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[自制DIY] CCD相机制冷改造收关总结

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星宁PSO 发表于 2014-3-5 09:37 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自： 中国–浙江–杭州 电信

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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
01_缩小大小.JPG

背面
08_缩小大小.JPG

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
 1_缩小大小.JPG
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
 2_缩小大小.JPG
相机主电路板就为
03_缩小大小.JPG
电源总线增加防反接二极管。
04_缩小大小.JPG
黄圈处就是二极管，发热较大，正对风扇降温。
05_缩小大小.JPG

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。
 06_缩小大小.JPG
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
07_缩小大小.JPG

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。
 09_缩小大小.JPG
涂硅脂
010_缩小大小.JPG
三块粘合在一起
011_缩小大小.JPG
装上CCD，固定螺丝用了尼龙的，防止铝盒热量反传。
012_缩小大小.JPG
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
014_缩小大小.JPG
    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。
013_缩小大小.JPG
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。
015_缩小大小.JPG

六、原型机和改造机对比
016_缩小大小.JPG

018_缩小大小.JPG
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。
017_缩小大小.JPG

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
019_缩小大小.JPG
开CCD
IMG_0111_缩小大小.JPG

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）
 p4-500-1.jpg
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）
p7-500-1.jpg
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）
p8-530-1.jpg
    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。
p10-530-16-bin2.jpg

                               
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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!

相机, 制冷

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mingkoukou + 15 很给力!给最高分！
haoxing168 + 15 很给力!
最后的恐龙 + 16 很给力!
lovez3 + 12 很给力!

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购买望远镜就在牧夫天文商城
msloo 发表于 2014-3-5 09:44 | 显示全部楼层 来自： 中国–浙江–杭州 联通
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

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星宁PSO
恩，电路板没有动  详情 回复 发表于 2014-3-5 12:22
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xiaobo2 发表于 2014-3-5 09:51 | 显示全部楼层 来自： 中国–浙江–杭州 电信/数据中心
哇  冷冻到-14度啊

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星宁PSO
取决环境温度，CCD还到过-23度  详情 回复 发表于 2014-3-5 12:23
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lovez3 发表于 2014-3-5 09:54 | 显示全部楼层 来自： 中国–天津–天津 电信/腾讯云
眼馋！可以拍了！

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星宁PSO
天空兄也搞个CCD吧，哈哈  详情 回复 发表于 2014-3-5 12:25
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黑夜守望者 发表于 2014-3-5 09:57 | 显示全部楼层 来自： 中国–福建–厦门 电信
真好，制冷很耗能，功率多少？

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星宁PSO
制冷功耗粗略估计是12W的样子。  详情 回复 发表于 2014-3-5 12:22
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morning 发表于 2014-3-5 09:57 | 显示全部楼层 来自： 中国–山东–烟台–莱州市 联通
高大上啊

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星宁PSO
过奖了！  详情 回复 发表于 2014-3-5 12:26
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WFT 发表于 2014-3-5 10:05 | 显示全部楼层 来自： 中国–上海–上海 电信
看不懂，不过很专业的样子，支持折腾

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星宁PSO
向帮主学习啊  详情 回复 发表于 2014-3-5 12:27
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jxsky 发表于 2014-3-5 10:18 | 显示全部楼层 来自： 中国–江西–南昌 电信
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。

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星宁PSO
梦天兄，你的改造比我的成功啊！等你早日出片哦  详情 回复 发表于 2014-3-5 12:28
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tiantian99 发表于 2014-3-5 11:19 | 显示全部楼层 来自： 中国–北京–北京 网联光通
这简直是自制的SBIG，支持专业DIY，乐趣无穷！

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星宁PSO
多谢兄弟鼓励，哈哈  详情 回复 发表于 2014-3-5 12:29
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lygg 发表于 2014-3-5 11:26 | 显示全部楼层 来自： 中国–北京–北京 鹏博士BGP
真能折腾啊~
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 楼主| 星宁PSO 发表于 2014-3-5 12:22 | 显示全部楼层 来自： 中国–浙江–杭州 电信
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。

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黑夜守望者
那很省电啊，现在半导体制冷片都要50-60W了……  详情 回复 发表于 2014-3-5 14:50
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 楼主| 星宁PSO 发表于 2014-3-5 12:22 | 显示全部楼层 来自： 中国–浙江–杭州 电信
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
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 楼主| 星宁PSO 发表于 2014-3-5 12:23 | 显示全部楼层 来自： 中国–浙江–杭州 电信
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
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 楼主| 星宁PSO 发表于 2014-3-5 12:25 | 显示全部楼层 来自： 中国–浙江–杭州 电信
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
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 楼主| 星宁PSO 发表于 2014-3-5 12:26 | 显示全部楼层 来自： 中国–浙江–杭州 电信
missyong 发表于 2014-3-5 09:57
高大上啊

过奖了！
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 楼主| 星宁PSO 发表于 2014-3-5 12:27 | 显示全部楼层 来自： 中国–浙江–杭州 电信
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
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 楼主| 星宁PSO 发表于 2014-3-5 12:28 | 显示全部楼层 来自： 中国–浙江–杭州 电信
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
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 楼主| 星宁PSO 发表于 2014-3-5 12:29 | 显示全部楼层 来自： 中国–浙江–杭州 电信
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
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huangjunxiong20 发表于 2014-3-5 12:47 | 显示全部楼层 来自： 中国–广东–河源 电信
Lz好手相啊，看来是块当官的料

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星宁PSO
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  详情 回复 发表于 2014-3-5 13:14
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 楼主| 星宁PSO 发表于 2014-3-5 13:14 | 显示全部楼层 来自： 中国–浙江–杭州 电信
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
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