Cam86: CCD raffreddata autocostruita

[Zoroastro]

Salve,

Ho appena terminato la realizzazione di una Cam86, fotocamera astronomica raffreddata con sensore da 6.1 megapixel e formato 23.7 × 15.6 mm. Il progetto originale con il reverse engineering del sensore Nikon D70 è frutto di un astrofilo ucraino, Rome Gilmanov, attivo su www.astrokiev.com, ma esistono forum molto vivaci in Francia USA e Australia.

Si tratta in pratica di acquistare su Ali il sensore Nikon (circa 13-14 euro), ordinare il PCB coi file Gerber messi a disposizione da Rome circa 10-15 euro per 10 pezzi), ordinare i componenti elettronici (un'ottantina di euro) e saldare il tutto. La parte meccanica (involucro, finestra, dito freddo e radiatore) non è difficile ma richiede un po' di creatività e pazienza. Avere a portata un tornio/CNC/trapano a colonna accelera tutto, ma si può farne a meno. E se ci sono riuscito io ... ;-)

Ci sono poi altre Cam basate su diversi sensori e anche evoluzioni della Cam86, quali la Cam90 e la recente Cam87. A ciascuno il suo!

Personalmente dico che è stata una bellissima avventura che raccomando a chiunque abbia passione per l'autocostruzione e un minimo di manualità e conoscenze di base di elettronica fai-da-te. Nel corso del progetto, partendo da zero, ho imparato un sacco di cose, divertendomi: usare un saldatore a stagno, fare saldature su piccoli componenti 0805 e IC, progettare in 3D, stampare 3D etc.

Qui i dettagli tecnici della camera:

• Risoluzione 3000 × 2000 = 6Mpixel
• pixel quadrati 7,8 x 7.8um
• 16bit ADC
• Colore con matrice RVB Bayer
• 28,4 mm diagonale
• interfaccia USB 2
• alimentazione a 12Vcc
• driver ASCOM e INDI
• sensore di temperatura e umidità interni
• raffreddamento con Peltier e dito freddo in rame o alluminio

La parte meccanica si può realizzare in alluminio o stampata 3D. Su Astrobin si trovano molte immagini realizzate con Cam86, di qualità decisamente buona.

Il costo delle Cam86 è difficile da calcolare, perché dipende da quanti attrezzi si possiedono in partenza, ma per i componenti si possono calcolare circa 150 euro largheggiando.

Qualche immagine della mia camera appena ultimata con contenitore stampato in PET-G, e i link ai vari forum.

Forum originale (in russo e inglese, Google translate è raccomandato :-))

Forum francese, il più attivo e creativo (questo post è largamente ispirato a quel thread)

Blog russo dedicato alle varie versioni di Cam

Lo schema del PCB

L'elenco dei componenti - tranne il vertical driver CXD1267 che va cercato su eBay o Ali

Queste sono le info principali, ma considerato che i thread sono mediamente di 120-180 pagine non esitate a chiedere, per quello che posso sarò lieto di aiutarvi!!!


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Allego anche un'immagine (non mia) realizzata con una cam86.

https://www.astrobin.com/full/309596/0/?real=&mod=
jEtqvN0aPPQW_16536x16536_QHBeR-uT.jpg

[Zoroastro]

Il primo test di raffreddamento, in locale a circa 22-23°C e immagine di 10s senza obiettivo. Il delta T è circa 36°C, probabilmente migliorabile leggermente una volta completato l'essiccamento interno (silicagel per il momento).

Test Cam86.jpg

Buon Anno!

[DavideP]

molto bello il progetto e molto ben realizzato, la stampa è quasi perfetta, magari venissero giù pezzi così belli dalla mia stampante....che stampante hai usato?

interessanta anche il discorso del raffreddamento

[Zoroastro]

Ciao Davide - grazie! La stampante è una Prusa i3 Mk3S, non sbaglia un colpo. Prima ho tribolato un pezzo con una fetecchia cinese Creality, 300 e rotti euro buttati.

Aggiorno sul controllo delle temperatura a regime:

T interna del corpo macchina: +29/+30°C
T del dito freddo=sensore: -14,5°C, stabile +/-0,2°C
T ambiente: +19/+20°C
Assorbimento totale a regime: 1,96A

La prossima revisione del prototipo migliorerà alcuni dettagli relativi a riserva di silicagel, pittura interna per ridurre l'umidità, finestra con filtro UV/IR cut astronomico, radiatore più compatto e semplificazione geometrie per stampa 3D.

