CCD相机制冷改造收关总结

    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。

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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!

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

哇  冷冻到-14度啊

眼馋！可以拍了！

真好，制冷很耗能，功率多少？

高大上啊

看不懂，不过很专业的样子，支持折腾

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。

这简直是自制的SBIG，支持专业DIY，乐趣无穷！

真能折腾啊~

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。

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

xiaobo2 发表于 2014-3-5 09:51
哇  冷冻到-14度啊

取决环境温度，CCD还到过-23度

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

missyong 发表于 2014-3-5 09:57
高大上啊

过奖了！

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

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

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

Lz好手相啊，看来是块当官的料

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