星宁PSO 发表于 2014-3-5 09:37

CCD相机制冷改造收关总结

本帖最后由 星宁PSO 于 2014-3-5 11:55 编辑

    手里的spot insight相机采用4021CCD,性能不错,可惜就是没带制冷,而且长条形的造型设计也不是很符合调焦座的受力。为了让这个相机能够更好的拍摄深空,我们进行了制冷和外形改造。
    漫长的改造之路,停停改改,今天终于收尾,这里发帖纪念,同时也是给有兴趣的爱好者一个参考。在这里感谢梦天兄和我“风雨同舟”一起改造这款相机,感谢金金相印兄送我的高品质降压模块,感谢月照松江兄给我3D打印的控制器盒。
   切入正题,下面以图文形式描述下改造的过程。
一、相机外壳
外壳设计大家可看我以前发的帖子:相机制冷改造——外壳篇
http://www.astronomy.com.cn/bbs/thread-279033-1-1.html

二、改造成型照
正面


背面


三、电路板组装
相机盒内CCD背面情况,制冷片、温控、热丝线需要预先引出

CCD主板安装。
很多的接线,主要就是:制冷片、温控探头、风扇、热丝、电源

相机主电路板就为

电源总线增加防反接二极管。

黄圈处就是二极管,发热较大,正对风扇降温。


四、控制器组装
    控制器的功能主要是控制制冷片的开关、电压、温度,热丝的电压,风扇的开关,CCD温度的显示、制冷片电压的显示,热丝电压的显示。

控制器装好的样子。
控制器设置了5个开关:制冷及风扇总开关、盒热丝开关,两层制冷片的电压调节旋钮、热丝的电压调节旋钮


五、CCD舱装配
导冷铜板+双层20x20mm制冷片,底层12V2A、上层12V0.8A。
稍微有点遗憾,可能是我制冷片选择的功率不够高或者是效率问题,CCD制冷温差没有达到30度,比梦天兄的要差一点。

涂硅脂

三块粘合在一起

装上CCD,固定螺丝用了尼龙的,防止铝盒热量反传。

放上分子筛干燥剂和消光绒。所有接线孔、CCD排针孔全部用704硅胶密封

    镜头座和密封玻璃热丝。热丝采用了碳纤维的,安装难度很大,只能用705硅胶粘劳了。
    镜头座本身也是散热件,经过测试,常规环境下不开热丝密封玻璃不会结露,但是在温度很低、湿度很大的情况需要开热丝才能不结露。

镜头座合上的样子,因为CCD舱是密封的,内部放了不少分子筛,所以工作时,内部没有发现结露。


六、原型机和改造机对比



总量比原来增加了165克。好在相机重心距离调焦座大大减小。


七、制冷效果测试
室外测试,CCD未开温差是27度,CCD工作状态温差是23度。
未开CCD

开CCD


八、暗场对比
未开制冷:500秒快门、环境温度20度、CCD30度,曝光值后期放大2倍暗场(局部截图)

开制冷500秒快门、环境温度20度,CCD -5.8度,曝光值后期放大2倍暗场(局部截图)

开制冷530秒快门、环境温度1.5度,CCD -20度,曝光值后期放大2倍暗场(局部截图)

    开制冷530秒快门、增益值设置在8、像素合并bin2x2、环境温度1.5度,CCD -20度,原始曝光值(压缩上片)
从这张图中可以看到底部角落出现亮光,我估计是低温下CCD的辉光。

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结语:CCD改造是折腾耗时费钱的过程,目前收尾了虽然制冷温差还不是很高,但是总体还是基本满意,可以说痛并快乐着,积累点了少许经验,今后其他相机的改造会少走不少弯路,期待着好天气开光!{:5_296:}

msloo 发表于 2014-3-5 09:44

高手,除了电路板CCD其他都改了。原装的壳子太重了,一看就是固定使用的

xiaobo2 发表于 2014-3-5 09:51

哇冷冻到-14度啊{:2_197:}

lovez3 发表于 2014-3-5 09:54

眼馋!可以拍了!

黑夜守望者 发表于 2014-3-5 09:57

真好,制冷很耗能,功率多少?{:3_206:}

morning 发表于 2014-3-5 09:57

高大上啊

WFT 发表于 2014-3-5 10:05

看不懂,不过很专业的样子,支持折腾

jxsky 发表于 2014-3-5 10:18

恭喜建筑兄大功告成,我的也经过了好几天的测试了,等5V温控一到换上就完美了。DIY半年时间走的弯路,花的银子真可以买个成品了,HOHO。

tiantian99 发表于 2014-3-5 11:19

这简直是自制的SBIG,支持专业DIY,乐趣无穷!

lygg 发表于 2014-3-5 11:26

真能折腾啊~

星宁PSO 发表于 2014-3-5 12:22

黑夜守望者 发表于 2014-3-5 09:57
真好,制冷很耗能,功率多少?

制冷功耗粗略估计是12W的样子。

星宁PSO 发表于 2014-3-5 12:22

msloo 发表于 2014-3-5 09:44
高手,除了电路板CCD其他都改了。原装的壳子太重了,一看就是固定使用的

恩,电路板没有动

星宁PSO 发表于 2014-3-5 12:23

xiaobo2 发表于 2014-3-5 09:51
哇冷冻到-14度啊

{:5_283:}取决环境温度,CCD还到过-23度

星宁PSO 发表于 2014-3-5 12:25

lovez3 发表于 2014-3-5 09:54
眼馋!可以拍了!

天空兄也搞个CCD吧,哈哈

星宁PSO 发表于 2014-3-5 12:26

missyong 发表于 2014-3-5 09:57
高大上啊

过奖了!{:5_281:}

星宁PSO 发表于 2014-3-5 12:27

WFT 发表于 2014-3-5 10:05
看不懂,不过很专业的样子,支持折腾

向帮主学习啊{:5_283:}

星宁PSO 发表于 2014-3-5 12:28

jxsky 发表于 2014-3-5 10:18
恭喜建筑兄大功告成,我的也经过了好几天的测试了,等5V温控一到换上就完美了。DIY半年时间走的弯路,花的 ...

梦天兄,你的改造比我的成功啊!等你早日出片哦

星宁PSO 发表于 2014-3-5 12:29

tiantian99 发表于 2014-3-5 11:19
这简直是自制的SBIG,支持专业DIY,乐趣无穷!

多谢兄弟鼓励,哈哈

huangjunxiong20 发表于 2014-3-5 12:47

Lz好手相啊,看来是块当官的料{:2_191:}

星宁PSO 发表于 2014-3-5 13:14

huangjunxiong20 发表于 2014-3-5 12:47
Lz好手相啊,看来是块当官的料

多谢兄弟抬举哈,看来我得放弃结构设计工作去衙门当差了,哈哈{:5_282:}
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