Ovviamente i miei file .stl sono a disposizione di chiunque.

Ciao!

PS: un collega del forum francese sta sviluppando una versione molto compatta e semplificata della Cam87, sempre con corpo stampato 3D. Molto promettente ...

Test Cam86 - 2.jpg

E un altro sta perfezionando un programma per la messa a fuoco, acquisizione immagini e âutoguida. Da notare che volendo si possono usare comunque i vari SharpCap e APT con il driver ASCOM.

[Valerio84]

Accidenti! Complimenti! Saldare componenti SMT a mano è un lavoro certosino, soprattutto gli integrati! Mi farebbe comodo una camera raffreddata...mi fai venire voglia di provare!
Una domanda, tutti quei cavi volanti potrebbero fare da antenna ed indurre problemi di disturbo elettromagnetico nella lettura del sensore?
Hai provato a fare una misurazione? Eventualmente potresti usare mini toroidi di ferrite per ridurre i disturbi.

Ancora complimenti e grazie per aver condiviso il progetto!

[Zoroastro]

Grazie Valerio - Sì serve pazienza e manualità per saldare gli integrati, ma se ho imparato io con YouTube partendo da zero ... ;-) certo all'inizio ho massacrato un paio di schede ma alla fine i giunti sono venuti abbastanza bene con l'aiuto di un microscopio 10x e senza usare l'aria calda.

Non saprei per le EMI, ho avvolto a spirale i fili dei sensori e della USB oltre che le alimentazioni a 9 e 12V, certo aggiungere un paio di ferriti non costa nulla - Grazie del suggerimento!

Circa la tua tentazione ... buttati, io mi sono divertito un casino al di là dell'uso pratico della fotocamera per il cielo profondo - dovrò imparare anche quello .

Senza stampante 3D come già detto la soluzione classica (e la migliore) è con corpo in alluminio usando una scatola commerciale adattata con fori adeguati. Ho scelto la stampa 3D per fare qualcosa di nuovo e anche perché per un buon lavoro servirebbe un trapano a colonna che non possiedo (e non voglio mettermi in casa per adesso). L'unica lavorazione meccanica nel mio caso è stata per ricavare il dito freddo in rame - piuttosto che farmelo realizzare al CNC o al tornio da qualcuno ho preferito farmelo da solo con utensili ricavati dalla fedele Prusa.

2020-11-18.jpg

Ecco due esempi di realizzazione metallica:

Kevin.jpg

DPapavoine.jpg

[Valerio84]

Bella anche con case alluminio, dissipa anche meglio Prima o poi lo faccio! Peccato le ferie siano quasi finite!

[dagno]

ordinare il PCB coi file Gerber messi a disposizione da Rome circa 10-15 euro per 10 pezzi)

Ciao a tutti
ho cercato in lungo e in largo su internet ma non riesco a trovare dove prendere i pcb a quel prezzo, sapreste darmi qualche dritta?

Grazie

[Zoroastro]

Sì certo. Io ho usato SeeedStudio: 4,90 dollari per 10 PCB più 13,60 dollari di spedizione, cioè 14,80 euro.

Ma ne esistono tanti simili.

Ciao!

[Niuton]

riesumo la discussione, per un paio di chiarimenti:
tecnicamente usare il sensore della d70 nella cam86, che vantaggi ha rispetto ad usare un d70 moddata con la cella di peltier? diciamo una modifica del tipo di quella che fa questo artigiano con la d850.
Nikon-D850-cooled-DSLR-camera-for-astrophotography2.jpg
con l'avanzare dei tempi e il naturale abbassamento dei prezzi dell'usato(una nikon d70 solo corpo a ben cercare con 70-90€ si porta a casa, come anche altre reflex digitali con altri tipi di sensore), mi vien da dire che pur spendendo magari un 20€ in più si hanno a disposizione tutte le feature della reflex.

Comunque gran bel lavoro Zoroastro! hai mai pensato di trasformarla in mono grattando via la matrice bayer meccanicamente(con cacciavite o legnetto)? pare un operazione semplice e indolore, per quanto brutale.