Сообщений: 600
  • Благодарностей: 1063
  • З повагою, Юрій
Re: Охлаждение камеры QHY5
« Ответ #7 : 21 Июля 2013, 17:14:42 »
. - .

ИМХО, нужно было сплошной кусок металла применить, лучше на корпус теплоотдача будет.
Вполне возможно, но к сожалению подходящего куска алюминия у меня не было, делал из того что было  :shuffle:

Тем не менее, результатом эксперимента я доволен, и теперь QHY5 вполне можно использовать для съемки ярких крупных туманностей и рассеянных скоплений. Также попробую использовать ее в связке с Lu070 для съемки больших объектов - на Lu070 будет сниматься L-канал мозаикой, а цвет будет сниматься на QHY5 в биннинге 2x2.
« Последнее редактирование: 21 Июля 2013, 17:30:13 от Nao »
Записан
Astro-Tech AT6IN 150/610, Sky-Watcher EQ3-2 motor, ZWO ASI174MM, Nikon D5100

MAKsutik

  • Оффлайн Оффлайн
  • Сообщений: 4707
  • Благодарностей: 249
  • Ищи на третьей планете.
    • Project EQDrive
Re: Охлаждение камеры QHY5
« Ответ #8 : 21 Июля 2013, 18:38:40 »
. - .

у вас новая камера а у старых на плате был вырез  для охлаждения матрицы. надо было кинуть клич, может кто то и поменялся камерами.
Записан



AndrewP

  • Оффлайн Оффлайн
  • Сообщений: 3183
  • Благодарностей: 406
  • Андрій, Дніпропетровськ
Re: Охлаждение камеры QHY5
« Ответ #9 : 21 Июля 2013, 18:47:23 »
. - .

Выходит, мы отводим тепло вперед, в фокусер, так?
Если используем с Ньютоном - открытая труба и воздух выходит. А если с короткофокусным гидом из объектива или фильтром, не работает ли это как грелка и не аккумулируется ли нагретый воздух в замкнутом пространстве?  :hz:
Записан
Celestron Omni XLT 120; Astro-Tech AT72ED; SW 909 AZ3-2;  МШР; "Алькор"; БПЦ 8х30.
Моторизация, ремонт монтировок (хорошо, долго, дорого).
In theory, theory and practice are the same. In practice, they are not. :)

Nao

  • Оффлайн Оффлайн
  • Сообщений: 600
  • Благодарностей: 1063
  • З повагою, Юрій
Re: Охлаждение камеры QHY5
« Ответ #10 : 21 Июля 2013, 19:44:26 »
. - .

у вас новая камера а у старых на плате был вырез  для охлаждения матрицы. надо было кинуть клич, может кто то и поменялся камерами.
Я знаю о старых модификациях QHY5 с вырезом под чипом (в первом посте я о них упоминал). В принципе, можно было и попробовать поменяться с кем-то, но что сделано - то сделано :)
Тем более, как только мне стрельнула эта идея с охлаждением - сразу захотелось применить подобное и в камере Lu070, поэтому QHY5 была своеобразным  "тренажером", чтобы посмотреть, что из этого получится.

Выходит, мы отводим тепло вперед, в фокусер, так?
Если используем с Ньютоном - открытая труба и воздух выходит. А если с короткофокусным гидом из объектива или фильтром, не работает ли это как грелка и не аккумулируется ли нагретый воздух в замкнутом пространстве?  :hz:
Нет, потому что есть теплоотвод на корпус камеры, да и корпуса многих объективов сделаны из металла, обладающего хорошей теплопроводимостью. Тепловой поток, отдаваемый сенсором камеры не настолько высокий, чтобы успеть скопиться в замкнутом объеме.
Темновые кадры, показанные в посте выше (до охлаждения и после охлаждения) были сделаны с камерой, навинченной на зеркально-линзовый объектив Cambron 500mm f/8, там полностью закрытый корпус, и между задней линзой и сенсором очень маленький воздушный промежуток, тем не менее подобного "парникового эффекта" не происходило, камера работала около получаса, среднее значение яркости дарков колебалось в районе 12-13 отсчетов, не нарастая со временем.
Также около недели назад я делал фотосессию на 130мм ньютон и QHY5 с навинченным редюсером 0,5x - отснятый материал не очень отличался по шумам от кадров, снятых без редюсера.
« Последнее редактирование: 21 Июля 2013, 19:50:06 от Nao »
Записан
Astro-Tech AT6IN 150/610, Sky-Watcher EQ3-2 motor, ZWO ASI174MM, Nikon D5100

AndrewP

  • Оффлайн Оффлайн
  • Сообщений: 3183
  • Благодарностей: 406
  • Андрій, Дніпропетровськ
Re: Охлаждение камеры QHY5
« Ответ #11 : 21 Июля 2013, 19:53:45 »
. - .

Ага, значит этот радиатор снимает тепло с матрицы и имеет термоконтакт с корпусом, туда его и отводит, это есть хорошо!  :SLA:
Записан
Celestron Omni XLT 120; Astro-Tech AT72ED; SW 909 AZ3-2;  МШР; "Алькор"; БПЦ 8х30.
Моторизация, ремонт монтировок (хорошо, долго, дорого).
In theory, theory and practice are the same. In practice, they are not. :)